9.7 Ηλεκτρονικές Μέθοδοι Εντοπισμού Υλικών και Εξοπλισμού

Transcript

1 Επιχειρησιακό Πρόγραμμα Εκπαίδευση και ια Βίου Μάθηση Πρόγραμμα ια Βίου Μάθησης ΑΕΙ για την Επικαιροποίηση Γνώσεων Αποφοίτων ΑΕΙ: Σύγχρονες Εξελίξεις στις Θαλάσσιες Κατασκευές Α.Π.Θ. Πολυτεχνείο Κρήτης 9.7 Ηλεκτρονικές Μέθοδοι Εντοπισμού Υλικών και Εξοπλισμού Γιάννης Ξενίδης Επίκουρος Καθηγητής, Τμήμα Πολιτικών Μηχανικών, Α.Π.Θ.

2 Αυτοματοποιημένη Συλλογή εδομένων (Automated Data Collection) Γενικός όρος που χρησιμοποιείται για να περιγράψει μια σειρά από τεχνολογίες που εφαρμόζονται στην ταυτοποίηση αντικειμένων ή και ανθρώπων με τη χρήση μηχανών Χρήση: αναγνώριση αντικειμένων λήψη απαραίτητων πληροφοριών (όπως ποσότητες, χώρος αποθήκευσης, πληρότητα αποθηκών κ.τ.λ.) μεταφορά των δεδομένων αυτών σε έναν υπολογιστή αυτόματα Στόχος: αύξηση της αποδοτικότητας μείωση του κόστους εργασίας αναγνώριση και αξιολόγηση κινδύνων

3 Η Τεχνολογία των Γραμμωτών Κωδικών (Bar Codes) Οι εφαρμογές των γραμμωτών κωδικών στην κατασκευαστική βιομηχανία αποσκοπούν: Στην βελτίωση στην παραγωγή ποσοτήτων Στον έλεγχο στον τομέα των υλικών Στην βελτίωση της συντήρησης Στον έλεγχο της αποθήκης αποθεμάτων Στην διαχείριση των αναλώσιμων υλικών Στον έλεγχο των εγγράφων Στον έλεγχο εργασιών γραφείου κτλ

4 Η Τεχνολογία των Γραμμωτών Κωδικών (Bar Codes) Τρόπος λειτουργίας Τυποποιημένα σύμβολα που ο συνδυασμός τους περιέχει συγκεκριμένη πληροφορία (π.χ. τον κωδικό ενός προϊόντος). Η ανάγνωση γίνεται με μηχανήματα ηλεκτρονικής οπτικής ανάγνωσης (scanners).

5 Η Τεχνολογία των Γραμμωτών Κωδικών (Bar Codes) ομές κωδικών EAN-13: Τοποθετείται σε πρωτογενείς συσκευασίες προϊόντων Περιλαμβάνει δώδεκα ψηφία περιγραφής και ένα ψηφίο ελέγχου Ψηφίο ελέγχου Κωδικός χώρας Κωδικός εταιρείας Κωδικός προϊόντος

6 Η Τεχνολογία των Γραμμωτών Κωδικών (Bar Codes) ομές κωδικών INTERLEAVED 2 of 5 (ITF14): Τοποθετείται σε δευτερογενείς συσκευασίες προϊόντων (π.χ. κιβώτια) Κωδικοποιεί μόνο αριθμούς με μεταβλητό πλήθος ψηφίων αρκεί να είναι άρτιο Παρέχει ίδια πληροφορία με τον ΕΑΝ-13

7 Η Τεχνολογία των Γραμμωτών Κωδικών (Bar Codes) ομές κωδικών EAN-128: Τοποθετείται στις μονάδες μεταφοράς προϊόντων (π.χ. παλέτες) Κωδικοποιεί αριθμούς και γράμματα με μεταβλητό πλήθος ψηφίων αρκεί να είναι άρτιο Παρέχει πληροφορία για το είδος, την ποσότητα, την παρτίδα του προϊόντος, κλπ.

8 Η Τεχνολογία των Γραμμωτών Κωδικών (Bar Codes) ομές κωδικών PDF 417: Τοποθετείται σε εφαρμογές διακίνησης προϊόντων με απαιτήσεις μεγάλης ποσότητας κωδικοποιημένης πληροφορίας Κωδικοποιεί μεγάλο αριθμό δεδομένων σε δύο διαστάσεις (γραμμές και στήλες) Συμβολογία μεταβλητού ύψους και πλάτους που κωδικοποιεί 1-30 κωδικούς/γραμμή σε 3-90 γραμμές οριζόντια

9 Η Τεχνολογία των Γραμμωτών Κωδικών (Bar Codes) Απαιτούμενος εξοπλισμός Ψηφιακοί αναγνώστες: ιακρίνονται σε αναγνώστες επαφής και αναγνώστες εξ αποστάσεως

10 Η Τεχνολογία των Γραμμωτών Κωδικών (Bar Codes) Απαιτούμενος εξοπλισμός Οι αναγνώστες εξ αποστάσεως έχουν εμβέλεια από μερικά εκατοστά μέχρι μερικά μέτρα. Είναι μετακινούμενοι (ο χειριστής προσεγγίζει την ετικέτα) ή σταθερής θέσης (η ετικέτα προσεγγίζει τον χειριστή) Χρησιμοποιούν laser που σαρώνει μέχρι 1000 σαρώσεις/sec σε διάφορες κατευθύνσεις επιταχύνοντας την αποκωδικοποίηση. Είναι: Πολύ διαδεδομένοι Οικονομικοί Αξιόπιστοι Εύχρηστοι Μπορούν να μεταδίδουν δεδομένα ασύρματα και να ενσωματώνονται σε φορητά τερματικά επεξεργασίας δεδομένων.

11 Η Τεχνολογία των Γραμμωτών Κωδικών (Bar Codes) Απαιτούμενος εξοπλισμός Εκτυπωτές (θερμικοί, inkjet, laser jet) και αναλώσιμα εκτύπωσης ετικετών. Οι ετικέτες μπορούν να παράγονται από τον χρήστη ή να αγοράζονται προεκτυπωμένες. Θα πρέπει να λαμβάνονται υπόψη παράγοντες όπως: Κόστος Generic ετικέτες Πλήθος παραγόμενων προϊόντων Πλήθος τύπων παραγόμενων προϊόντων Σχεδιασμός παραγωγής

12 Η Τεχνολογία Ταυτοποίησης μέσω Ραδιοσυχνοτήτων (Radio Frequency Identification RFID) Οι εφαρμογές των γραμμωτών κωδικών στην κατασκευαστική βιομηχανία αποσκοπούν: ιαχείριση των υλικών και ποσοτήτων στο έργο Έλεγχος εγγράφων - σχεδίων, εντολών αγοράς, κ.α. Έλεγχος δραστηριοτήτων του έργου ιαχείριση εξοπλισμού των κατασκευών

13 Η Τεχνολογία RFID Τρόπος Λειτουργίας Αποστολή σημάτων RF από τον αναγνώστη στις ετικέτες Ετικέτες Κεντρικός Υπολογιστής Αναγνώστης Αποστολή αποθηκευμένων δεδομένων από τις ετικέτες στον αναγνώστη Ετικέτες Ετικέτες Ετικέτες

14 Η Τεχνολογία RFID Απαιτούμενος εξοπλισμός

15 Η Τεχνολογία RFID Απαιτούμενος εξοπλισμός: Ετικέτες Τα τμήματα τους: το ένθετο (inlay / insert) αποτελείται από ένα chip ή ένα ολοκληρωμένο κύκλωμα (Intergrated Circuit, IC) που χαράσσεται (τυπώνεται) σε υπόστρωμα (substrate material) και συνδέεται με κεραία με το σύστημα το προστατευτικό κάλυμμα (εύκαμπτο ή άκαμπτο) στο οποίο είναι ενσωματωμένη.

16 Η Τεχνολογία RFID Απαιτούμενος εξοπλισμός: Ετικέτες Τα γενικά χαρακτηριστικά τους: υνατότητα αποθήκευσης ανάλογα με την εφαρμογή (4 μέχρι 128ΚΒ) Η μνήμη των ετικετών μπορεί να είναι: μόνο για ανάγνωση (read-only), μιας εγγραφής αλλά πολλών αναγνώσεων (write-once readmany) ή πλήρως επανεγγράψιμη (rewritable). Ανάλογα με την πηγή της απαιτούμενης ενέργειας για την λειτουργία διακρίνονται σε: ενεργές (active) ημι-παθητικές (semi-passive) και παθητικές (passive)

17 Η Τεχνολογία RFID Απαιτούμενος εξοπλισμός: Ετικέτες Ανάγνωσης: Το chip περιέχει πληροφορίες (συνήθως ένα σειριακό αριθμό και ένα ψηφίο ελέγχου) που αποθηκεύτηκαν κατά την κατασκευή και δεν μεταβάλλονται. Ο αναγνώστης μπορεί μόνο να διαβάσει αυτά τα δεδομένα. Μιας εγγραφής πολλών αναγνώσεων: Εγγράφονται κατά την κατασκευή τους και μπορούν να τροποποιηθούν από τον χρήστη μόνο μια φορά ακόμα. Στην συνέχεια μετατρέπονται σε αναγνώσιμες ετικέτες.

18 Η Τεχνολογία RFID Απαιτούμενος εξοπλισμός: Ετικέτες Πλήρως επανεγγράψιμη: Τροποποιήσιμη ετικέτα που επιτρέπει εντός της εμβέλειας ανάγνωσης του αναγνώστη, την εγγραφή πρόσθετων δεδομένων σε κενό χώρο ή επί των υφισταμένων δεδομένων. Επιτρέπει την προστασία δεδομένων από επανεγγραφή για την αποφυγή της διαγραφής τους.

19 Η Τεχνολογία RFID Απαιτούμενος εξοπλισμός: Ετικέτες Ετικέτες Ανάγνωσης Μιας εγγραφής - πολλών αναγνώσεων Πλήρως επανεγγράψιμες Ανάγνωση Απεριόριστα Απεριόριστα Απεριόριστα Εγγραφή κατά την κατασκευή Εγγραφή κατά την χρήση Ναι Ναι Ναι Όχι Μια φορά Απεριόριστα Ευελιξία Μικρή Ενδιάμεση Μεγάλη Ασφάλεια Μεγάλη Ενδιάμεση Μικρή Κόστος Μικρό Ενδιάμεση Μεγάλο Εφαρμογές Έλεγχος πρόσβασης ιαχείριση εφοδιαστικής αλυσίδας Αυτόματη συλλογή διοδίων, έλεγχος παραγωγής

20 Η Τεχνολογία RFID Απαιτούμενος εξοπλισμός: Ετικέτες Ενεργές ετικέτες: Αυτόνομη πηγή ενέργειας (μπαταρία) Πομπός (transmitter) Η πηγή ενέργειας χρησιμοποιείται για την λειτουργία του κυκλώματος του microchip, αλλά και για την μετάδοση ενός σήματος σε κάποιον αναγνώστη. Οι ενεργές ετικέτες λόγω της ύπαρξης πηγής ενέργειας μπορούν να ξεκινούν οι ίδιες την επικοινωνία, συνήθως με άλλες ετικέτες.

21 Η Τεχνολογία RFID Απαιτούμενος εξοπλισμός: Ετικέτες Ημι-παθητικές (ημι-ενεργές) ετικέτες: Χρησιμοποιούν μπαταρία για την λειτουργία του κυκλώματος του chip και ενέργεια από τον αναγνώστη για την επικοινωνία τους. Η εμβέλεια ανάγνωσης είναι ενδιάμεση της αντίστοιχης των παθητικών και των ενεργητικών ετικετών Είναι φθηνότερες από τις ενεργητικές ετικέτες λόγω του μικρότερου μεγέθους της μπαταρίας (μικρότερες απαιτήσεις ισχύος). Συνήθως είναι μιας χρήσης (αχρηστεύονται όταν αποφορτιστεί η μπαταρία)

22 Η Τεχνολογία RFID Απαιτούμενος εξοπλισμός: Ετικέτες Παθητικές ετικέτες: Αντλούν ενέργεια από παραγόμενο ηλεκτρικό ρεύμα στην κεραία της ετικέτας μέσω εκπομπής ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων από αναγνώστη. Ενεργοποιείται το κύκλωμα της ετικέτας, λαμβάνεται η εισερχόμενη κυματομορφή (waveform) και αντανακλάται στον αναγνώστη ένα διαμορφωμένο κύμα (modulated wave). εν μπορούν να ξεκινήσουν οποιαδήποτε επικοινωνία.

23 Η Τεχνολογία RFID Απαιτούμενος εξοπλισμός: Ετικέτες

24 Η Τεχνολογία RFID Απαιτούμενος εξοπλισμός: Ετικέτες Κατηγορία Ονομασία Μνήμη Πηγή ισχύος Λειτουργικότητα 0 Anti-shoplift tags Καθόλου Παθητική Παρακολούθηση αντικειμένων 1 EPC Μόνο ανάγνωση Οποιαδήποτε Αναγνώριση αντικειμένων 2 EPC Ανάγνωσηεγγραφή Οποιαδήποτε Καταγραφή δεδομένων 3 Sensor tags Ανάγνωσηεγγραφή Ημιπαθητική Ενεργή Ανίχνευση περιβάλλοντος 4 Sensor dust Ανάγνωσηεγγραφή ενεργή Απευθείας δικτύωση

25 Η Τεχνολογία RFID Απαιτούμενος εξοπλισμός: Ετικέτες Χαρακτηριστικά επιλογής: Το υλικό επικόλλησης Το περιβάλλον χρήσης Λειτουργικές απαιτήσεις: διαχείριση/ αντιμετώπιση των συγκρούσεων δεδομένων, πολλαπλές ταυτόχρονες αναγνώσεις και ρυθμός πολλαπλών ταυτόχρονων αναγνώσεων, ανάγνωση ομάδων ετικετών ή συγκεκριμένων ετικετών

26 Η Τεχνολογία RFID Απαιτούμενος εξοπλισμός: Αναγνώστες Αποτελούνται από κεραία και μονάδα ελέγχου για την επίτευξη της επικοινωνίας με την ετικέτα. Η μονάδα ελέγχου επικοινωνεί με το πληροφοριακό σύστημα μέσω του ενδιάμεσου λογισμικού και καθορίζει τις ενέργειες που θα κάνει (αποστολή / λήψη σημάτων, ανάγνωση / εγγραφή ετικετών, κ.α.). Συνήθως περιέχουν αποθηκευτικό χώρο, υπολογιστική ισχύ και σύνδεση με βάση δεδομένων. Μπορούν να διεξάγουν διάφορους υπολογισμούς για λογαριασμό μιας ετικέτας (π.χ. κρυπτογραφικούς υπολογισμούς).

27 Η Τεχνολογία RFID Απαιτούμενος εξοπλισμός: Αναγνώστες Αναγνώστες Σταθεροί Ολοκληρωμένοι Επικοινωνία 2-8 κεραίες 1 κεραία Εφαρμογές Τεχνικά χαρακτηριστικά ικτύωση Εφοδιαστική αλυσίδα (π.χ. σε εισόδους αποβάθρων φόρτωσης/εκφόρτωσης) 16bit/32bit επεξεργαστές, λειτουργικό, δυνατότητα επεξεργασίας σήματος TCP/IP ανεξάρτητοι κόμβοι, χρήση πρωτοκόλλων (DHCP, HTTP, SNMP, κ.α.) Ελέγχου πρόσβασης (π.χ. σε εισόδους κρίσιμων υποδομών) 16bit επεξεργαστής, λειτουργικό, αυξημένες δυνατότητες ανάγνωσης και εγγραφής Σπάνια TCP/IP ανεξάρτητοι κόμβοι, συνήθως σειριακή ή USB σύνδεση

28 Η Τεχνολογία RFID Απαιτούμενος εξοπλισμός: Αναγνώστες Αναγνώστες Χειρός Ενσωματωμένοι Επικοινωνία 1 κεραία 1 κεραία Εφαρμογές Τεχνικά χαρακτηριστικά ικτύωση Εφοδιαστική αλυσίδα (π.χ. σε ελέγχους αποθέματος) 16bit/32bit επεξεργαστές, λειτουργικό, δυνατότητα επεξεργασίας σήματος TCP/IP ανεξάρτητοι κόμβοι, απευθείας σύνδεση με εξυπηρετητές για μεταφορά δεδομένων Εφοδιαστική αλυσίδα (π.χ. ταξινομητές κιβωτίων) εν περιέχουν επεξεργαστή, ούτε λειτουργικό εν δικτυώνονται, χρησιμοποιούν σειριακή ή USB σύνδεση

29 Η Τεχνολογία RFID Απαιτούμενος εξοπλισμός: Ενδιάμεσο λογισμικό Τα δεδομένα συνδέου και τις εντολές που δέχεται από το πληροφοριακό σύστημα και αντίστροφα. Οι εντολές προς τον αναγνώστη αφορούν κυρίως : Εντολές ετικέτας: εύρεση ετικέτας, ανάγνωση κωδικού ετικέτας, α νάγνωση δεδομένων ετικέτας, εγγραφή δεδομένων στην ετικέτα, καταστροφή ετικέτας κ.α.) Εντολές αναγνώστη: ανάγνωση κατάστασης αναγνώστη, αλλαγή ρυθμίσεων αναγνώστη, ανάγνωση κωδικού αναγνώστη, κ.α.)

30 Η Τεχνολογία RFID Προβλήματα λειτουργίας και αντιμετώπιση τους Παρεμβολή του σήματος ενός αναγνώστη με το σήμα άλλου αναγνώστη σε σημεία επικάλυψης περιοχών. Πολλαπλή πρόσβαση με χρονική διαίρεση (multiple access time division): το λογισμικό δίνει εντολή στους αναγνώστες να διαβάσουν μια ετικέτα σε διαφορετικές χρονικές στιγμές αντί ταυτόχρονα. Η τεχνική αυτή εξασφαλίζει την αποφυγή παρεμβολής σημάτων, αλλά προκαλεί διπλή ανάγνωση της ετικέτας. Το σύστημα θα πρέπει να ρυθμιστεί με τρόπο ώστε αν κάποιος αναγνώστης διαβάσει μια ετικέτα, αυτή να μην μπορεί να διαβαστεί ξανά από άλλο αναγνώστη. Πυκνή ανάγνωση: Οι αναγνώστες μεταπηδούν μεταξύ των καναλιών εντός ενός φάσματος συγκεκριμένης συχνότητας και εάν αναγνωρίσουν άλλον αναγνώστη πηγαίνουν σε άλλο κανάλι, ώστε να αποφύγουν την παρεμβολή.

31 Η Τεχνολογία RFID Παράγοντες κόστους εφαρμογής Κόστος ετικέτας ($0,10 - $100 / τεμάχιο) Η τιμολόγηση εξαρτάται από την ποσότητα της παραγγελίας, το μέγεθος της μνήμης στην ετικέτα και την συσκευασία της ετικέτας (π.χ. αν είναι τοποθετημένη σε πλαστικό περίβλημα). Γενικά, ένα EPC ένθεμα των 96 bit (ένα κύκλωμα και μια κεραία τοποθετημένα πάνω σε ένα υπόστρωμα (substrate)) κοστίζει μεταξύ $0,07 και 0,15 cents. Εάν η ετικέτα είναι ενσωματωμένη σε μια ετικέτα θερμικής μεταφοράς πάνω στην οποία μπορεί να τυπωθεί ένας ραβδωτός κώδικας, η τιμή αυξάνεται άνω των $0,15. Κόστος αναγνώστη (>100$ / τεμάχιο) Κόστος ενδιάμεσου λογισμικού Κόστος σχεδιασμού της εφαρμογής και εκπαίδευσης του προσωπικού

32 Η Τεχνολογία RFID Παράγοντες κόστους εφαρμογής Κόστος αναγνώστη (>100$ / τεμάχιο) Οι περισσότεροι UHF αναγνώστες κοστίζουν $500-$2000, ανάλογα με τα χαρακτηριστικά της συσκευής. Π.χ.: Αναγνώστης χαμηλής συχνότητας ενσωματωμένος σε άλλη συσκευή μπορεί να κοστίζει λιγότερο από $100. Πλήρως λειτουργικός και αυτόνομος αναγνώστης μπορεί να κοστίζει $750. Αναγνώστης υψηλής συχνότητας κυμαίνεται μεταξύ $200 - $300. Ένας αυτόνομος αναγνώστης μπορεί να κοστίζει γύρω στα $500.). Η κεραία και τα καλώδια σύνδεσης μπορεί να προμηθεύονται ξεχωριστά. Οι κεραίες κοστίζουν από $250 και άνω. Γενικά, η τιμή των αναγνωστών αναμένεται να μειωθεί καθώς οι εταιρείες θα τους αγοράζουν σε μεγάλες ποσότητες.

33 Η Τεχνολογία RFID Εφαρμογές στην πετρελαϊκή βιομηχανία Εφοδιαστική Αλυσίδα Αναζήτηση και Παραγωγή Εφαρμογές RFID Σωλήνες άντλησης Παραγωγή αργού πετρελαίου Ασφάλεια συνδέσεων αγωγών ιύλιση Ασφάλεια εξαρτημάτων Μεταφορά και ιανομή Προϊόντων Ανίχνευση πετρελαιοφόρων μέσων Εμπορία προϊόντων Πληρωμές χωρίς μετρητά

34 Η Τεχνολογία RFID Περιπτώσεις εφαρμογής Marathon Oil ( Η τεχνολογία RFID χρησιμοποιείται στην εξόρυξη πετρελαίου. Οι αναγνώστες τοποθετούνται σε εργαλεία διάτρησης και σε βαλβίδες απομόνωσης που χρησιμοποιούνται βαθιά μέσα στην πετρελαιοπηγή Με την χρήση μιας RFID ετικέτας μπορεί να αποφασιστεί με ακρίβεια το βάθος που θα πρέπει να τρυπηθούν οι εσωτερικοί τοίχοι της πετρελαιοπηγής. Απαιτήσεις αντοχής: Θερμοκρασίες έως και 150 βαθμούς Κελσίου Πιέσεις έως και 103 MPa ανά τετραγωνική ίντσα. Κόστος αναγνώστη έως και $3.000

35 Η Τεχνολογία RFID Περιπτώσεις εφαρμογής SHIPCOM Oil Gas Βελτίωση της ανίχνευσης πολυμερών προϊόντων που αποθηκεύονται και διακινούνται στις αποθήκες. Αυτοματοποίηση της ανίχνευσης παλετών στις streamline operations για την μείωση των λανθασμένων παραδόσεων παραγγελιών (σωστό εμπόρευμα στο σωστό container) Μείωση των σφαλμάτων στις χειροκίνητες εργασίες

36 Η Τεχνολογία RFID Περιπτώσεις εφαρμογής XERAFY Αυτοματοποιημένη ανίχνευση και διαχείριση εξαρτημάτων (διαχυτήρες, βαλβίδες, τένοντες, κλπ.) κατά την διακίνησή τους από τις χερσαίες στις λιμενικές και θαλάσσιες εγκαταστάσεις εξόρυξης πετρελαίου. Τοποθέτηση ετικέτας RFID σε ανυψωτικό γάντζο για την αποτροπή διαρροής πετρελαίου

37 Η Τεχνολογία RFID Περιπτώσεις εφαρμογής XERAFY Έλεγχος αξιοπιστίας και καταλληλότητας εξαρτημάτων δικτύου σωληνώσεων (σωλήνες, βαλβίδες, στρόφιγγες, κλπ.) έναντι υδραυλικού πλήγματος κατά την εισροή ρευστών υψηλής πίεσης στους αγωγούς για την επιτάχυνση της μεταφοράς του πετρελαίου

38 Η Τεχνολογία RFID Περιπτώσεις εφαρμογής GAO / RFID ( MOJIX ( TAGSTONE ( Felemban and Sheikh (2013). RFID for Oil and Gas Industry: Applications and Challenges. International Journal of Engineering and Innovative Technology, 3(5), pp

39 Σύγκριση μεταξύ των τεχνολογιών Bar Codes και RFID ιαφορές ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ BAR CODES RFID Οπτική επαφή Απαιτείται οπτική επαφή εν απαιτεί οπτική επαφή Φάσμα ανάγνωσης Στατική εισαγωγή δεδομένων Όγκος δεδομένων Περιορισμένο εύρος φάσματος (περίπου 1 ίντσα) Οι πληροφορίες που τυπώνονται στις ετικέτες είναι στατικές. Περιορισμένη ποσότητα δεδομένων Μεγάλο εύρος φάσματος (1 ίντσα έως 100 πόδια) Οι ετικέτες μπορούν να είναι τύπου ανάγνωσηςεγγραφής Περισσότερα δεδομένα από αυτά των γραμμωτών κωδικών

40 Σύγκριση μεταξύ των τεχνολογιών Bar Codes και RFID ιαφορές ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ BAR CODES RFID Προσδιορισμός των στοιχείων Ταυτόχρονη συλλογή πληροφοριών Συχνότητα ανάγνωσης Ανθεκτικότητα στο περιβάλλον Προσδιορίζουν μόνον το προϊόν Όχι ιαβάζει κάθε γραμμωτό κώδικα ξεχωριστά εν είναι ανθεκτικές Προσδιορίζουν το προϊόν και την ποσότητα Ναι 1000 ετικέτες ανά δευτερόλεπτο Εξαιρετικά ανθεκτικές Κόστος Πολύ οικονομική μέθοδος Ακριβή μέθοδος

41 Σύγκριση μεταξύ των τεχνολογιών Bar Codes και RFID Πλεονεκτήματα της τεχνολογίας RFID έναντι των Bar Codes Επιτρέπει την παρακολούθηση και τη συλλογή δεδομένων σε περιβάλλοντα ακατάλληλα για εργαζόμενους, διότι η ανάγνωση ετικετών δεν απαιτεί την ύπαρξη εργατικού δυναμικού. Αποδεικνύει αξιόπιστη λειτουργία ακόμα και σε «σκληρά» περιβάλλοντα (π.χ. υγρασία, σκόνη, βρωμιά, διαβρωτικά, εντάσεως δονήσεων και κρούσεων, κλπ.) Τα δεδομένα της RFID ετικέτας μπορούν να μεταβάλλονται συνεχώς και επομένως απομακρύνονται κρίσιμα λάθη από τα καταγεγραμμένα δεδομένα Χρησιμοποιείται σε συνδυασμό με συστήματα γραμμωτού κώδικα και Wi-Fi δίκτυα

42 Σύγκριση μεταξύ των τεχνολογιών Bar Codes και RFID Μειονεκτήματα της τεχνολογίας RFID έναντι των Bar Codes Παρουσιάζονται αρκετά προβλήματα ασφάλειας και ιδιωτικότητας. Μεγαλύτερο κόστος υλοποίησης. Οι RFID ετικέτες παρουσιάζουν προβλήματα κατά την ανάγνωσή τους μέσω αγώγιμων υλικών, όπως π.χ. το μέταλλο. Οι ραδιοσυχνότητες μπορεί να επηρεαστούν από την υγρασία, τον καιρό, την ακτινοβολία, τις μη ορατές παρεμβολές από ραδιοκύματα (π.χ. από το υλικό του κτιρίου μέσα στο οποίο χρησιμοποιείται, καθώς και από παρακείμενα αποθηκευμένα υλικά). Απαιτεί εξειδίκευση και εκπαίδευση του ανθρώπινου δυναμικού.

43 Τεχνολογία Τεχνητής Όρασης Στόχος Βασίζεται στην χρήση βιντεοκαμερών και αλγορίθμων ανάλυσης των συλλεγόμενων δεδομένων Παρέχει υψηλό επίπεδο ακρίβειας και δυνατότητα ταυτόχρονης παρακολούθησης μεγάλου αριθμού στοιχείων Επεξεργάζεται εικόνες και βίντεο με στόχο την εκμαίευση χωρικών - χρονικών πληροφοριών, και την αναγνώριση υλικών της κατασκευής Αναπτύσσει 3D μοντέλο παρακολούθησης το οποίο βασίζεται σε λεπτομερή γεωμετρικά αντικείμενα Εντοπίζει με τη χρήση ενεργών περιγραμμάτων περιοχών αντικείμενα με βάση τα χαρακτηριστικά γνωρίσματα τους

44 Τεχνολογία Τεχνητής Όρασης Λειτουργία

45 Σύγκριση μεταξύ των τεχνολογιών RFID και Τεχνητής Όρασης ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ RFID VIDEO CAMERA Οπτική επαφή εν απαιτεί οπτική επαφή Απαιτείται οπτική επαφή Φάσμα ανάγνωσης Στατική εισαγωγή δεδομένων Όγκος δεδομένων Προσδιορισμός των στοιχείων Συχνότητα ανάγνωσης Μεγάλο εύρος φάσματος (1 ίντσα έως 100 πόδια) Οι ετικέτες μπορούν να είναι τύπου ανάγνωσης-εγγραφής Περισσότερα δεδομένα από αυτά των γραμμωτών κωδικών Προσδιορίζουν το προϊόν και την ποσότητα 1000 ετικέτες ανά δευτερόλεπτο Κατά πολύ μεγαλύτερο από αυτό της τεχνολογίας RFID εν εισάγονται πληροφορίες Όλα τα δεδομένα βρίσκονται και αναλύονται μέσα από τις εικόνες Προσδιορίζουν το προϊόν και την ποσότητα Τα καρέ των εικόνων διαιρούνται σε σχέση με την υπό-εξέταση χρονική στιγμή

46 Αισθητήρες Χαρακτηριστικά Συμβατότητα: μέγεθος που περιγράφει κατά πόσον η εγκατάσταση του οργάνου θα επηρεάσει την τιμή της παραμέτρου που πρόκειται να μετρήσει. Ιδανικό από άποψη συμβατότητας θεωρείται ένα όργανο που δεν την επηρεάζει καθόλου. Εύρος λειτουργίας: τα όρια, εντός των οποίων ο αισθητήρας μπορεί να λειτουργεί αξιόπιστα. Ακρίβεια: το μέγιστο σφάλμα που μπορεί να περιέχεται στην ένδειξη του αισθητήρα. Το υλικό έχει αντληθεί αυτούσιο από την πηγή:

47 Αισθητήρες Χαρακτηριστικά Επαναληψιμότητα: ο βαθμός στον οποίο ένας αισθητήρας παρέχει το ίδιο αποτέλεσμα τροφοδοτούμενος με την ίδια είσοδο σε διαφορετικές χρονικές στιγμές. ιακριτότητα ή διακριτική ικανότητα: το μικρότερο διάστημα που μπορεί να μετρηθεί από αυτόν. Όσο μεγαλύτερη διακριτότητα διαθέτει μια αισθητήρια διάταξη, τόσο μικρότερο βήμα μετράει. Ευαισθησία: η ελάχιστη μεταβολή της εισόδου που είναι σε θέση να δώσει μεταβολή στην έξοδο του αισθητήρα. Το υλικό έχει αντληθεί αυτούσιο από την πηγή:

48 Αισθητήρες Χαρακτηριστικά Υστέρηση: φαινόμενο πρόκλησης διαφορών στην έξοδο ενός αισθητήρα όταν η κατεύθυνση μεταβολής της εισόδου αντιστραφεί. Έτσι παράγεται σφάλμα και επηρεάζεται η ακρίβεια της συσκευής. Θόρυβος: φαινόμενο που δημιουργείται από εξωτερικούς παράγοντες, όπως γειτνίαση με πηγές τάσης υψηλής συχνότητας, πηγές εκπομπής ήχου κ.α, κατά την διάρκεια μιας μέτρησης. Η βάση λειτουργίας κάθε αισθητήρα καθορίζει κατά πόσον επηρεάζεται η ακρίβειά του και η διακριτότητά του λόγω θορύβου. Το υλικό έχει αντληθεί αυτούσιο από την πηγή:

49 Αισθητήρες Λειτουργία Θερμοκρασιακά φαινόμενα: μεταβολή δυναμικού (φαινόμενο Seebeck), μεταβολή ταχύτητας κίνησης σωματιδίων, κλπ. Μαγνητικά φαινόμενα: άσκηση δυνάμεων σε σωματίδια (φαινόμενο Hall) Ηλεκτρικά φαινόμενα: άσκηση δυνάμεων σε σωματίδια, πόλωση σωματιδίων Χωρητικά φαινόμενα: μεταβολή χωρητικότητας ενός πυκνωτή

50 Αισθητήρες Εφαρμογές Στο πεδίο άντλησης της Bohai Ocean Oil στην Κίνα οι ισχυρές χιονοπτώσεις οδήγησαν το 1969 και το 1977 στην κατάρρευση δύο πλατφορμών. Από την δεκαετία του 1980 οι φορτίσεις παρακολουθούνται με συστήματα αισθητήρων. Η πλατφόρμα με ύψος jacket 24.7m είναι τοποθετημένη σε βάθος 18.2m. Το σύστημα περιλαμβάνει 259 αισθητήρες οπτικής ίνας, 178 αισθητήρες φθοριούχου πολυβινυλιδενίου, 16 επιταχυνσιόμετρα και ένα σύστημα επισκόπησης καιρικών συνθηκών Θέσεις αισθητήρων μοντέλου της πλατφόρμας CB32A. Περιλαμβάνει 7 αισθητήρες οπτικής ίνας και δύο επιταχυνσιόμετρα (Πηγή: Murawski et al. 2012)

51 Αισθητήρες Εφαρμογές Περιβαλλοντικά ζητήματα: Ακουστικοί αισθητήρες Αισθητήρες ανίχνευσης χημικής ρύπανσης Οπτικοί αισθητήρες ανίχνευσης αερίων υδρογονανθράκων Αυτόνομο υποβρύχιο όχημα (Autonomous Underwater Vehicle AUV) (Πηγή: Kongsberg 2011)

52 Αισθητήρες Εφαρμογές Εντοπισμός αγωγού με χρήση σόναρ (Πηγή: Kongsberg 2011) Έλεγχος αγωγού με χρήση κάμερας (Πηγή: Kongsberg 2011)

53 Αισθητήρες Εφαρμογές ιάταξη ακουστικών αισθητήρων σε υποθαλάσσιο περιβάλλον (Πηγή: Kongsberg 2011)

54 Βιβλιογραφία Ανώνυμος, (n.d.) Online: [Προσπέλαση: 12/06/2014] Θεοδώρου Αυτοματισμοί ΑΒΕΤΕ (2014). Τα BAR Codes με απλά λόγια, Online: [Προσπέλαση: 11/06/2014] Σταματούδη Αναστασία (2008). Τεχνολογία RFID και Έλεγχος Προσπέλασης με Βάση το Πλαίσιο, Μεταπτυχιακή ιπλωματική Εργασία, ΠΑ.ΜΑΚ. Ταμβάκης Παύλος (2010). Αποτίμηση κινδύνων με τη χρήση αυτοματοποιημένων μεθόδων επισκόπησης, Μεταπτυχιακή ιπλωματική Εργασία, Α.Π.Θ. KONGSBERG (2011). Environmental Monitoring Remote Sensing form Space to Subsea, IFEA Seminar, December 7, Stavanger, Norway MOTOROLA (2009). INDUSTRY BRIEF: RFID Solutions in the Oil & Gas Industry, Online: per/_static%20files/rfid_solutions_in_the_oil Gas_Industry.pdf, [Accessed at: 12/06/2014]

55 Βιβλιογραφία Murawski, L., Opoka, S., Majewska, K., Mieloszyk, M., Ostachowicz, W., and Weintrit, A. (2012). Investigations of Marine Safety Improvements by Structural Health Monitoring Systems, International Journal on Marine Navigation and Safety of Sea Transportation, 6(2), pp WIPRO Technologies (2005). Blending Oil with RFID, Online: [Accessed at: 12/06/2014] XERAFY (n.d.) RFID Implementation in the Oil & Gas Industry, Online: _Risk_Management_Audits_Oil_Gas-paws.pdf, [Accessed at: 12/06/2014]