RFID Teknolojileri ve Endüstriyel Uygulamaları

Endüstriyel kontrol, belli bir sistem içinde yapılmakta olan iş bütünlüğü içinde karmaşıklık karşısında bilginin toplanmasının zor olduğu ortamlarda kullanılan bir yöntemdir. En çok tercih edilen kontrol biçimi, konveyör bantlar üzerindeki geçişleri kontrol etmede kullanılır. Bu tip kontroller, genellikle ürün geçişleri, ürün kontrolleri, sayım ve düzenleme için kullanılmaktadır. Bu sistemde, konveyör üzerinden geçen objeler (ürünler, kutular, koliler, vs.) kontrol edilir, sayılır ve istenirse direkt stoka atılır. Bu yazımızda, hemen hemen her sektörde bu duruma çözüm getirecek bir sistem olan RFID sistemini inceledik.

27

RFID Sistemi Nedir?

İngilizce “Radio-FrequencyIDentification” tanımının baş harflerinden adını alan RFID, küçük bir çip ve anten içeren küçük devrelere sahip bir elektronik cihazdır. İçerdiği çip genellikle 2,000 byte veya daha azı kapasitesinde bilgi içerebilir. RFID teknolojisi, adından da anlaşılacağı gibi, radyo frekansı kullanarak nesneleri tekil ve otomatik olarak tanıma yöntemidir.

 

RFID, temel olarak bir etiket ve okuyucu olmak üzere iki kısımdan oluşur. Bunlara ayrıca RFID yazıcısı, RFID anteni, sistemin kullanacağı yazılımı da ekleyebiliriz. Bir RFID etiketi çip, güç kaynağı ve antenden oluşmaktadır. Etiket, bu sayede RFID okuyucularıyla iletişim kurabilir ve veri aktarıp alabilir. RFID etiket, okuma alanına girdiğinde okuyucu tarafından algılanır ve çipinin kendi koduyla birlikte içinde kayıtlı bilgileri anteni vasıtasıyla okuyucuya kablosuz ve temassız olarak gönderir.

Enerjiyi alma yöntemine bağlı olarak, etiketler temelde aktif ve pasif olmak üzere ikiye ayrılır. Aktif RFID etiketlerde, iletişim ve işlem için enerji kaynağı bulunurken, pasif RFID etiketler gerekli enerjiyi okuyucudan alırlar. Okuyucunun çiple haberleşmesini RFID etikette bulunan anten sağlar.

RFID çiplerin kendilerinin tekil bir kimlik kodu vardır (unique ID code) ve içine tanınmak istenen nesnelerle ilgili her türlü bilgi kaydedilebilir. RFID çiplerin bellek kapasiteleri uygulamaya/ihtiyaca göre belirlenebilmektedir. Nesnelerin ismi, ürün kodu, vb. bilgiler en fazla 1K seviyesinde bellek kapasitesiyle çözülebilmektedir. Yüksek bellek kapasitesi, nesne hakkında çok fazla bilgi yüklenmek veya uygulamaya bağlı olarak nesneleri izleme veya takip bilgilerinin sürekli kaydedilmek istendiğinde gerekli olmaktadır.

RFID çiplerin kopyalanması oldukça zordur. Her çipin üretici tarafından belirlenmiş bir tekil (unique ID number) kimlik numarası/kodu vardır. RFID etiketlere birden fazla koruma seviyesi koyulabilmektedir. Güvenlik teknolojileri kullanılarak çip içindeki bilgilere erişim engellenebilmekte, çip kilitlenebilmekte veya kullanılamaz hale getirilebilmektedir.

 

RFID Sistemi Nerelerde Kullanılır?

RFID teknolojisi birçok sektörde kullanılabilir. Büyük alışveriş merkezlerinde, zincir marketlerde, hayvan takiplerinde, havayolları-kargo şirketlerinde kullanılan örnekleri vardır. Bu teknoloji ile şirketlerin avantajları; zamanla azalan insan gücü maliyeti, otomatikleştirilmiş stok kontrolü, ürün takibi ve anında ulaşılabilen envanter bilgisidir. Ayrıca RFID sayesinde şirketlerin iş süreçleri hızlanacak ve ihtiyaç duyulan gelişmiş raporlar hızlı ve doğruluğu yüksek bir şekilde oluşturulabilecektir.

RFID teknolojisi ayrıca sensörlerle birlikte de yürütülebilen bir teknolojidir. Şirketler; sıcaklık, hareket, radyasyon ölçen sensörlerle RFID etiketlerini birlikte kullanılarak çeşitli uygulamalar geliştiriyorlar. Örneğin, RFID etiketleri tedarik zincirindeki hareketli kutuların uygun sıcaklıkta olup olmadığını kontrol edebilir.

 

RFID Teknolojisi Endüstri 4.0’da Kaldıraç Etkisi Yaratacak

Geleneksel olarak, üretimdeki odak kesikli üretim üzerinedir. Seri üretimin olmadığı bu üretim şekli, yavaş olduğu gibi teknolojiden de uzaktır. Günümüzde ise Endüstri 4.0 devrimiyle, endüstrinin dijitalleşmesi hedeflenmektedir ve bunun için çeşitli teknolojiler kullanılmaktadır. Tahmin edildiği üzere böyle bir teknoloji, endüstriyel uygulamalarda yerini almış bulunmakta ve hızlıca da kullanım alanı genişlemektedir. Hatta RFID teknolojisinin ilk kullanım alanı endüstriyel uygulamalardır. Bu tür uygulamalarda çoğu zaman mevcut endüstriyel makinalar ile RFID okuyucuların entegre edilmesi sayesinde otomasyon sistemine RFID teknolojisinin de katılması amaçlanmıştır.

RFID teknolojisinin Endüstri 4.0 ile bütünleştiğinin en güzel örneklerinden birini BoschBleichachTesisi’ndegörebiliriz.  RFID ve MEMS teknolojisi kullanan bu tesiste ürünler depo değişikliğinde veya taşınma esnasında üzerlerinde bulunan RFID sistemler vasıtası ile stok takibi ve kontrolü otomatikleşti ve zamandan ciddi oranda tasarruf sağlandı. Diğer bir taraftan kullanılan makineler, üzerlerinde bulunan sensörlerden alınan bilgiler ölçülüp analiz edilerek makine ve yedek parka ömürlerinin optimizasyonu sağlanıyor. Standardize edilmiş olan bakım ve tamir süreçleri ile %100 doğruluk ve takip sağlanabiliyor. Makinelerde trendler takip edilerek olması gerekenden farklı bir durum ile karşılaşıldığında doğrudan saha operatörüne bilgi aktarılabiliyor. Takip edilen trend benzer diğer trendler ile karşılaştırılıp olası problemin ne olduğu tespit edilebiliyor. Operatöre yapması gereken düzeltmeler sistem tarafından görsel videolar veya talimatlar ile anında ulaştırılabilir ve operatörün uzman bir servis personeli gibi sorunu çözmesi sağlanıyor. Farklı durumlarda uygulanan çözümler globaldeki veri bankasına gönderiliyor ve dünyanın her yerinde karşılaşılacak benzer problemlerin çözümüne katkı sağlanıyor. Herhangi bir tesiste nedeni bilinmiyor ve anlık çekilen videolar ile uzaktan talimatlarla arızanın kaynağı bulunup sorun giderilebiliyor.

 

Endüstri 4.0 alanında çalışan büyük gruplardan biri olan SAP firması da RFID teknolojisini kullanmaktadır. Hannover Fuarı’nda üretim ile IT’nin entegre olabildiğini sundukları projelerle gösterebildiler. Projede işlenecek olan parça kendi içinde üretim parametrelerini barındırıyor. Yani parça, ne olduğunu ve üzerinde ne gibi işlemlerin hangi yöntemlerle gerçekleştirilebileceğini biliyor. Fabrikadaki üretim aşamalarından geçerken RFID teknolojisi ile makinelerle haberleşebilen parça, bulunduğu noktalarda hangi işlemlere tabi tutulacağını bildirerek kendi üretimini sağlayabiliyor.  Bu sayede aynı hat üzerinden tanımlanan standartlarda ve istenen miktar kadar birçok farklı ürün aynı anda üretilebiliyor.

 

Fabrikalarda üretimde kullanılan makinelerin kendi başına Endüstri 4.0’a uyumlu olması yeterli değil tabii ki. Aynı zamanda bakım ve ölçüm ekipmanlarının da Endüstri 4.0’a uyumlu olması gerekiyor. Makine bakımı konusunda  portatif el aletleri üreten Prüftechnik bu sene Endüstri 4.0’a uyumlu bir Lazerli Kaplin ayar cihazını piyasaya sürdü. Bu cihaz şimdiye kadar alışılmışın dışında bir süreç yürütülmesini sağlayacak gibi görünüyor. İçinde bulunan RFID okuma ünitesi ve buluta bağlanabilme özelliği ile cihaz hem tesislerin bakım süreçlerini hızlandırıyor hem de raporlamaların doğru ve akıcı ilerlemesini sağlıyor. Örneğin, titreşim analizleri neticesinde makinelerde hizasızlık tespit edilip hizalanma yapılması rapor edilmişse bu talimat buluta aktarılabiliyor; makine adı, konumu ve teknik verileri bulut aracılığı doğrudan lazerli kaplin ayar cihazına gönderilebiliyor. Cihazın üzerinde talimatı algılayan operatör, makinedeki RFID sisteminden doğru makinede olduğunu anlıyor. Gerekli ölçümleri alıp el aletinin direktifleri doğrultusunda hizalamayı gerçekleştirebiliyor. Yapılan düzeltme anında raporlanıp bulut sistemi üzerinden bakım yöneticisine gönderilip görevin tamamlandığı bilgisi işleniyor.

 

Son olarak RFID cihazlarının sağlığa zararlı olup olmadığı konusuna gelirsek, etiket ve antenler ile ilgili sağlık konusunda bir sorun olmamaktadır. Sağlığı etkileyecek etken okuyucuların ürettiği çıkış güçleridir. Bu bağlamda, pasif ya da aktif herhangi bir etiketin yüklendiği zaman yaymış olduğu enerji insan sağlığı için zararlı kabul edilmemektedir. Ancak, okuyucular için dünya üzerinde bazı standartlar vardır. Ülkemizde de Telekomünikasyon Kurumu’nun regüle ettiği bazı kurallar dahilinde okuyucuların güçleri belli seviyelerde olmalıdır. Örneğin, şu anda Avrupa Birliği ülkelerinde satılmakta olan ve ETSI 302-208 standartlarına uygun üretilmiş UHF okuyucuları 2W’ye kadar güç üretmektedirler. Bu sınır, Avrupalı karar vericiler için güvenlik sınırları dahilindedir.

 

Kaynak: Siemens, balluf.com, pepperl-fuchs.us

 

Yazar: Burcu Yelis / Volkan İtfaiye Elektronik Tasarım ve Yazılım Mühendisi