4 Определение параметров RFID-системы
В разработку RFID-технологии входит подбор необходимых оборудований для реализации поставленных задач. При выборе конкретных оборудований нужно принять во внимание на их технические характеристики и совместимость работы в различных областях системы складирования товаров. Основной идеей выпускной работы в системе складирования является работа с мобильным (ручным) считывателем. Так, для работников склада необходимо считывать информацию ручным считывателем с меток, прикрепленных к товару для считывания не более 30 меток. Это обуславливается тем, чтобы при считывании информации с метки до считывателя не было более 1 метра. Для работников склада очень важным является время, затраченное на инвентаризацию товара и как можно меньше затрачиваемые при этом усилия. Поэтому при разработке RFID-системы необходимо учитывать несколько технических переменных, таких как:
– рабочая частота;
– метки;
– считыватели;
– маркируемые объекты;
– условия эксплуатации;
– интеграция с существующими системами;
– обслуживание.
Правильный монтаж оборудования может потребовать таких дополнительных конструкций, как портал, сооружаемый в зоне чтения. RFID-портал позволяет фиксировать факты приема и отгрузки определенного количества товара, передавая информацию о количестве и его учетную запись. Считыватель и его кабели не должны свободно висеть, угрожая здоровью эксплуатационного персонала.
В наилучшем RFID-решении должен достигаться достаточный компромисс между этими переменными, чтобы оно было достаточно работоспособным [28].
4.1 RFID-метки
Задача правильного выбора меток сводится к особенностям ее применения. Выбирать метки лучше исходя из используемых материалов стеллажей и конкретных реализуемых товаров. Учитывая область применения меток, будет предложено два варианта выбора меток. Первый вариант меток будет учитывать товары, хранящиеся материале с возможностью радиодоступа, а второй вариант для товаров в металлической поверхности.
Для правильного выбора метки, необходимо учитывать такие основные параметры:
– тип метки;
– читаемость;
– объем хранения данных.
4.1.1 Тип RFID-меток.
Выбирать следует из трех основных типов, это: RO, WORM или RW. Для маркировки товара целесообразнее выбрать RW метку, т.к. требуется возможность многократного считывания и записи.
Так как прикладной системе не требуются особые свойства метки (такие, как восприятие температуры, влажности и т.д.), отличающиеся от свойств базовой метки по хранению и передаче своих данных, то удовлетворяются потребности выбором пассивной метки. Это обуславливается тем, что метке не обязательно иметь большую память или источник питания для самостоятельного инициирования сеанса передачи данных. Пассивные метки компактны и удобны. Однако главное их достоинство заключается в низкой стоимости, которая составляет в среднем 0,22 доллара или за набор в 1000 меток. Предполагается, что цена на них будет снижаться вместе с дальнейшим развитием данной технологии. Из-за большой стоимости активных меток, их использование становится не выгодным, а использование полупассивных (полуактивных) меток также не является целесообразным по указанным выше причинам.
4.1.2 Читаемость.
Факторы, которые необходимо здесь учитывать:
– надежность чтения;
– расстояние считываемой метки от ридера;
– конструкция антенны метки;
– плотность меток;
– материал прикрепляемых меток;
– ориентация метки в пространстве по отношению к считывателю;
– рабочая среда – стандартная.
4.1.3 Объем хранения данных.
Факторы, которые необходимо здесь учитывать:
– сколько битов данных нужно хранить в метке;
– необходимость блокирования данных.
Делая упор на реализацию рассматриваемой системы в системе складирования, нужно решить, какой объем максимальный информации будет записываться на метку. Соответственно, от объема записываемой информации напрямую зависит цена метки. На метки, которые крепятся на товар, необходимой информацией является:
– информации изготовителя товара;
– сведения об основных потребительских свойствах товара;
– цена и условия приобретения товара;
– гарантийный срок, если он установлен;
– срок службы или срок годности товара;
– информацию о правилах продажи товара.
Для правильного выбора меток необходимо знать их характеристики. Для этого приведены наиболее распространенные варианты меток в таблицах 4.1 – 4.2 [29-32].
Т а б л и ц а 4.1 – Технические характеристики метки Alien ALN-9640 «Squiggle» – самоклеющиеся RFID-метки и TE15 THINPROPELLER – RFID метка для склада
Из двух вариантов целесообразно выбрать RFID-метку TE15 THINPROPELLER, так как дальность считывания у этой метки 8 метров, больше чем у RFID-метки Alien ALN-9640, дальность считывания которой составляет 5 метров. На рисунке 4.1 представлен вид выбранной RFID-метки.
Рисунок 4.1 – RFID метка для склада TE15 THINPROPELLER
Т а б л и ц а 4.2 – Технические характеристики метки MOTOROLA CARGO TAG – корпусные RFID-метки и OMNI-ID FLEX LABEL – метка на
Из двух вариантов RFID-меток предназначенных для металлической поверхности выбираю RFID-метку OMNI-ID FLEX LABEL, так как она меньше по габаритам, имеет меньший вес, чем RFID-метка MOTOROLA CARGO TAG. Не смотря на то, что у RFID-метки MOTOROLA CARGO TAG дальность считывания больше, она не может быть прикреплена к товарам меньших размеров. Поэтому RFID-метка OMNI-ID FLEX LABEL предпочтительней. На рисунке 4.2 представлен вид выбранной RFID-метки.
75
Рисунок 4.2 –RFID-метка на металл OMNI-ID FLEX LABEL
Эти метки наиболее точно соответствуют выбранному частотному диапазону и подходят для использования в системе складирования товара.
4.2 Считыватель
Задачей правильного выбора типа считывателя состоит в правильном определении конкретного его предназначения. Основной целью его использования в системе складирования является считывание информации с меток мобильным считывателем, когда требуется считать информацию с товара в определенном стеллаже склада. Для правильного выбора считывателя необходимо учитывать следующие переменные:
4.2.1 Особенности.
При выборе считывателя необходимо учесть следующие факторы:
– тип. Считыватель должен работать на выбранной частоте. Также, нельзя не упомянуть антенны, которые по своей сути также являются портативными считывателями.
– возможность модернизации. Это необходимо для усовершенствования оборудования, а так же для исправления программных ошибок в существующей прошивке;
– возможность управления. Необходимо выбирать считыватель, с помощью которого можно дистанционно управлять, что позволит централизовать и автоматизировать мониторинг состояния считывателя и его управления;
– прочность. В зависимости от требований, считыватель может быть упрочнен для предотвращения его от повреждений.
4.2.2 Выбор моделей считывателей.
При выборе считывателей так же необходимо знать их количество, требуемое на складе. Это число зависит от количества зон чтения в системе, количества считывателей, необходимых для надежного охвата каждой зоны чтения.
Для правильного выбора считывателя необходимо знать его основные технические параметры. Выберем модели мобильных считывателей. В таблицах 4.3 [33] и 4.4 [34] приведены характеристики наиболее часто используемых ридеров.
Рисунок 4.3 – Портативный считыватель MOTOROLA MC319Z
Т а б л и ц а 4.3 — Технические характеристики портативного считывателя MOTOROLA MC319Z
Так как заявленная производителем дальность считывания и время работы у портативного ридера MOTOROLA MC319Z больше, чем у Intemec IP30, то выбираем первый ввиду того, что для нашей системы предпочтительнее расстояние считывания 4 метра и временем работы более 8ч.
Данный считыватель питается с помощью двухполярного блока питания. Принципиальная схема данного блока питания представлена в Приложении В [35].
4.3 Принтер RFID-меток
Для печати меток, прикрепляемых к товару, предлагается принтер Zebra RZ400, предназначенный для использования в системе складирования. Принтеры данной линейки устанавливают новый стандарт соотношения цена/качество, совершенствуясь в соответствии с развитием современных технологий. Высокопроизводительные, надежные, приспособленные к жестким
условиям эксплуатации RFID-принтеры серии RZ поддерживают стандарт кодировки EPC Gen2, являющийся на данный момент самым перспективным и популярным стандартом.
Данные RFID-принтеры легко встраиваются в большинство существующих складских и производственных процессов. RZ400 легче подключить к сети благодаря широкому выбору интерфейсов подключения: USB 2.0, беспроводной защищенный 802.11 b/g или Ethernet. Эти принтеры проще в эксплуатации, благодаря большому, контрастному дисплею на передней панели; легкой замене расходных материалов и простой и удобной замене печатающей головки [36].
Рисунок 4.5 – RFID-принтер Zebra RZ400
Т а б л и ц а 4.5 – Технические характеристики принтера RFID-меток Zebra RZ400
4.4 Схема реализации RFID-системы
На рисунке 4.6 представлена типовая структура комплекса для автоматизации склада, показывающая схематическое представление о работе системы и необходимом аппаратном обеспечении. В данной схеме показан прием товара и его отгрузка. В данной RFID-системе каждая единица товара при поступлении на склад проходит через RFID-портал, при котором происходит его регистрация. Если на момент поступления на товаре отсутствует радиочастотные метки, то они должны быть напечатаны с помощью RFID-принтера. Идентификационному номеру метки присваивается определенное наименование товара из первичных документов, и заносятся в базу данных администратору, и в дальнейшем идентификация объекта происходит по уникальному номеру сетки. В том случае если товар, поступающий на склад, уже маркирован этикетками с RFID-тегами, входной RFID-портал фиксирует поступление товара, отправляя данные о типе и количестве поступившего товара в базу данных (ПК Администратора). Также, в момент хранения товара возможна необходимость его перемаркировки. Администратор отправляет задание на перемещение товара оператору сбора данных по беспроводной связи. При отгрузки товара, администратор отправляет задание на отгрузку товара оператору терминала сбора данных. Оператор контролирует процесс отгрузки, руководя процессом подготовки товара к отгрузке. Выходной RFID-портал фиксирует тип и количество отгруженного товара и отправляет данные на компьютер Администратора (в базу данных).
Рисунок 4.6 – Схема расположения объектов системы
4.5 Рекомендации к разработке RFID-системы
4.5.1 Условия эксплуатации.
Условия эксплуатации RFID-системы можно классифицировать по трем критериям:
– радиочастотные препятствия. Радиочастотные препятствия могут возникать вследствие присутствия радионепрозрачных объектов и мобильных устройств, которые эффективно блокируют прохождение радиоволн от антенн считывателя к меткам. Так же, в конструкции склада могут быть металлические изделия, такие как металлические опоры, рамы, которые отражают радиоволны и оказывают похожее влияние;
– условия окружающей среды. Рассматривая данный пункт, необходимо учитывать влажность воздуха на складе, присутствие статического электричества, температуры воздуха, ударов и вибрации. Данные факторы при их избытке отрицательным образом сказываются на сроке службы метки. Избыточная влажность воздуха может ослаблять радиосигналы и приводить к недостаточности энергии, требуемой для считывания информации с метки;
– радиочастотная интерференция. Здесь необходимо учитывать параметры таких устройств, как Bluetooth, Wi-Fi, беспроводные рации,электродвигатели. Данные устройства могут генерировать радиопомехи, которые взаимодействуют с RFID-системой.
Принимая во внимание вышеприведенные факторы, нужно устанавливать оборудование таким образом, чтобы посторонние объектов не сказывались на функциональности RFID-системы. Если в конструкции здания присутствуют металлические изделия, то оборудование нужно по возможности отдалять от них. Так же, необходимо принимать меры по регулированию влажности воздуха.
4.5.2 Интеграция с существующими системами.
Интеграция RFID-системы с существующим оборудованием может благотворно сказываться на функциональности работы всей системы в целом. Принимая во внимание то, что в настоящее время существует большое множество различных современных систем, их можно легко интегрировать в реализуемую RFID-систему.
Совмещение сети Интернет с RFID-системой дает возможность отслеживания и контролирования всеми данными, передвижениями товара как на складе, так и при транспортировки по рейсам отправления и прибытия с любого прибора, имеющего возможность выхода в Интернет.
4.5.3 Обслуживание.
При разработке RFID-системы необходимо планировать дополнительные для нее ресурсы заранее. Для этого существуют необходимые параметры:
– замена поврежденного оборудования. Нельзя исключать возможности выхода из строя любой единицы оборудования. Это могут быть считыватели, метки, принтеры;
– лицензии на оборудование и микропрограммы и их модернизация. Данный пункт включает в себя лицензии и модернизацию считывателей, принтеров, ПК и др;
– персонал. Данный пункт предусматривает сотрудников и консультантов для обслуживания RFID-системы;
– техническая поддержка. Сюда необходимо отнести ресурсы для создания среды технической поддержки, контракты на поддержку с изготовителями;
– усовершенствование. Индивидуальные настройки RFID-системы для поддержки новых или расширения существующих функций, новые интерфейсы.
4.6 Выводы
Для системы складирования разработана схема реализации RFID-системы. По техническим характеристикам выбраны наиболее подходящие считыватели, метки и RFID-принтер. В качестве используемого оборудования было выбрано следующее оборудование:
– Самоклеющиеся RFID-метки TE15 THINPROPELLER;
– RFID-метки на металл OMNI-ID FLEX LABEL;
– Портативный считыватель MOTOROLA MC319Z;
– RFID-принтер Zebra RZ400.
5 Безопасность жизнедеятельности
5.1 Анализ существующих условий труда
Радиочастотная идентификация (RFID) – это продвинутая технология автоматической идентификации. Она используется, чтобы идентифицировать, проследить, рассортировать и обнаружить неограниченное количество предметов, включая людей, транспортные средства, одежду, контейнеры, транспортную тару и поддоны. Она может быть использована в таких приложениях, как контроль доступа, контроль и учёт рабочего времени, идентификация транспортного средства, идентификация в прачечных, предприятиях текстильной промышленности, отслеживание активов, контроль материально-производственных запасов, автоматизация производства, контроль за перемещением потоков грузов и транспорта, контроль багажа в аэропортах, автоматизация загрузки и разгрузки. В последнее время быстрыми темпами растет использование RFID тэгов для автоматизация складской обработки в крупных складских помещениях. Система позволяет выполнять следующие функции: контроль и хранение товара; автоматическая сортировка товара по периметру склада; быстрый поиск нужного товара или в случае необходимости экстренного изъятия; заказ и расширенный поиск нужного товара; автоматизированный сбор статистики.
Состав базовой системы RFID:
– радиочастотная метка (прикрепляется к объекту идентификации). Метка представляет из себя тонкую этикетку, с нанесенными на нее антенной и чипом с возможностью бесконтактного чтения и записи информации. Как правило, тег помещается на каждую единицу товара. В каждый тег обычно встроена активируемая и деактивируемая противокражная функция;
– считыватель информации (ридер). Считыватель содержит в своем составе передатчик и антенну, посредством которых излучается электромагнитное поле определенной частоты. Он способен читать и записывать информацию на радиочастотных метках. Считыватель для инвентаризации позволяет работникам склада легко и быстро проводить инвентаризацию, идентифицируя товар на полках. Считыватель подсоединяется к компьютеру (КПК), который сохраняет и выводит на дисплей данные, относящиеся к идентифицируемому предмету. Далее информация передается в базу данных склада;
– компьютер для обработки информации;
– программное обеспечение, которое накапливает и анализирует полученную с меток информацию и связывает все элементы в единую систему.
Технологический персонал для обслуживания системы RFID представлен работниками склада. При регистрации складского товара работники приклеивают RFID-метки и регистрируют в системе с помощью считывателя. Программирование метки происходит автоматически — от сотрудника склада не требуется специальных знаний. Все товары помечаются RFID метками при производстве или при подготовке товара к отгрузке со склада. Каждая метка обладает уникальным идентификатором (ID), который заносится в метку на этапе производства, и не может быть подделан. После отгрузки со склада изготовителя товар поступает на склад дистрибьютору или оптовому продавцу, и там происходит сканирование RFID-меток товара и сверка их идентификационных номеров со списком, прилагающимся к каждой партии. Дополнительно, система RFID может быть использована для организации эффективной работы склада или магазинов дистрибьютора [37].
Согласно идеи выпускной работы, мониторингом и настройкой данной системы будет заниматься оператор. Так как RFID-система совместима с большинством сетей других технологий, оператору для выполнения его задач достаточно компьютера с соответствующим программным обеспечением. На рисунке 5.1 приведена схема помещения мониторинга.
Рисунок 5.1 – Схема помещения мониторинга
Оператором ежедневно выполняется множество задач. С помощью оборудования инженером осуществляется непрерывное управление, контроль и поддержание заданных технических характеристик системы.
При выполнении целевых задач оператором осуществляется постоянный анализ и контроль технического состояния системы, обеспечивается поддержание безопасных режимов ее эксплуатации.
Рассмотрим оптимальные условия труда работника в отделе мониторинга.
Условия труда на рабочем месте с компьютером складываются под воздействием большого числа факторов, в основном это санитарно – гигиенические, психофизиологические, эстетические, социально –
психологические. Санитарно – гигиенические факторы характеризуют
производственную среду рабочей зоны.
Эти факторы включает в себя: освещение и микроклимат.
Проводится дистанционный контроль и управление работы передатчиков
из экранированного помещения. Для повышения работоспособности оператора
необходимо создать на рабочем месте оптимальные условия труда.
Это возможно только при наличии научно – обоснованных требований и
рекомендаций методик, норм и правил, обобщенных в нормативные материалы.
Оптимальные микроклиматические условия – это сочетание параметров
микроклимата, которое при длительном и систематическом воздействии на
человека обеспечивают сохранение нормального теплового состояния
организма без напряжения механизмов терморегуляции. Они обеспечивают
ощущение теплового комфорта и создают предпосылки для высокого уровня
работоспособности.
Для создания оптимальных параметров микроклимата в помещении
проектируется система кондиционирования.
Одно из немаловажных условий труда – это освещение. Плохое
освещение понижает продуктивность работы человека, вызывает быструю
усталость, повышает вероятность ошибочных действий, ухудшает зрение и
нервную систему.
5.2 Расчет производственного освещения
Оператор будет находиться в помещении, который оснащен роутером и
персональным компьютером.
Параметры помещения:
— hoк=1,7 м;
— hн.ок=0,8 м;
— разряд зрительной работы IV б, 1,5 н e ;
— город Алматы, III;
— L В H, м: 4 3 2,5;
— ρпот=50 %;
— ρпола=10 %;
— ρст=30 %.
5.2.1 Расчет естественного освещения. Расчет естественного освещения
заключается в определении площади световых проемов.
Рисунок 5.2 – Размеры помещения мониторинга
5.2.2 Расчет искусственного освещения.
Разряд зрительной работы IV(б), поэтому нормируемая освещенность по
таблицу 3.12 [38] – 200 лк.
Определение расчетной высоты подвеса:
hрасч=H — (hпов + hсвеса);
hрасч=2,5 — (0,7 + 0,1) = 1,7 (м).
Найдем расстояние между светильниками, учитывая =0,6÷2,0.
LА= · hр=1,18·1,7=2 (м);
la =(0,4÷0,5)· LА =0,5·2=1(м);
lb =(0,4÷0,5)· LВ =0,5·3=1,5 (м).
Для обеспечения необходимой освещенности помещения с параметрами
4 3 2,5 необходимо установить количество светильников типа ПВЛМ – 2 40,
2 штук.
Рисунок 5.3 – Схема расположения светильников
5.3 Расчет установок пожаротушения с комбинированным
углекислотно-хладоновым составом
Расчетная масса комбинированного углекислотно-хладонового состава
тd, кг, для объемного пожаротушения определяется по формуле:
md = k6qnV; (5.7)
где: k6=1,2 коэффициент компенсации неучитываемых потерь
углекислотно-хладонового состава выбираем из таблицы 3.3 [41];
qn — нормативная массовая огнетушащая концентрация
углекислотно-хладонового состава, принимается 0,27 кг/м3 при времени
заполнения помещения, равном 30 с, и 0,4 кг/м3, при времени заполнения
помещения, равном 60 с;
V=3 4 2,5=30 – объем защищаемого помещения, м3.
md = 1,2 0,4 30=138 (кг).
Расчетное число баллонов 2 определяется из расчета вместимости в 40-
литровый баллон 25 кг углекислотно-хладонового состава.
В нашем случае требуется 6 баллонов.
Внутренний диаметр магистрального трубопровода di, мм, определяется
по формуле:
di = d1√2 (5.8)
где d1 — диаметр сифонной трубки баллона, мм;
2=4— число одновременно разрежаемых баллонов.
Выбираем из таблицы 3.5 [41] диаметр трубки 10мм и находим
внутренний диаметр магистрального трубопровода:
di =10 2,45=24,5 (мм).
Эквивалентная длина магистрального трубопровода l2, м, определяется по
формуле:
l2 = 7 l; (5.9)
где k7=1,2 — коэффициент увеличения длины трубопровода для
компенсации неучитываемых местных потерь выбираем по таблице 3.4 [41];
l — длина трубопровода по проекту, м.
Выбираем l с учетом площади потолка комнаты: l = 3 4 = 12 м .
Определяем эквивалентную длину магистрального трубопровода:
l2=1,2 12=14,4 (м).
91
Площадь сечения выходного отверстия оросителя Аз, мм2, определяется по формуле:
A3 = S1
(5.10) S = di24 = 3,14 24,52 4= 4,71; 1=12— число оросителей выбираем из учета максимально допустимого расстояния между ними в 4м. Расход углекислотно-хладонового состава Q, кг/с, в зависимости от эквивалентной длины и диаметра трубопровода, определяется по рисунку 3.3 [41]. = 2 кг/с . Расчетное время подачи углекислотно-хладонового состава t мин, определяется по формуле:
t = md60
(5.11) где md — расчетная масса углекислотно-хладонового состава, кг; Q — расход углекислотно-хладонового состава, кг/с.; t = 13860 2,3=1 мин . Расчетное время подачи углекислотно-хладонового состава совпадает с заданным, следовательно увеличение диаметра магистрального трубопровода до 13 % по сравнению с расчетной его величиной не производится. Масса основного запаса углекислотно-хладонового состава m, кг, определяется по формуле:
m = 1,1 md (1+ 8 6);
(5.12) где k8=0,2 — коэффициент, учитывающий остаток углекислотно-хладонового состава в баллонах и трубопроводах, принимается по таблице 3.5 [42]; k6=1,6 — принимается по таблице 3.3[42].
m = 1,1 138(1+0,21,6) = 177,1 кг)
Из полученных при расчете данных можно сделать вывод, что требуется 6 баллонов углекислотно-хладонового состава вместимостью 40 л. В помещении требуется установить 12 оросителей. Время подачи состава – 1 минута.
5.4 Выводы
В данной работе был произведен расчет естественного освещения, расчет искусственного освещения, а также расчеты по пожарной безопасности. При проектировании естественного освещения помещений определено площадь световых проемов, обеспечивающих нормированное значение КЕО. В помещении с параметрами 4 3 2,5 для обеспечения нормированного значения КЕО, eN=1,2, при IV(б) характеристике зрительных работ требуется площадь световых проемов, в сумме равная 4,21 м2.
Расчет метода коэффициента использования позволил определить, насколько эффективно и экономично можно использовать светильники (OSRAM LUMILUX DE LUXE, тип DULUX L 4 0 W с Ф=1700 лм).
По расчетам пожарной безопасности установлено, что для тушения пожара необходим запас в 177,1 кг углекислотно-хладонового состава, который помещается в 6 баллонов вместимостью 40 л. В помещении рассчитано установить 12 оросителей. Время подачи состава – 1 минута.
6 Технико-экономическое обоснование проектирования системы радиочастотной идентификации на складах
6.1 Резюме
Со времени открытия первого склада прошли сотни лет, однако задача учета содержимого склада до сих пор не была решена окончательно. С появлением технологии RFID данная проблема более не стоит так остро. Сегодня RFID рассматривается как уникальная технология, дающая неоспоримые преимущества перед всеми известными способами маркировки и идентификации. С этими системами мы сталкиваемся каждый день, пользуясь многоразовыми проездными билетами в метро, отключая сигнализацию автомобиля, открывая офисную дверь карточкой-ключом.
Одной из преобладающих областей применения RFID-систем является складская и производственная логистика. Пожалуй, только в этой области можно оценить и прочувствовать всю экономическую и стратегическую выгоду от использования столь популярных на Западе систем.
Использование RFID упрощает обработку данных, существенно облегчая ежедневный труд работников склада. Обоснование преимуществ использования RFID технологии в системе складирования:
– контроль перемещения товаров. Технология RFID позволяет создавать прозрачные схемы перемещения товаров как внутри склада, так и за его пределами, снизить число ошибок при формировании заказа, повысить эффективность и точность работы склада. Отличительными особенностями RFID является возможность групповой идентификации объектов – более 50 RFID-меток в 1 секунду.
– контроль за перемещением и активностью на складе. При помощи технологии радиочастотной идентификации можно отследить перемещение сотрудников в наиболее важных зонах складских помещений или территорий. В зонах, где необходимо отслеживать перемещение и общую активность сотрудников, устанавливаются специальные считывающие RFID-устройства. За каждым сотрудником закрепляется своя RFID метка с уникальным номером. Данная система позволяет вести контроль перемещения всех промаркированных объектов, к примеру, по мимо сотрудников можно вести контроль перемещения грузовых и легковых автомобилей, погрузчиков, паллет и других объектов.
– бесконтактный контроль транспорта. В контрольных точках, мимо которых проезжают транспортные средства, устанавливают считывающие устройства, которые считывают информацию с RFID-меток, прикрепленных на корпусе автомобиля или лобовом стекле с внутренней стороны кабины. Такими контрольными точками могут быть пропускные пункты автостоянок, въезд на территорию предприятия, проезд на территорию склада.
– мнвентаризация МТЦ (материально-технических ценностей). RFID-метки устанавливаются на каждый объект и содержат уникальный номер, в соответствии с которым осуществляется идентификация объекта в базе данных предприятия. Таким образом вести хозяйственную отчетность по имеющимся материальным ценностям становится максимально просто и удобно. На RFID-метку может заноситься необходимая пользовательская информация о дате и времени поступления, типе объекта, месте расположения и т.п. После проведения инвентаризации ее результаты можно сравнить с предыдущими, таким образом контролировать наличие и перемещение объектов становиться гораздо легче.
Общие капитальные вложения составят 2 717 600 тенге, годовые эксплуатационные расходы 45 924 217 тенге. В структуре годовых эксплуатационных расходов большую часть займет фонд оплаты труда работников (51 %), а также накладные расходы (43 %).
Доходы будут складываться из экономии на заработной плате сокращенных работников в связи с автоматизацией многих процессов. Общий годовой доход предприятия составит 48 034 944 тенге.
Срок окупаемости данного проекта составит 1 год и 4 месяца.
6.2 Характеристика отрасли
Традиционной и наиболее дешевой технологией автоматической идентификации, используемой в задачах складской автоматизации и логистике, является штрих-кодирование. В первую очередь, именно дешевизна штрих-кодовых этикеток определяет высокую популярность этой технологии, сохраняющуюся и поныне. Тем не менее, многие аналитики предсказывают, что штрих-кодирование будет со временем вытеснено радиочастотной идентификацией (RFID).
Самая распространенная ныне разновидность радиометок для складской автоматизации — смарт-этикетки, которые представляют собой самоклеящиеся этикетки с возможностью печати на них, но содержащие в себе и электронику RFID-тега. По скорости маркировки с помощью принтера-аппликатора они практически ничем не отличаются от штрих-кодовой технологии. На этом этапе RFID и штрих-код сохраняют паритет.
Как только на склад поступает товар, уже маркированный по одной из двух технологий, различия проступают весьма явно. Важнейшее преимущество RFID перед конкурентом в том, что для этой технологии не требуется прямая видимость между считывателем и радиометкой, а, кроме того, считыватель способен идентифицировать множество меток одновременно. Допустим, на склад недопоставили товар и нужно составить коммерческий акт о недостаче. Если используется штрих-кодовая маркировка, для составления полной описи товара на паллетах требовалось бы произвести ручной или полу-автоматический подсчет недостающих мест груза. Это означает, что паллета должна быть расформирована, штрих-код каждой коробки — отсканирован. То есть, такая процедура может быть достаточно длительной.
6.3 Описание услуг
Разработанная система RFID является основой решения множества проблем системы складирования, требующая постоянного внимания и контроля. Одна из самых важных проблем в управлении складом заключается в том, что в любой отдельный момент времени физическое состояние склада отличается от его логического состояния.
Каждый управляющий складом мечтает о том, чтобы на складе был идеальный порядок, чтобы любой объект можно было найти за пару минут, чтобы любое перемещение объектов внутри склада моментально фиксировалось, а несанкционированное перемещение объектов за пределы склада — пресекалось.
Пользоваться RFID, чтобы отслеживать объекты, выгодно само по себе, поскольку это позволяет добиться большей эффективности процессов, снизить число ошибок, уменьшить затраты и накладные расходы. Тем не менее, задача маркировки и отслеживания товаров в рамках цепочки поставок — это еще и первый и решающий шаг в создании более эффективной интегрированной цепочки.
Внедрение RFID-технологий дает возможность существенно повысить эффективность складской учетной системы:
– проводить инвентаризацию каждый день;
– формировать крупные заказы за несколько минут;
– осуществлять быстрый поиск и сортировку товаров;
– автоматически готовить все сопроводительные документы в момент формирования заказа;
– контролировать погрузочно-разгрузочные работы;
– минимизировать количество ошибок;
– сократить расходы на персонал;
– оперативно выявлять «узкие места» в работе склада;
– бороться с кражами.
6.4 Анализ рынка сбыта
Во всем мире множество крупных аэропортов международного масштаба. Миллионы людей каждый день отправляются из одной страны в другую, из одного города в другой посредством различных авиакомпаний. Все эти люди занимают миллионы мест багажа.
При определении складских мощностей необходимо учитывать требования к условиям и срокам хранения конкретной продукции. Точность в расчетах складских площадей во многом зависит от правильного прогноза спроса на продукцию данного склада и определения необходимых запасов.
RFID оборудование уже несколько лет интегрируется в различных складских помещениях по всему миру и, ввиду эффективности данной технологии, она стала довольно популярная. Компанией IDlogic было внедрено много решений в различных отраслях, в том числе и на складе. Именно на складе и в логистике технология показала все свои неоспоримые преимущества перед технологией штрихового кодирования и показала себя с лучшей стороны.
Следовательно, можно понять, что в крупных складских помещениях, где скапливается большое количество товара необходимо какое-либо современное решение этой проблемы. Интеграция системы RFID в складских помещениях новый шаг к улучшению, ускорению и оптимизации транспортировки и хранения товара. По опыту системы складирования, уже использующих RFID-технологию, можно сказать, что простота установки, настройки и эксплуатации RFID системы позволит улучшить транспортировку, сократит время доставки и поможет работникам для быстрой регистрации и выдачи товара.
6.5 Менеджмент
Опыт внедрения технологии RFID в складских помещениях мира показывает, что для эксплуатации оборудования не требуется специально обученные сотрудники. Любой работник склада может заниматься всеми необходимыми действиями с аппаратурой, не имея специального инженерного образования.
Численность штата по проекту составляет 12 человек. Все работники по данному проекту будут привлечены на полный рабочий день.
Сотрудник склада:
– занимается выдачей и приемом товара, их регистрацией с помощью настольных считывателей;
– занимается досмотром и проверкой товара на наличие опасных и запрещенных предметов в случае необходимости;
– проводит контроль товара пассажиров на выходе с целью предотвращения краж.
Инженер программист:
– занимается печатью меток, их программированием и занесением в базу данных;
– проводит настройку и техническое обслуживание стационарных и портативных считывателей;
– настраивает противокражную систему, включающую противокражные ворота.
Работник сортировочного отдела склада:
– следит за правильностью и точностью сортировки товара по рейсам отправления;
– регулирует процесс погрузки товара в контейнер.
6.6 Стратегия маркетинга
Предоставление большого количества услуг по внедрению RFID технологии в складских помещениях дает возможность получать прибыль за счет сокращения затрат на персонал, ее минимизации, не теряя при этом эффективности работы и обслуживания товара.
Основным источником информации о результатах деятельности системы являются уже переоборудованные складские помещения в большинстве стран мира, в которых внедрена система RFID. Большое количество положительных отзывов об улучшении сервиса можно найти в средствах массовой информации.
Приемка и отгрузка объектов, а также их перемещение и инвентаризация происходят гораздо быстрее, вследствие чего у клиентов формируется хорошее мнение системы доставки и о сервисе данного склада.
В проекте развертывания RFID очень важно учитывать человеческий фактор, главным образом потому, что проект может затронуть интересы множества внешних и внутренних деловых групп. Залогом успеха здесь является мобилизация всех заинтересованных в проекте лиц с упором на достижение целей развертывания системы. Четыре принципа корпоративной мобилизации: акцент на лидерство, формирование коллективного видения, участие лиц, поддерживающих проект, и вовлечение его противников и институционализация уроков и результатов, — могут помочь вам заручиться поддержкой людей в достижении целей.
6.7 Финансовый план
6.7.1 Расчет инвестиционных затрат.
Капитальные вложения включают в себя стоимость оборудования, монтажных работ и транспортных услуг.
Общие капитальные вложения [43]:
К=К0+КМ+КТР; (6.1)
где КО – затраты на оборудование;
КМ – капитальные вложения на монтажные работы;
КТР – капитальные вложения на транспортные расходы (5-10 % от стоимости оборудования).
Т а б л и ц а 6.1 – Затраты на оборудование
6.8 Выводы
В данной главе выпускной работы были рассчитаны объем капитальных вложений, эксплуатационные расходы, затраты на электроэнергию, материальные затраты, фонд оплаты труда работников, амортизационные отчисления, накладные расходы, доходы и расчет показателей экономической эффективности. Анализ полученных результатов показывает, что срок окупаемости проекта составляет – 1 год и 4 месяца.
Годовые эксплуатационные расходы 45 924 217 тенге.
Прибыль предприятия составляет 48 034 944 тенге.
Заключение
Рассмотрены основные проблемы внедрения RFID-технологии в систему складирования.
Определено, что для системы складирования целесообразно выбрать пассивные RFID-метки с портативным RFID-считывателем.
Для работы RFID-системы с частотой 868 МГц построен график зависимости чувствительности приемника от расстояния и определена мощность на приеме, которая составляет -0,931 дБ на расстоянии 0,8 метра, что соответствует показателям RFID-системы.
Для решения проблемы возникновения коллизий разработан алгоритм, основанный на использовании временных слотов. Данный алгоритм позволяет поочередно обрабатывать не более 30 меток за 16,5 секунд без ошибок и задержек.
Рассчитан радиус зоны покрытия полок стеллажей с товарами, составляющий 1,05 метра, и проверено условие программы антиколлизий о не допустимости возникновения в зоне опроса более 30 RFID-меток. Рассчитана длина антенны диполя, которая составляет 0,188 метра, удовлетворяющая размерам портативного RFID-считывателя. Построена диаграмма направленности антенны диполя, удостоверяющая в том, что дальность покрытия антенны достаточен для считывания товара, а также имеется небольшой запас в плюс 0,2 метра.
Разработана схема RFID-системы для системы складирования товара. Выбрано оборудование: самоклеющиеся RFID-метки TE15 THINPROPELLER, RFID-метки на металл OMNI-ID FLEX LABEL, портативный считыватель MOTOROLA MC319Z, RFID-принтер Zebra RZ400.
Произведен расчет естественного освещения, расчет искусственного освещения, расчет пожаробезопасности.
Рассчитана экономическая эффективность внедрения RFID в системе складирования. Срок окупаемости составит 1 год и 4 месяца.
Список используемой литературы
1 Карты и RFID технология, интернет-страница компании «Credit-card», http://credit-card.ru/articles/technology/rfid-cards.php.
2 Шарфельд Т. Системы RFID низкой стоимости, М.: «Мир»,2006.
3 RFID-технологии в производстве // Журнал «ИСУП», Горбунов А.О. — 2005. -№4. — стр. 8-9.
4 RFID технологии, интернет-страница компании «IQSKLAD» http://www.iqsklad.ru/rfid.
5 Историография радиочастотной идентификации (RFID)-российские корни // Современные наукоемкие технологии, Бондаревский А.С., Золотов Р.В. — 2009. — №8, — стр. 11-15.
6 Области применения RFID считывателей, интернет-страница компании «ЦЕНТР КТ», http://shtrih-center.ru/state/primenenie_rfid_schityvatelei.html.
7 Идентификация потоков грузов RFID-метками, интернет-страница компании «Wireless technolgies» http://www.wireless-e.ru/articles/bluetooth/2011_02_34.php.
8 Производство RFID-меток, интернет-страница компании «РСТ-Инвент», http://sdelanounas.ru/blogs/15824/.
9 Бхуптани М., Морадпур Ш. RFID-технологии на службе вашего бизнеса — М.: «Альпина Паблишер», 2007.
10 Рабочие частоты RFID и их особенности, интернет-страница компании «RF-ID» http://www.rf-id.ru/about_rfid/49.html.
11 Лахири С. RFID. Руководство по внедрению – М.: «Кудис-Пресс», 2007.
12 RFID-технология на складе, интернет-страница компании «Склад менеджмент», http://www.sklad-man.ru/page.php?id=220.
13 М. Федоров, Технология RFID. Опыт использования и перспективные направления, «Компоненты и технологии» №9, 2005 г.
14 RFID или штрих-код для автоматической идентификации, интернет-страница компании «СпектрПрестиж+» http://www.spe trprestig.ru/stati/ ontrol-upravleniya-dostupom/rfid-ili-shtrih-kod.html.
15 RFID-технология, интернет-страница компании «РСТ-Инвент», http://www.rst-invent.ru/about/technology/.
16 Дшхунян В.Л., Шаньгин В.Ф. Электронная идентификация. Бесконтактные электронные идентификаторы и смарт-карты. – М.: NT Press, 2004.
17 Патент 2429534 РФ, МПК G01S13/75; Опубл. 20.09.2011.
18 Коммерческая логистика. Аникин Б.А., Тяпухин А.П:-М., Изд-во «Проспект», 2008.
19 Логистика и склад, интернет-страница компании «Релвест» http://www.rfidspb.ru/356/460/.
107
20 Из чего состоит система RFID, интернет-страница компании «ПОС-Магазин», http://posmagazin.ru/articles/18/120/.
21 Возможные операции с памятью RFID меток, интернет-страница компании «СМАРТ Системы», http://asupro.com/gps-gsm/rfid/available-operations-memory-rfid-tags.html.
22 RFID, интернет-страница «Традиция», www.traditio-ru.org/wiki/RFID.
23 Технология RFID, интернет-страница компании ООО «Энтерра Софт», http://www.enterra.ru/blog/rfid-implementation-guide-for-retail-with-technical-addendum/. 24 Стандарт IEEE 802.15.4f-2012. RFID. – М: Издательство Витал Электроникс, 2011.
25 Андреева Т.А. Основы информационных технологий. Программирование на языке Pascal.- М.: «Бином. Лаборатория знаний», 2006.
26 Рапаков Г.Г., Ржеуцкая С.Ю. Программирование на языке Pascal.- СПб.: «БХВ-Петербург», 2005.
27 Диаграмма направленности, интернет-страница компании ООО «МобилРадио», http://mobilradio.ru/information/vocabulary/diagramma.htm.
28 Применение RFID для инвентаризации основных средств, интернет-страница компании «РСТ-Инвент», http://www.rst-invent.ru/solv/ostmc/.
29 RFID метки: Alien ALN-9640 «Squiggle», интернет-страница компании «I SKLAD», http://www.iqsklad.ru/catalog/model/15910.html.
30 RFID метки: TE15 THINPROPELLER, интернет-страница компании «I SKLAD», http://www.iqsklad.ru/catalog/model/2218.html.
31 RFID метки: MOTOROLA CARGO TAG, интернет-страница компании «I SKLAD», http://www.iqsklad.ru/catalog/model/1796.html.
32 RFID метки: OMNI-ID FLEX LABEL, интернет-страница компании «I SKLAD», http://www.iqsklad.ru/catalog/model/2497.html.
33 RFID-считыватель: S MOTOROLA MC319Z, Интернет-страница компании «IDNanotech» http://id-nanotech.com/motorola_mc3190_z.
34 RFID-считыватель: Intemec IP30, Интернет-страница компании «I SKLAD» http://www.iqsklad.ru/catalog/model/1614.html.
35 Источники питания, интернет-страница компании http://radio-hobby.org/modules/news/article.php?storyid=714.
36 RFID-принтер: Zebra RZ400, интернет-страница компании «I SKLAD», http://www.iqsklad.ru/catalog/model/1889.html.
37 Анализ перспектив применения технологии RFID для задач управления поставками и складскими ресурсами // T-Comm. — 2009. — №6. — стр. 36-41.
38 Абдимуратов Ж. С., Мананбаева С. Е. Безопасность жизнедеятельности. Методические указания к выполнению раздела «Расчет производственного освещения» в выпускных работах для всех специальностей. Бакалавриат – Алматы: АИЭС, 2009. – 20 с.
108
39 СНиП РК 2.04-05-2002 Естественное и искусственное освещение. Государственные нормативы в области архитектуры и строительства.
40 Справочная книга для проектирования электрического освещения/ Под ред. Г. М. Кнорринга. – Л.: Энергия, 1976.
41 Методические указания к выполнению раздела «Пожарная профилактика» в выпускных работах для всех специальностей. – Алматы: АИЭС, 2009.
42 СНиП 2.04.09-84 Пожарная автоматика зданий и сооружений.
43 Базылов К.Б., Алибаева С.А., Бабич А.А. Методические указания по выполнению экономического раздела выпускной работы бакалавров. – Алматы: АИЭС, 2009 г.
44 Демина Е.В., Иодко Е.К., Майофис Л.И., Резникова Н.П. Организация, планирование и управление предприятиями связи: Учебник для вузов, – М.: Радио и связь, 2007 г.
45 Голубицкая Е. А., Жигульская Г. М. Экономика связи: Учебник для вузов. – М.: Радио и связь, 2006 г.