Rfid (radio frequency identification) wil maar niet echt doorbreken. De ontwikkeling gaat echter gestaag door. Actieve rfid, met ingebouwde intelligentie, is de volgende stap.
Invoering van actieve rfid vlot nog niet. “Niet nodig”, zegt associate professor Hans Veeke van de TU Delft. “Als je maar naar de juiste aanpak kijkt. Een uitstekend uitgangspunt voor toepassing van actieve rfid is prognostische – voorspellende – logistiek. Er is goud te verdienen met intelligente tags die waarnemen wat er gebeurt, volgen hoe bepaalde processen zich ontwikkelen, waarschuwen wanneer een procesverstoring op komst is en dat dan melden. De prijs van de tag speelt dan geen rol meer. Passieve tags missen die intelligentie. In prognostische logistiek kunnen zij nauwelijks een rol spelen.”
Veeke is de spil in een netwerk voor ontwikkeling en toepassing van actieve rfid. Technisch draait het om de tag, kleine computertjes die kunnen waarnemen, registreren, data opslaan, trends berekenen en bepalen wanneer de processen die ze monitoren in een gevarenzone komen. De tags kunnen vervolgens ook communiceren en informeren. Daardoor onderscheiden zij zich van de passieve tags.
De Delftse professor onderzoekt en formuleert waar in logistieke systemen de openingen zitten voor toepassing van actieve rfid. “Actieve rfid is business. Basis voor die business is prognostische logistiek. Door prognostische logistiek in te zetten in onder andere technische en medische processen is veel te besparen”, stelt hij. “We zoeken naar en onderzoeken toepassingsmogelijkheden.” De faculteit EWI van de TU Delft werkt aan de ontwikkeling van de intelligente hardware. De basis daarvoor, de intelligente sensoren, wordt weer gelegd in het DIMES-instituut van de universiteit. Daar ontwikkelt professor dr. ir. Paddy French met zijn medewerkers een nieuwe generatie sensoren voor onder meer actieve rfid.
De roep van de tag
“Prognostische logistiek is de trigger voor al deze ontwikkelingen”, gaat Veeke verder. “Al meer dan tien jaar geleden ontwikkelden fabrikanten van kogel- en rollagers elektronische meetsystemen en software om lagerslijtage te meten en te analyseren. Wat er daarna kwam was handmatig plannen van het onderhoud.”
“Nu zijn we bezig om het verloop van slijtage, veroudering of rijpingsprocessen in de techniek, en de land- en tuinbouw te bestuderen. We weten al lang dat, wanneer lagers slijten, deze onrustiger gaan lopen, gaan trillen en warm worden. Geef zo’n lager een eigen intelligentie en communicatiefaciliteiten om te vertellen wanneer hij moet worden vervangen. Doe dat ook voor elektromotoren, walsen, transportbanden. Tracht uit te vinden hoe je de slijtage van bovenleidingen voor voeding van treinen en trams continu kunt meten en laat de actieve rfid-tag dan bepalen wanneer zo’n koperdraad moet worden vervangen.”
Het voordeel van het tijdig uit kunnen voeren van dit voorspellende onderhoud is dat het storende en kostbare storings- of geplande preventieve onderhoud teruggebracht wordt naar nul. Op zich is voorspellend onderhoud niet nieuw, ‘condition monitoring’ wordt al jaren toegepast. Met actieve rfid wordt er echter nieuwe functionaliteit aan toegevoegd en dat levert enorme winsten op.
Maak als voorbeeld besparingsberekeningen voor de lagers van de kilometers lange transportbanen in de mijnbouw, die van de transportbanden van enorme graafmachines, van vliegtuigmotoren, transportbanden voor bagageafhandeling of de slijtage van bovenleidingen of voor de vierkante wielen van trein en tram. Preventief uitvoeren van dit onderhoud veroorzaakt onnodige kosten. Te laat uitvoeren leidt zelfs tot breuk en hoge kosten voor stilstand in het integrale logistieke proces.
Bovendien moeten voor breakdown en preventief onderhoud kostbare voorraden voor reserveonderdelen aangehouden worden. Geheel anders wordt die situatie wanneer een tag meldt dat het over x dagen of weken tijd wordt voor vervanging. Dan kan de vervangende component worden besteld. Reservevoorraden zijn niet meer nodig.
Land- en tuinbouw
Veeke zoekt ook belangrijke toepassingsgebieden in de land- en tuinbouw. Tomaten bijvoorbeeld rijpen in containers in opslagruimtes. Zij worden groen aangevoerd en kleuren tijdens de opslag naar rood. Keurmeesters volgen dat proces en bepalen wanneer de tomaten rijp zijn voor de verkoop. Maar niet alle containers kunnen steeds maar weer worden gekeurd. Gevolg: gemiddeld 10 procent van de opslag is uiteindelijk niet meer geschikt voor consumptie en wordt gedumpt. Dat betekent een enorme schadepost. Wanneer die afvalstroom uit het logistieke traject verdwijnt, kan ook de afstemming tussen vraag en aanbod worden verbeterd. Dat heeft weer tot gevolg dat kweekprocessen beter in de logistieke keten ingepast kunnen worden.
De prognostische logistiek vraagt een aangepast logistiek management met andere onderhouds- en voorraadfuncties. Die functies moeten de dynamiek van het prognostische onderhoud ondersteunen. Prognostisch onderhoud vraagt ad hoc service. Niet het plan bepaalt wanneer onderhoud moet worden gepleegd, maar de roep van de tag. Bij de houdbaarheid van fruit en groenten betekent dat een betere balans tussen kweken en opslaan, maar ook een zich wijzigende relatie tussen marktaanbod en consumentenvraag. De supply chain krijgt een ander karakter.
Nog kleine markt
De actieve tag is dus in ontwikkeling en wordt beperkt toegepast, terwijl zelfs de passieve tag nog geen gemeengoed is. De markt voor die tag is nog klein. De euforie over het automatisch afrekenen van de gevulde winkelwagen bij de kassa is nog lang geen praktijk. “Ik heb in een testomgeving van Metro prachtige voorbeelden van elektronisch afrekenen gezien”, zegt Veeke. “Maar in de winkel vind je daar nog niets van terug. Het product met een tag en een geheugen dat van buitenaf wordt geactiveerd en zijn unieke code vertelt, is er wel, maar nog niet voor het consumentenproduct. Daarvoor moet nog een aantal technische problemen worden opgelost.”
Een van die problemen is de signaaloverdracht. Rfid, passief en actief, werkt over een spectrum aan frequenties: LF, HF en UHF. Met HF kunnen alleen kleine afstanden worden overbrugd. De signaaloverdracht levert nog problemen. Rfid stelde aan Sony terwille van het op de pallet kunnen traceren van de producten andere verpakkingseisen. Probleem is dat signalen niet makkelijk door verpakkingen heen komen. Goederen die achter elkaar op een pallet zijn gestapeld, zijn ook moeilijk te lezen. UHF en metaal zijn vuur en water. Die problemen moeten nog worden opgelost.
Er zijn inmiddels ook geslaagde toepassingen van actieve tags. Broekman bijvoorbeeld distribueert vanaf twee opslagterreinen in de omgeving van Rotterdam nieuwe auto’s. Normaal staan daar circa 40.000 stuks opgeslagen. Het zoeken van een auto op zo’n enorm parkeerterrein is tijdrovend. Daarnaast werden er ook fouten gemaakt; bijvoorbeeld door verwisseling van auto’s die weinig van elkaar verschillen. Bovendien ontstaan door dat zoeken ook lichte beschadigingen, krassen en deukjes.
Sinds 2005 zijn de auto’s uitgerust met een actieve tag in een zogeheten RTLS-systeem (RealTime Locating System). Deze oplossing heeft de operationele efficiency aanzienlijk verbeterd. Dit systeem, het grootste ter wereld, is geïmplementeerd door Mieloo&Alexander. Zebra Techniek ontwikkelde hierbij het Vehicle Inventory Management System dat Broekman gebruikt.
Tags in ontwikkeling
Intelligente tags zijn onmisbaar voor het beheer van objecten met behulp van prognostische logistiek. De in te bouwen functies variëren sterk. Voor technische toepassingen is er vraag naar tags met sensoren voor het meten van zaken als trillingen, temperatuur en vochtigheid. In de chemie zijn sensoren nodig voor de samenstelling van gassen en vloeistoffen. In de voedingsmiddelenindustrie is vraag naar sensoren voor het meten van bijvoorbeeld zuurgraad of zuurstofgehalte.
Sensoren die dit alles – liefst gecombineerd – kunnen meten en software die de gegevens kan verwerken, zijn in ontwikkeling. De intelligente tags passen nu net in een handpalm, maar moeten uiteindelijk tussen duim en wijsvinger passen. Die kleine omvang is nodig voor inbouw in diverse nieuwe omgevingen, zoals in een lager voor trilling- en temperatuurmeting, of in een container met tomaten voor het meten van de verkleuring. Maar ook in een mensenlichaam na een darmoperatie om middels zuurstofmeting na te gaan of een de wond ontsteekt.
De basisfuncties voor actieve rfid-tags zijn dus: meten, data opslaan, berekenen hoe de situatie zich ontwikkelt en communiceren met de omgeving om op het juiste tijdstip aan de bel te kunnen trekken. De sensors hebben dan ook een eigen energievoorziening. Professor Paddy French van het DIMES-instituut aan de TU Delft werkt aan een platform voor de ontwikkeling van deze sensors.
Open netwerk
De ontwikkeling van actieve rfid is internationaal, maar Nederland heeft dankzij een aanzienlijk onderzoeksnetwerk een vooraanstaande positie. Dat netwerk voor rfid is open en dynamisch. De participanten vormen in feite één grote organisatie met ontwikkelcentra, adviseurs en first time users. STW ondersteunt financieel.
Veeke dient in dit geheel het belang van prognostische logistiek, zoekt toepassingsgebieden en bestudeert het effect van actieve rfid op goederenstromen. Adviesbureau Mieloo&Alexander is gespecialiseerd in het realiseren van technologiegedreven procesverbeteringen in de logistiek. Hierbij worden alle disciplines aangewend om robuust werkende systemen te implementeren. Mieloo&Alexander begeleidt de benodigde softwareontwikkeling en de interfaces met erp-applicaties; onder meer die van SAP.
Voor de tag-ontwikkeling werkt Veeke samen met de faculteit EWI van de TU Delft. Deze faculteit kan weer te rade gaan bij French, die ook slimme, zelfregulerende sensoren ontwikkelt. “Mensen gebruiken ogen, oren, neus én handen om op hun omgeving te reageren. Sensoren kunnen beter op de omstandigheden reageren als ze niet alleen temperatuur, maar bijvoorbeeld ook druk, snelheid en luchtvochtigheid meten.’’
Goede smart sensors corrigeren eigen fouten en leren ervan, waardoor ze volledig zelfstandig kunnen werken. Ze zijn daarom geschikt voor gebruik op ‘moeilijke plaatsen’, bijvoorbeeld in optische sensoren voor het meten van zuurstofverbruik. Daarmee valt inlekkende zuurstof in glazen verpakkingen voor drank of voedsel te meten waardoor bederf te voorkomen is. Ook dat is een vorm van prognostische logistiek.
