TRAZABILIDAD DE PRODUCTOS EN ALMACÉN,...

Trazabilidad de productos en almacén, producto terminado, consumibles, materias primas y despachos realizados en planta, mediante sistemas de información para seguimiento y codificación.

TRAZABILIDAD DE PRODUCTOS EN ALMACÉN, PRODUCTO

TERMINADO, CONSUMIBLES, MATERIAS PRIMAS Y DESPACHOS REALIZADOS EN PLANTA, MEDIANTE

SISTEMAS DE INFORMACIÓN PARA SEGUIMIENTO Y CODIFICACIÓN


1. DETERMINACIÓN DE REQUERIMIENTOS LOGÍSTICOS DE MONTAJE, DE DISEÑO DE MONTAJES ELECTRÓNICOS Y CARACTERÍSTICAS DE SOFTWARE PARTICULARES PARA EL SISTEMA DE INFORMACIÓN.

No existe una única solución de RFID que sirva para todo. Por lo cual, no se puede diseñar e implementar una aplicación que se use sin ninguna modificación sin importar que las aplicaciones sean similares en cuanto al ambiente de trabajo o a los productos que se deban marcar. La implementación de un sistema de RFID EPC no es tarea fácil. Existen muchos factores externos que deben ser tenidos en cuenta porque van a influir de manera importante en la aplicación. Por lo tanto, para garantizar el éxito del proyecto se debe tener paciencia, trabajar duro y elegir la tecnología adecuada para el tipo de aplicación a desarrollar. Una vez se tenga cubierta la primera parte y para proseguir con el trabajo se debe tener siempre en cuenta: “Analizar Primero, Implementar Después”. Realizar un análisis y una investigación exhaustiva sobre la implementación de RFID aportara información muy importante con antelación a la instalación del equipamiento en cuestión. Es de gran importancia conocer los procesos para poder entender las características del negocio y sus parámetros antes de comenzar la implementación. Luego de que los responsables de la ingeniería del proyecto se sientan confiados de que han relevado e identificado todos los puntos esenciales, se debe proceder a la definición de la estrategia a seguir, convirtiendo el piloto en una tarea más sencilla y útil. Definir un alcance limitado debe ser mantenido a toda costa, no deberían incluirse aspectos que no fueron originalmente considerados cuando se realizo el diseño. Estas consideraciones iníciales harán que este proceso sea lo menos traumático y elevara considerablemente los porcentajes de éxito de la aplicación.

CONTENIDO

Diseñar e implementar una aplicación de RFID EPC es un proceso delicado, de mucho trabajo, investigación y aportes de un grupo de trabajo especializado que pueda hacer de este trabajo un caso exitoso. Para cumplir con esta tarea se debe tener muy claro que es lo que se quiere desarrollar y que se espera obtener para evitar desilusiones o malos entendidos con el cliente. Las aplicaciones de RFID tienen similitudes, independiente del objetivo que se quiera cumplir, el ambiente en el que se vaya a implementar o los productos que se vayan a marcar.


Análisis del embalaje

Este proceso de suma importancia en el desarrollo de la aplicación de RFID EPC consiste en evaluar el producto que se va a marcar para determinar qué tipo de tag se ajustan mejor a sus características y la manera como se debe adherir al producto, ya sea fundido, o con un sticker o simplemente sobrepuesto.

Una vez definido el tag se debe elegir de manera preliminar el lugar donde se va a marcar el producto para garantizar la mejor legibilidad del tag por parte de los puntos de interrogación (antenas o portales) del sistema. Para saber si se ha realizado una buena elección es necesario responderse estas preguntas que servirán como guía de selección.

¿Qué modificaciones necesita el embalaje para aceptar una etiqueta RFID?

¿Cómo afectara la composición del producto a las señales RFID?

¿Qué tipo de tags inteligentes se necesitan?

¿Cuál será la ubicación de la etiqueta en el embalaje y cuál es la tolerancia para asegurar un grado consistente de lectura?

¿Cuál es la estrategia de paletización?

¿Trabajara RFID dentro de los procesos de embalaje de paletizado y transporte de productos existentes?

¿Cómo pueden detectarse y minimizar las causas de la interferencia RF?

¿Existe alguna exigencia “estética” o requerimientos de mercado en la caja que restrinjan el tamaño de la etiqueta, su ubicación o apariencia?

Laboratorio de pruebas

Antes de “saltar al agua”, con la implementación del sistema de RFID EPC, se deben realizar las pruebas preliminares para lo cual es necesario contar con el laboratorio de pruebas en las que se puedan revisar aspectos del diseño que permitan correcciones tanto de software como de hardware. En el laboratorio se deben hacer como prioridad antes de implementar el sistema en el ambiente real las siguientes pruebas:

Composición de producto, tipos de embalaje Determinar de acuerdo al producto que se va a marcar, ya sean cajas con productos o marcación directamente sobre el producto como va a ser el embalaje y la forma de lectura para determinar cómo los pueden afectar los factores externos como el ruido eléctrico y demás factores dentro de un ambiente controlado.


Elección de tags Realizar las pruebas para determinar el éxito en la elección de los tags para la aplicación o tomar las medidas correctivas en caso de no obtener los resultados esperados.

Opciones y tolerancias de ubicación de los tags Probar bajo ambientes controlados que simulen las condiciones externas de un ambiente real de trabajo los diferentes tags y su ubicación en el producto con respecto a los puntos de lectura.

Codificación del tag y métodos de aplicación Que tipo de información se agregara al código EPC y la forma en que se programara el dispositivo.

Combinación de lectores y antenas Elegir la mejor combinación de hardware que permita un optimo balance entre las antenas y lectoras en el proceso de lectura de los tags.

Grados y distancias de lectura en líneas automáticas Comprobar bajo pruebas de laboratorio la información suministrada por los fabricantes del hardware (antenas, lectoras, tags), acerca de las áreas de mejor comportamiento de los dispositivos.

Carga de palets Determinar las opciones de ubicación de los productos dentro del embalaje a través de palets para obtener el mejor rendimiento en la lectura de los tags.

Ubicación de puntos de lectura Las aplicaciones de RFID EPC están reguladas en cuanto a la potencia de emisión de las antenas y las lectoras por lo que se debe recurrir a otros métodos como la ubicación estratégica de las antenas, para garantizar la confiabilidad en las lecturas. Los patrones de ganancia, la eficiencia y la radiación, son variables que pueden ser resueltas a través del diseño de una antena o una zona de lectura.


Portales RFID Ubicar las antenas de tal manera que cubran un área determinada dentro del proceso de producción y/o embalaje para la lectura de los tags que pasen por dicha zona. Las antenas se ubican de tal manera que no interfieran entre si y se pueda obtener el mejor beneficio de acuerdo a su ubicación. Este tipo de configuración es muy común para el control de entrada y salida de productos.

Figura 1. Ubicación de antenas sobre un portal.

Sobre superficies Este tipo de configuración está compuesto por antenas individuales ubicadas sobre una pared o estructura fija que permita detectar los productos marcados dentro de su rango de lectura. Debe ser diseñado bajo pruebas preliminares y así obtener la mejor confiabilidad del sistema RFID desarrollado.


Figura 2. Ubicación de antenas en una banda transportadora

Ubicación del tag Es un aspecto de suma importancia poder definir el mejor lugar dentro del producto o el palet para ubicar el tag de manera que se cumplan las condiciones necesarias para obtener la mejor lectura. A la hora de elegir el sitio de ubicación del tag se deben tener en cuenta factores muy importantes del producto a marcar como su geometría, el material con el cual está construido, si contiene otros materiales, la cantidad de productos que se van a ubicar, la distancia entre ellos.

Figura 3. Ubicación del tag incorrecta


Figura 4. Ubicación optima del tag.

Figura 5. Orientación equivocada sobre el palet.

Figura 6. Orientación correcta sobre el palet.

Lectura de tags sobre palets

Al ubicar los productos sobre los palets es muy común que los tags ubicados en el interior o la parte superior se dañen, por lo que se hace imposible determinar la información que identificaba el producto y estaba contenida dentro del tag. Para eso una ayuda muy sencilla pero de gran importancia es marcar la etiqueta del tag con la información lo que permite tener la información en forma visual y así corregir los errores presentados por la destrucción del tag.


Figura 7. Marcado típico de un tag.*

APLICACIONES RFID

Todas las aplicaciones de rfid difieren una de la otra así se realicen en el mismo sector o campo de trabajo debido a la influencia de factores externos en el ambiente, los productos etiquetados y demás factores que se han mencionado anteriormente. Por lo que se debe realizar en las pruebas preliminares la selección del área de mejor lectura y confiabilidad de los productos marcados.

Figura 8. Marcación del área de lectura.

* Tomado de Introducción a la identificación por Radio Frecuencia – RFID telectrónica.


Aunque no es un procedimiento general se pueden definir requerimientos para cada tipo de aplicación de RFID.

Ambientes de Bodega

Las bodegas y centros de almacenamiento generan costos de mantenimiento y logística muy altos dentro de las empresas y en la mayoría de los casos no contribuyen al mejoramiento y productividad de la misma. Los procesos que se ejecutan dentro de las bodegas y centros de almacenamiento para el control de inventarios pueden ser mas agiles y eficientes dentro de los desarrollos con aplicaciones RFID por ser actividades que se pueden controlar en tiempo real y sobre mayor cantidad de productos en menor cantidad de tiempo. Para elegir el tipo de montaje de las antenas de RFID que se debe utilizar lo primero que se debe contemplar es el tipo de material del producto a marcar ya que este influirá en el momento de adecuar las antenas en la implementación del sistema. Los montajes mas recomendados son los de portal con la ubicación de antenas que mejor se comporten en las pruebas preliminares y en los clientes que cuenten con sistemas de bandas transportadoras aprovechar este elemento para la ubicación de las antenas de UHF dentro de su recorrido.

Requerimientos El hardware necesario para el desarrollo de la aplicación podrá cambiar en sus características técnicas dependiendo del ambiente de trabajo, el material de los productos a etiquetar y los factores externos como ruido eléctrico o interferencia de otras señales de radiofrecuencia.

Lectora Este dispositivo por ser el de mayor importancia en las aplicaciones de RFID debe ser diseñado a las características del cliente y las necesidades de la aplicación.

Entre su configuración básica debe poseer varios puertos de conexión para las antenas debido a la gran extensión de las bodegas y necesidad de cubrir varios puntos de lectura.

Comunicación de datos con el equipo central (servidor, PC) por protocolos de red para hacer más segura y eficiente la comunicación de datos.

Puertos adicionales de entrada y salida para instalación de accesorios como luces, pantallas, sirenas u otros dispositivos que puedan ser necesarios dentro del desarrollo.

Antenas Los equipos usados para capturar la información de los tags deben ser definidos de acuerdo a la necesidad que se quiera cubrir pero lo más recomendable para las aplicaciones en bodega son los portales de interrogación que se construyen con el


arreglo de varias antenas omnidireccionales que cubren toda la superficie de lectura del portal.

Tags Los tags empleados variaran de acuerdo a la aplicación que se desarrolle ya que para lograr la mejor lectura se debe elegir el diseño del tag que mejor se adapte al material del producto que se va a marcar. Se recomienda tener especial cuidado en la selección de productos elaborados con materiales metálicos, cartón corrugado, vidrio o productos líquidos embasados.

Superficies abiertas

Las superficies abiertas se pueden encontrar comúnmente en supermercados o almacenes de cadena para la ubicación de mercancía en estantes y/o góndolas de exhibición.

Requerimientos

Lectora Para este tipo de aplicaciones se debe elegir una lectora que cumpla los siguientes requerimientos

Puertos de conexión para varias antenas y poder cubrir una cantidad definida de góndolas.

Comunicación de datos con el equipo central (servidor, PC) por protocolos de red inalámbricas para evitar la instalación de redes físicas.

Antenas Las antenas recomendadas para este tipo de aplicaciones son de polarización circular omnidireccionales cuya labor será la de cubrir el mayor campo posible dentro de las góndolas y así leer la mayor cantidad de productos y verificar su estado y demás características programadas en el código epc.

Tags Los tags de esta aplicación serán muy variados por la gran variedad de materiales en los que se realizara la marcación. Encontraremos dentro de la aplicación metales, vidrios, papeles, envases plásticos y otros tipos de materiales que definirán el tipo de tag para su marcación.


Seguimiento de activos

Para el control y seguimiento de activos se debe aclarar que se debe realizar para productos de alto costo y así justificar el desarrollo e inversión que se debe realizar.

Lectora Para el desarrollo de estas aplicaciones se recomienda una lectora portátil debido a que brinda mayor facilidad en los procesos de marcación y lectura de los productos. Este tipo de dispositivos cuenta con una antena y un equipo de computo que se adaptan y forman la aplicación móvil que permite realizar el seguimiento de los activos de forma rápida en cualquier lugar que se encuentren y la posibilidad de enviar esa información por una red inalámbrica, de internet o almacenarlos para posteriormente ser descargados en el software central.

Tag Al igual que las demás aplicaciones anteriores se podrán encontrar de varios tipos de acuerdo a los materiales de los activos que se vayan a marcar.


Características del Software para el sistema de información en los tres Ambientes

El sistema de información que se generara deberá funcionar bajo ambiente Web para todas las aplicaciones. A partir de esto se considera la construcción de un pequeño middleware para implementar el funcionamiento de RFID bajo este ambiente.

COMPONENTECONTROL

HARDWARESISTEMA

SOFTWARE PARA RFIDCOMPONENTE

LECTURAESCRITURA

SISTEMA SOFTWARE

EMPRESARIAL

COMPONENTECONCENTRADOR

HARDWARE

BD RFID

COMPONENTEINTEGRACION

SISTEMAS

BD EMPRESA

Figura 9. Esquema con lectores fijos e integración con sistema empresarial.

Los elementos componente concentrador hardware van incluidos dentro de la lectora adquirida. Los elementos componente control software y componente lectura y escritura se desarrollaran a manera de un componente que es servicio embebido dentro del computador que servirá como host donde llegarán las notificaciones de la lectora cuando hace Inventory.


De acuerdo con eso la arquitectura definida será:

Figura 10. Características del software particulares para el sistema de información

El componente software para el servicio para configuración y notificación es un programa que sirve para administrar el canal de notificaciones de la lectora y también para administrar el canal de comandos en caso de requerir alguna configuración. La manera como se realicen las lecturas depende de la configuración del tiempo de lecturas y la coordinación o configuración de las antenas que se programe en la lectora. Estas configuraciones se realizan en los archivos del Readercommon.cfg y del Readerspecific.cfg. Los tiempos de lectura y la organización de las antenas para cada tipo de aplicación sería la siguiente:


Tipo de aplicación Configuración de las antenas y lectora. Control y seguimiento de activos Antenas independientes u organizadas en

palletes. Timeout en cada antena recomendado configuración de 500 ms

Control de productos en superficies abiertas

Antenas organizadas de manera independiente. Timeout en cada antena recomendado

Control de productos en superficies cerradas o bodegas

CONCLUSIONES

El éxito de la implementación de un sistema de RFID está basado en la buena selección de los equipos electrónicos que lo van a conformar de acuerdo a las funciones que deberán cumplir y el ambiente de trabajo en el que se van a ubicar.

Realizar la sintonización y configuración de los equipos que conforman el sistema de RFID, dentro del ambiente en el cual se irán a ubicar para su trabajo es una clave importante para la eliminación y corrección de factores externos que puedan afectar las señales de RF.

La ubicación de las antenas dentro de ambientes en los factores externos puedan ser controlados o reducidos al máximo será un factor de gran influencia en el mejoramiento de la calidad del sistema de RFID EPC, ya que permitirá aumentar el rango de funcionamiento de los tags y las antenas.

La selección de los tags se basa en el tipo de aplicación que se vaya a desarrollar y para esto se selecciona el tipo de antena y recubrimiento de los tags, con especial cuidado en productos que puedan generar interferencias en las lecturas.

Para los productos marcados dentro del sistema de RFID que presentan interferencia se deben implementar acciones de mejoramiento e implementación de los sistemas, tales como reposicionamiento de las antenas o aumento de la potencia de las mismas dentro de los rangos permitidos por la norma.


RECOMENDACIONES

Analizar cuidadosamente los requerimientos de cada aplicación de RFID para poder seleccionar los mejores equipos electrónicos que garanticen los mejores resultados en el desarrollo del sistema RFID EPC.

Realizar las configuraciones de la lectora y la sintonización de las antenas en el campo donde se implementara la aplicación para empezar el desarrollo de manera real y bajo las condiciones de trabajo que van a convivir con el sistema de RFID.

Definir bajo pruebas preliminares el área de mejor comportamiento y confiabilidad de las lecturas de los productos marcados.

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