Progettazione e implementazione di un sistema informativo di tracciamento e comunicazione logistica basato su RFID

Nella gestione della supply chain logistica, i tag RFID possono essere utilizzati per il tracciamento di materiali e prodotti lungo tutto il processo della supply chain. Dalla fornitura del fornitore alla produzione, all'immagazzinamento, alla distribuzione, al trasporto e alle vendite. Le aziende di produzione sono tenute a garantire processi di produzione ordinati e corretti nelle unità di produzione (come le officine); nelle unità di magazzinaggio, le materie prime e i prodotti (semilavorati e prodotti finiti) devono essere classificati e posizionati in modo accurato. Per garantire la qualità del prodotto, le materie prime e i semilavorati devono essere lavorati, confezionati, etichettati, posizionati e immagazzinati nel magazzino e sottoposti al processo di produzione nell'officina per produrre prodotti finiti e quindi restituiti al magazzino. In ogni processo, è necessario applicare etichette alle unità di produzione e stoccaggio dei materiali per evitare errori dovuti alla perdita di informazioni sul prodotto. Pertanto, è necessario utilizzare moderne tecnologie di posizionamento e comunicazione per stabilire un sistema informativo di tracciamento e comunicazione logistico a tempo pieno, a tutto spazio aereo e in tutte le condizioni atmosferiche (sistemi informativi di tracciamento e comunicazione logistica, denominati LTCIS) che soddisfi i requisiti e lo sviluppo delle moderne supply chain logistiche.

2 Sistema informativo di tracciamento logistico LTIS (1logisticstrackinginformationsystems)

LTIS viene utilizzato per tracciare e registrare le informazioni sulla circolazione dei materiali (materie prime e prodotti), l'immagazzinamento e il trasporto in unità logistiche come pianificazione dei prodotti, produzione in officina, gestione del magazzino, carico e scarico e trasporto a lunga distanza.

2.1 Architettura di LTlS

RFID può identificare e tracciare materiali specifici e può realizzare la correlazione e la sincronizzazione della logistica e del flusso di informazioni. Per tracciare le etichette e gli oggetti a cui sono attaccate, è necessario registrare la cronologia della circolazione del materiale. LTIS utilizza la memoria rimanente del tag per archiviare e aggiornare in tempo reale le informazioni di tracciamento che non possono essere contenute in un codice prodotto elettronico (EPC) a 64, 96 o 256 bit. A tale scopo sono progettate tre tabelle importanti, ovvero tabelle per etichette, tracciamento logistico e operazioni storiche. Queste tabelle registrano la cronologia della circolazione e lo stato attuale dei materiali. L'hardware LTIS è costituito da tag, lettori fissi, lettori portatili, workstation distribuite in luoghi diversi, una serie di server applicativi fissi, server middleware RFID, server Web e server di database, LAN Wi-Fi e terminali GPS. La figura 1 mostra l'architettura della soluzione LTIS.

Per bilanciare il carico di lavoro, rendere più convenienti gli aggiornamenti e la manutenzione della rete e rispettare gli standard intranet e di database delle aziende di logistica esistenti, il software LTIS adotta un sistema di architettura client/server distribuito a 3 livelli. Considerare anche l'architettura browser/server come soluzione aggiuntiva.

Il software LTIS include 6 unità funzionali: sottosistema di elaborazione di materie prime e semilavorati; sottosistema di monitoraggio del magazzino; sottosistema di tracciamento dei materiali; sottosistema di gestione del sistema; sottosistema di posizionamento Wi-Fi dell'unità materiale e dell'unità logistica; sistema di posizionamento e navigazione GPS dell'unità di trasporto logistico.

2.2 LTIS della soluzione Wi-Fi/GPS/RFID

Poiché lo spazio operativo logistico è molto vasto, o come un'unità di trasporto logistico, è lontano dalla base e l'ambiente di lavoro è chiuso, il che crea ostacoli applicativi per la maggior parte delle soluzioni RFID tradizionali. Sviluppare un'infrastruttura di lettori RFID in grado di fornire la posizione di merci e attrezzature in tempo reale è troppo costoso e richiede l'installazione di antenne nell'area di lavoro. A tal fine, questo articolo progetta LTIS per soluzioni Wi-Fi/GPS/RFID. Questo sistema è simile alla soluzione UnifiedAssetVisibility (UAV) appena lanciata da AeroScoutu. La soluzione Wi-Fi/GPS/RFID può localizzare la posizione di unità materiali e unità logistiche in un'ampia area e può soddisfare i requisiti di posizionamento anche in aree remote in cui i punti di accesso Wi-Fi sono scarsamente distribuiti.

La soluzione Wi-Fi/GPS/RFID di LTIS fornisce una soluzione combinando tag RFID attivi GPS e Wi-Fi. Il software consente agli utenti di localizzare gli elementi taggati in base alla potenza dei segnali tag ricevuti da più punti di accesso Wi-Fi 802.11 standard, che fungono anche da lettori RFID. Quando il tag è troppo lontano e il suo segnale non può essere ricevuto da almeno tre punti di accesso Wi-Fi, il ricevitore GPS incorporato nel tag può determinare la sua longitudine e latitudine e quindi inviare dati tramite il segnale Wi-Fi.

Quando si lavora in modalità GPS o Wi-Fi, i tag possono essere localizzati entro 510in. Tuttavia, il GPS non funziona in tutti gli ambienti. Alcune unità logistiche sono chiuse e non possono ricevere lanci satellitari. Ogni unità logistica richiede un certo numero di punti di accesso Wi-Fi. La rete può ricevere segnali da tag ovunque nell'unità logistica.

Etichettare il target di posizionamento. Il tag deve contenere chip Wi-Fi e RFID, antenne, chip GPS, sensori di movimento e batterie.

Quando riceve un'attività lavorativa, il dipendente determina quali strumenti sono necessari per completare l'attività e inserisce il nome del dispositivo sul sistema software indipendente LTIS della soluzione Wi-Fi/GPS/RFID. Il software visualizza quindi una planimetria dell'unità logistica, con icone che indicano la posizione degli articoli. Il sistema può anche cercare tutti i dispositivi in base alle categorie selezionate.

Il tag invia codice ID e dati GPS a intervalli stabiliti. Poiché i tag hanno sensori di movimento incorporati, quando il dispositivo è fermo, il segnale viene inviato a una frequenza inferiore rispetto a quando è in movimento.

Il piano finale è di integrare il sistema Wi-Fi/GPS/RFID nella gestione dell'inventario esistente ed estenderlo a tutte le unità logistiche per essere applicato a siti logistici più grandi, come aeroporti e porti.

2.3 Progettazione e implementazione di LTIS

In LTIS, le applicazioni comunicano direttamente con i dispositivi hardware. I sistemi Wi-Fi/GPS/RFID includono dispositivi, applicazioni e middleware RFID. Per garantire la stabilità del sistema, un'altra applicazione è progettata per connettere il lettore e lo scrittore RFID con l'applicazione client come soluzione di backup in caso di guasto del server middleware RFID. Ma deve chiamare la libreria di collegamento dinamico locale.

(1) Comunicazione tra applicazione e Lettore RFID. Esistono quattro tipi di dispositivi RFID a causa delle diverse frequenze operative. Nelle aziende di logistica con vari tipi di materiali e ambienti di lavoro complessi, tenendo conto della velocità di elaborazione e della gamma consentita dello spettro, è richiesta una selezione flessibile in base ai requisiti delle operazioni logistiche. Nell'unità logistica, scegliere un modulo lettore RFID fisso, come il modulo lettore a lungo raggio da $ 6500 di Texas Instruments (TI), che può soddisfare tutti i requisiti funzionali RF e digitali e può essere utilizzato con Tag-itHF di vari fornitori. , Tag-itTMHF-I (standard International Organization for Standardization 15693) comunica con tutti gli altri standard ISO15693.

Questo articolo utilizza due metodi per comunicare con il lettore. Uno è che il software applicativo con il lettore da $ 6500 sul computer client comunica connettendosi alla libreria di collegamento dinamico locale.

L'altro è installare un middleware RFID che collega il lettore e l'applicazione client. I File della libreria di collegamento dinamico di cui sopra (fecom.dll e feisc.du) sono scritti utilizzando classi di base Microsoft. Utilizzare Java, utilizzare il metodo di chiamata della libreria di collegamento locale, utilizzare Visual C++ e progettare il middleware secondo lo standard Java Native Interface (JNI). Il middleware RFID si basa su tre parti: componente di interfaccia di lettura, componente di gestione degli eventi e componente di gestione delle applicazioni. La struttura è mostrata nella Figura 3.

L'applicazione del lettore RFID deve passare attraverso il server middleware RFID, che può supportare applicazioni di rete distribuite. Rende compatibili lettori RFID eterogenei di diversi fornitori e rende le applicazioni indipendenti da hardware e impostazioni locali specifici. I lettori RFID portatili possono leggere e consultare le informazioni memorizzate sui tag. I dispositivi RFID portatili sono composti da moduli di lettura RFID e terminali intelligenti. Sono collegati tramite RS232 o altre interfacce.

(2) Implementazione di Wi-Fi/GPS/RFID

① L'apparecchiatura intelligente RFID include 3 parti: unità di raccolta delle informazioni sui dati RFID; unità di trasporto dei dati; unità di trasmissione delle informazioni.

Tramite queste tre unità, i dispositivi intelligenti RFID sono integrati nei terminali intelligenti. Le piattaforme che possono essere selezionate includono WindowsMobile, WindowsPocketPC (windowsCE), AndroidOS e LinuxOS. Il dispositivo intelligente completerà la raccolta dei dati e l'aggiornamento in tempo reale in base alle istruzioni sui dati fornite dal centro di gestione del sistema. La struttura dell'unità dati è mostrata nella Figura 5.

Il livello più basso è il sistema operativo e la configurazione hardware. Puoi scegliere i sistemi WindowsMobile, CE, Linux, Android e Symbian. I fornitori hardware che possono essere selezionati includono: TI, Qualcomm, Freescale, Samsung, MTK, Broad-com, MarvelandIntel.

Attualmente, questi dispositivi terminali intelligenti sono facili da trovare sul mercato. Hai solo bisognod per sviluppare il codice sorgente standard C e C++ nel sistema o il kit di utilizzo RFID e l'interfaccia per questi dispositivi hardware.

Le unità di trasporto dati includono le unità di comunicazione tradizionali attualmente utilizzate nel mercato interno, tra cui GSM, WCDMA, CDMA, tecnologia TD e tecnologia WiFi. Queste tecnologie possono fornire un ambiente di scambio dati in tempo reale per dispositivi terminali intelligenti e possono chiamare l'unità di comunicazione dati corrispondente quando necessario.

L'unità RFID è responsabile dell'identificazione delle informazioni rilevanti dei dispositivi hardware. Il terminale intelligente è responsabile del mantenimento della raccolta e dell'elaborazione delle informazioni RFID nella sua posizione. Grazie all'intervento del sistema operativo, il terminale dati è responsabile del coordinamento e della segnalazione di tutte le attività.

②Esempio. Ogni pezzo di carico ha un tag RFID; il dispositivo intelligente è responsabile della raccolta delle informazioni sul carico nell'area corrente e della fornitura di statistiche e funzioni di segnalazione. Il personale logistico generale può comprendere lo stato del carico (in condizioni logistiche, i dispositivi intelligenti devono essere posizionati sul veicolo logistico); sul veicolo ci sono 200 pezzi di merce e il dispositivo terminale intelligente può leggere i dati e aggiornarli sul server della sede centrale in tempo reale secondo le istruzioni del sistema.

2.4 Funzioni di base che i dispositivi intelligenti possono completare

(1) Servizio di richiesta informazioni. Sulla piattaforma di rete fornita dall'azienda, i clienti ordinari possono richiedere funzioni, tra cui lo stato logistico (informazioni tradizionali come la consegna e la posizione di partenza della logistica).

(2) Funzione di tracciamento. Tra queste, per i clienti partner fissi o i grandi clienti, l'aggiunta di report sulle informazioni sulla posizione GPS può consentire ai clienti di conoscere la posizione delle merci in qualsiasi momento. (Quando il sistema emette un'istruzione, il dispositivo intelligente trasmetterà le informazioni RFID, Wi-Fi e le informazioni di posizionamento GPS alla piattaforma aziendale.)

(3) Funzione di reporting regolare. Il dispositivo può attivare le funzioni di promemoria SMS ed e-mail in tempo reale quando la merce arriva al punto informativo GPS designato o all'area Wi-Fi fissa in base alle impostazioni preimpostate del sistema. Fornire informazioni sulla prenotazione ai clienti che hanno effettuato la prenotazione in tempo reale.

(4) Espandere le funzioni. Il dispositivo può integrarsi con la piattaforma di sistema dell'attuale azienda di logistica ed estendere l'interfaccia del terminale utente ai dispositivi intelligenti (simile alle funzioni dei laptop). Gli operatori possono gestire e aggiornare i dati logistici dell'azienda tramite autorizzazioni.

Le funzioni estese includono: per i clienti professionali, forniamo uno sviluppo di alto livello di terminali intelligenti, tra cui raccolta dati, aggiornamento dati, servizi di traffico, servizi video, ecc.

3. Sistema di informazioni di comunicazione e monitoraggio logistico LTCIS

Wi-Fi, GPRS, INMARSAT e Internet sono tutti sistemi di informazioni di comunicazione tecnologicamente maturi con standard di comunicazione e strutture di rete indipendenti. Svolge un ruolo indipendente ma complementare nella trasmissione di informazioni e nello scambio di dati tra l'unità di trasporto logistico e altre unità logistiche nella catena di fornitura, in particolare con il centro di informazioni di controllo centrale. Attraverso l'accoppiamento reciproco e la creazione di reti, viene stabilito un sistema di informazioni di comunicazione logistica (LCIS) affidabile e pratico, che diventa l'antenna e l'autostrada informativa che collega il sistema di informazioni di monitoraggio dei materiali, il sistema di navigazione di monitoraggio e posizionamento logistico e il sistema di controllo centrale. LTIS (Wi-Fi/RFID/GPS), LCIS (Wi-Fi/GPRS/INMARSAT) e MIS (Management Information System) realizzano la rete tramite l'accoppiamento di standard di comunicazione e stabiliscono LT-CIS, che tecnicamente non presenta ostacoli.

  4 Conclusione

Questo articolo propone una soluzione per un sistema informativo di tracciamento logistico che integra RFID, GPS e Wi-Fi. Sulla base di ciò e combinato con le più recenti tecnologie di comunicazione, è stata concepita una rete LTCIS per tutte le condizioni atmosferiche, in ogni momento e spazio-tempo. È una buona ispirazione e un tentativo per la connessione, la fluidità e la gestione globale della supply chain delle aziende di logistica.