samedi, février 21, 2009
RFID comment ça marche ? à quoi ça sert ?
Comme son nom l’indique, la RFID est tout d’abord une technique d’identification permettant de reconnaitre le produit, non pas par une lecture directe (à l’aide de lecteur code à barres, ou bien à l’œil humaine), mais par les ondes radio fréquence, à l’aide d’un lecteur RFID.
L’intérêt est de permettre la reconnaissance des articles dans un colis, sans nécessiter de déballer le produit. Ainsi, une palette contenant plusieurs contenants peut être identifiée en détail, sans nécessiter de la défaire. De même, un container pourrait être examiné avec précision, sans nécessiter son ouverture. Ce qui facilite grandement les opérations de contrôle en entrepôt ou de passage en douane.
Cette faculté intéresse particulièrement les industriels, les transporteurs, les douaniers et les logisticiens. En effet, elle permettrait de gagner un temps précieux, et surtout une grande fluidité dans la manipulation des colis et palettes.
Mais la RFID, présente un second intérêt tout aussi prisé : l’étiquette composée d’une micro puce électronique couplée avec une antenne peut permettre d’enregistrer des informations relatives aux conditions de manipulation et d’acheminement des produits. Cela permet ainsi, de disposer d’une traçabilité plus complète, non seulement sur le produit lui même, mais également sur les conditions de son stockage, son transport et finalement son acheminement jusqu’au consommateur final.
- Un lecteur RFID ou interrogateur, doté d’antennes et capable de lire et écrire des informations par transmission radio,
- Une étiquette RFID, ou transpondeur, composé d’une puce électronique et d’une antenne, capable d’enregistrer des données et de les restituer.
Lorsque le lecteur se trouve à proximité de l’étiquette, cette dernière émet un rayonnement que le lecteur peut capter et comprendre. Dans certaines applications, le lecteur peut même ordonner à l’étiquette d’enregistrer de nouvelles informations.
Le fonctionnement de la RFID fait donc appel à différentes technologies, parmi lesquelles :
- Les ondes radio : ce sont des ondes électromagnétiques similaires à celles utilisées dans nos radios, télévisions ou téléphones cellulaires. Elles servent à transmettre l’information, sans nécessiter de ligne de visée ;
- La puce électronique disposant de mémoire pour emmagasiner l’information et capable de la restituer suite à une excitation électromagnétique. Plus la mémoire de la puce est large, plus la quantité d’informations pouvant être enregistrée est grande ;
- Des antennes, permettant d’amplifier les signaux pour assurer la transmission des informations : plus l’antenne est large, plus la distance de lecture / écriture est lointaine.
Les puces électroniques peuvent être montées sur un support souple ressemblant à une étiquette. L’étiquette RFID ainsi constituée, présente alors la possibilité d’identifier le produit de deux manières : par impression d’information sur la face apparente de l’étiquette, pour permettre la reconnaissance visuelle et classique du produit, mais également par enregistrement, dans la puce d’un code souvent unique permettant de supporter d’autres informations.
Étiquettes RFID
Certains Tags RFID sont dits actifs. Ils disposent en plus dans leur boitier d’une batterie destinée à fournir l’énergie nécessaire à une transmission à plus grande distance. La durée de vie de ces Tags sera liée à celle de la batterie qui lui confère une espérance de vie pouvant varier entre 5 et 10 ans.
- Quantité d’information à stocker,
- Nature du contenant à travers lequel la lecture devra s’effectuer,
- Distance de lecture,
- Durée de vie de l’étiquette et du produit,
- Conditions de manipulation (température, humidité, liquides …)
Ainsi, pour identifier une palette, ou bien des cartons, dans une application de gestion d’entrepôt, des étiquettes souples peuvent être utilisées. Par contre, pour identifier un véhicule, dans une application de péage d’autoroute, un tag actif est nécessaire.
Les systèmes RFID existent dans différentes plages de fréquence pour répondre aux contraintes de performance et fiabilités nécessités par les différentes applications. Cependant, les bandes passantes font l’objet de réglementation par les autorités de télécommunication propres à chaque pays : toutes les fréquences d’utilisation ne sont pas disponibles dans tous les pays.
Un système RFID doit ainsi mettre en œuvre des fréquences et des bandes passantes, conformes d’une part aux contraintes techniques liées à l’application, et d’autre part à la réglementation en vigueur dans le pays d’utilisation.
Plusieurs bandes de fréquences sont aujourd’hui utilisées pour la transmission des données, parmi lesquelles nous citons celles régies par des standards internationaux:
- Basse fréquence ou bande inférieure à 135 KHz : 2 fréquences utilisées : 125 et 134 KHz (norme 18000-2)
- Haute fréquence ou bande 13,56 MHz (norme 18000-3)
- Ultra haute fréquence ou bande de 433 MHz (norme 18000-7)
- Ultra haute fréquence ou bande 860 – 926 MHz (norme 18000-4)
- Micro-ondes : 2,45 GHz (norme 18000-6)Les lecteurs RFID proposés par les constructeurs sont souvent polyvalents et permettent l’utilisation de différentes bandes de fréquence. Il s’agira pour le concepteur d’un système RFID de se renseigner sur les possibilités qu’offre le lecteur qu’il retiendra pour son application, ainsi que ses possibilités d’évolution (activation d’une bande de fréquence de travail, par changement de micro-logiciel).
L’antenne constitue dans cet ensemble, l’organe d’amplification du signal. Elle rayonne dans un champ défini par les besoins de l’application. L’antenne peut être directive ou omnidirectionnelle en fonction de sa forme et de sa position par rapport au passage du produit à identifier. Sa taille, sa puissance d’émission est réglée pour permettre d’atteindre l’étiquette dans son support habituel.
Ainsi, les lecteurs RFID mobiles, disposent d’une antenne intégrée, directive et capable de lire des étiquettes à des distances variables de quelques centimètres à quelques 2 ou 3 m ;Les lecteurs fixes montés sur chariot ou fixés à un portique disposent quant à eux d’un ensemble d’antennes (2 ou 4 selon l’application) placés à des endroits choisis pour effectuer des lectures en cascade (plusieurs dizaines de Tag lus en même temps).
Applications
Les applications de la RFID, sont de plus en plus nombreuses et intéressent les industriels et professionnels pour des raisons évidentes de fiabilité et performance.
Les intégrateurs et éditeurs de logiciels ERP, WMS, TMS commencent à prendre en charge cette technologie et implémenter ces fonctionnalités dans leurs systèmes. Nous voyons alors apparaître des solutions utilisant la RFID comme moyen d’identification, de suivi des préparations, de livraison et de traçabilité.
Les autres industries peuvent également tirer partie de cette technologie, dès que le produit à identifier est suffisamment onéreux. Ainsi, dans le domaine de l’agro-alimentaire à titre d’exemple, des applications d’identification de palettes par RFID peuvent tout à fait permettre d’assurer une productivité et une fiabilité intéressantes pour les opérations de traçabilité, permettant un retour sur investissement rapide.
En entrepôt
- Réception palette: avec un lecteur RFID monté sur le chariot, la palette est lue tant au niveau global (étiquette palette) qu’au niveau contenu (étiquette carton). Le lecteur transmet alors au WMS les informations détaillées sur les produits réceptionnés,
- Stockage sur les rayons: la mise en stockage est effectuée au moyen du chariot élévateur. L’étiquette RFID posée sur l’emplacement est lue, permettant au WMS de déduire la liste exhaustive des colis stockés à l’adresse indiquée,
- Stockage en chambre froide : la palette identifiée à l’aide d’un Tag RFID réutilisable, est déplacée vers la chambre froide. Un lecteur fixé sur le portique ou bien sur le chariot élévateur permet d’enregistrer l’information ainsi que les données associées (température, date, heure, … etc),
- Localisation du chariot en entrepôt : cette localisation est possible grâce au balisage des rayons à l’aide d’étiquettes RFID. Le logiciel WMS pouvant connaître à chaque instant ou se trouve un chariot pour en optimiser le mouvement,
- Préparation : à l’aide d’un Tag RFID réutilisable, le contenant est identifié, et préalablement affecté à un bon de préparation en cours. L’opérateur, en plaçant l’article dans la caisse de préparation associe ce dernier au bon de préparation en cours, minimisant ainsi les risques d’erreurs lors de préparations par vagues.Ainsi, en entrepôt, la RFID permet d’automatiser l’acquisition des données. Ceci pourrait présenter un avantage certain pour les entreprises faisant appel à des ressources peu ou pas du tout qualifiées pour leurs opérations logistiques.
Opérations de transport
- Identification véhicule : un Tag RFID est placé derrière le pare brise du véhicule. À l’aide d’un lecteur RFID fixé à proximité de la barrière d’entrée / sortie, tous les mouvements des véhicules sont enregistrés et ce de manière automatique,
- Chargement véhicule : par lecture des palettes chargées, les documents de transport peuvent être directement imprimés donnant le maximum de précision sur le chargement,
- Livraison : là aussi, par lecture RFID, du colis, chaque livraison est validée permettant une remontée d’information rapide, tant vers le système de gestion que vers les clients (tracking)
D’autres applications peuvent également intéresser le secteur du transport : l’identification des véhicules permettant une meilleure traçabilité de la circulation dans les entrepôts recevant plusieurs centaines de véhicules par jour (enceinte portuaire, zones sensibles, aéroports, centrales thermiques, usines, raffineries … etc).
Comment s’y prendre ?
- La pertinence de la solution retenue et son adéquation avec l’application concernée,
- La pérennité de la solution, tant sur le plan technologique que légal
Pour mettre en place une solution RFID, trois éléments sont à examiner :
- Quelle étiquette utiliser ?
- Quelle bande de fréquence préférer ?
- Quelle distance de lecture est nécessaire ?
Il sera important par ailleurs, de comparer cette technologie avec les méthodes d’identification par le code à barres. En effet, la RFID n’est pas une fin en soi. Elle peut constituer un moyen fiable pour une traçabilité rigoureuse. Cependant, d’autres techniques peuvent tout aussi permettre d’atteindre cet objectif.
Choix du support
L’étiquette souple est privilégiée pour identifier des caisses ou des palettes. Elle est produite au moment de l’emballage, et peut comporter à la fois des informations codées, et des informations lisibles (texte, code à barres, … ).
La taille et le type de l’étiquette RFID dépendent également de la distance de lecture et de la nécessité ou non de mettre à jour l’information enregistrée. Ainsi, s’il faut mettre à jour cette information, des étiquettes réinscriptibles seront nécessaires. Enfin, si les distances de lecture dépassent le mètre, des étiquettes actives peuvent être nécessaires.
Choix de la bande de fréquence
Au Maroc, l’usage de la radio fréquence pour les besoins de l’industrie est réglementé par l’ANRT sous la norme A2FP qui fixe les plages de fréquences, les puissances, ainsi que les conditions d’utilisation du spectre de fréquence. De ce document, disponible sous le site de l’ANRT (http://www.anrt.ma/ décision ANRT/DG/N°07/03 du 25/12/2003), l’industriel dispose pour les applications RFID des spectres de fréquences suivants :
· Bande HF (13,56 MHz) – portée max 10 m
· Bande UHF à 433 MHz – max 10 mW
· Bande à 2,45 GHz – max 10 mW ou 100 m et usage interne
Par contre la bande UHF (860 à 926 MHz) est réservée à la téléphonie mobile. Cette bande est par conséquence interdite. Ceci présente un inconvénient majeur pour le développement technologie RFID au Maroc. En effet, l’essentiel des normes EPC adoptées par l’industrie et les opérateurs internationaux opère dans cette plage de fréquence.
Enfin, il convient, pour une utilisation de ces bandes de fréquence dans des zones sensibles (port, aéroport, à proximité d’une zone militaire, …) de consulter l’ANRT pour s’assurer de la possibilité de travailler sur telle fréquence à telle puissance d’émission.
Choix des lecteurs RFID et des antennes
Comme nous l’avions vu précédemment, il existe différents types de lecteurs : mobiles, montés sur chariot ou convoyeurs et fixes. Le lecteur mobile est en général associé à un terminal portable ou PDA, et permet la lecture de proximité des étiquettes RFID. Cette lecture est souvent directive, et exige l’alignement de l’antenne avec l’étiquette à lire.
Le lecteur fixe permet de réaliser des installations plus complexes, et d’être placé sur des portiques pour contrôler les mouvements d’entrée et de sortie dans une zone contrôlée.
Ces lecteurs couplés avec des antennes des cellules photoélectriques et d’autres dispositifs électroniques permettent de à titre d’exemple de reconnaitre le sens du mouvement de la palette, de déclencher l’ouverture d’une porte automatique ou de contrôler un convoyeur.
Choix de votre intégrateur
Bien sûr, toute cette technologie doit faire l’objet d’une intégration et d’une installation tenant compte des spécificités du terrain : application informatique, mouvement des chariots et des palettes, morphologie des zones de travail, … etc.
Le prestataire intégrateur est en mesure de vous accompagner dans le choix, le test et l’installation des différentes composantes. Il devrait également veiller au respect des normes, tant en matière de codification que de respect de la réglementation.
Conclusion
La RFID est promise à un avenir certain, dans le domaine de la logistique et distribution. La question d’adopter cette technologie au Maroc reste tributaire de l’adhésion du Maroc aux normes EPC global Gen2 et EPC UHF Gen2 utilisant la bande 860 à 926 MHz. Or cette bande de fréquence est affectée actuellement aux communications mobiles terrestres (voir plan de fréquence national http://www.anrt.ma/ ).
L’ANRT devra se pencher alors sur les aménagements qu’il est nécessaire de mettre en œuvre afin de permettre aux industriels d’utiliser pleinement cette technologie, sans perturber le plan national des fréquences en vigueur. Pour cela, il sera nécessaire d’homologuer l’utilisation d’une plage de fréquences UHF pour les besoins de la RFID.
La France a récemment homologué la bande allant de 865 à 868 MHz pour cet usage, avec des puissances autorisant des lectures jusqu’à 5 m de distance.
Quand Renault installera ses usines à Tanger, il sera certainement nécessaire de statuer sur l’utilisation de cette norme (EPC UHF Gen2) dans un secteur comme l’automobile ou la RFID est devenue incontournable.
Le même besoin se fait ressentir dans diverses industries (pêche, agro-alimentaire, câblage auto, aéronautique, …etc.) ainsi que chez les prestataires logistiques qui devront également avoir accès à cette technologie dans le respect des normes internationales et de la réglementation en vigueur dans le pays.
Nizar Benslimane
Directeur Général de TELEDYNE.
n.benslimane@teledyne.ma
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