روش های ساخت
کاربردهاي تکنولوژيRFID در صنعت ساخت و ساز
کاربردهاي تکنولوژيRFID در صنعت ساخت و ساز
صادق سليماني، عضو هيأت علمي دانشگاه آزاد واحد دماوند، Sulaimany@gmail.com
مهدي روانشادنيا، Ravanshadnia@yahoo.com
حسين رجايي، عضو هيأت علمي دانشگاه اميرکبير، rajaieh@aut.ac.ir
چکيده
عمق تأثيرات فناوري اطلاعات در جنبه‌هاي مختلف زندگي بشر، موفقيت کاربرد ابزارهاي مختلف اين فناوري در مديريت پروژه را نويد مي‌دهد. RFID که سرنام Radio Frequency IDentification است و به برچسب هوشمند معروف است، بيانگر سيستم‌هايي است که از امواج راديويي براي انتقال اطلاعات مربوط به هويت يک شيء استفاده مي‌کنند. پيشرفت‌هاي جديد RFID بسيار به ارزش و هوشمندي آن افزوده است و اين امر سبب فراگير شدن آن در زمينه‌هاي مختلف علمي و عملي شده است.
اين مقاله جنبه‌هاي مختلف کاربرد اين فناوري در مديريت پروژه‌هاي عمراني را مطرح نموده و به پتانسيل‌ها و موانع بالقوه‌ي آن را مورد بررسي و تحليل قرار داده است. در اين بررسي کاربردهايي مانند ردگيري و مکان‌يابي، مديريت زنجيره‌ي تأمين و لجستيک، ثبت تردد قطعات، کنترل کيفيت، کنترل عمليات اجرايي، مديريت نگهداري، ردگيري و ايمني کارگاه مورد توجه قرار گرفته است.
نويسندگان اين مقاله، براي اولين بار در ايران، توسعه و طراحي زيرساخت‌هاي کاربرد فناوري RFID در صنعت ساخت و ساز کشور را آغاز کرده‌اند.
1- مقدمه
RFID که سرنام Radio Frequency IDentification است و به برچسب هوشمند معروف است، بيانگر سيستم‌هايي است که از امواج راديويي براي انتقال اطلاعات مربوط به هويت يک شيء استفاده مي‌کنند.
در سيستم برچسب هوشمند تعدادي برچسب با اندازه‌ها و خصوصيت‌هاي متنوع داريم که بر اشيا يا موجودات مختلفي قرار مي‌گيرند و اطلاعاتي راجع به آنها براي ما فراهم مي‌کنند. اين برچسب‌ها محتوي ريز تراشه‌هاي الکترونيکي و آنتن‌هاي بسيار کوچکي هستند که انتقال اطلاعات ريزتراشه توسط آنتن مذکور انجام مي‌شود. اين برچسب‌ها علاوه بر گزارش وضعيت کنوني جاندار يا شيء مي‌توانند اطلاعات مختلفي در رابطه با آن را نگهداري کنند. اين برچسب‌ها را بر حسب نوع کاربرد و فن‌آوري مورد استفاده در ساخت، مي‌توان در فرکانس‌هاي مختلفي مورد استفاده قرار داد. جدول زير اشاره‌اي مختصر بر اين موضوع دارد.
جدول 1- کاربردها و محدوده‌هاي فرکانسي برچسب‌هاي RFID ] 7 [
|
رديف
|
گروه
|
محدوده باند
|
برد موثر (متر)
|
کاربرد عمده
|
|
1
|
فركانس پايين
(LF )
|
حدود 125 KHz
|
3/0
|
شناسايي قطعات غير فلزي، کنترل تردد افراد
|
|
2
|
فركانس بالا (HF )
|
حدود 56/13 MHz
|
1
|
شناسايي قطعات فلزي
|
|
3
|
باند UHF
|
45/2 GHZ تا 433 MHz
|
3-1
|
رديابي پالتها, کانتينرها, کاميونها، تريلرها و ساير ماشين‌الات
|
|
4
|
ماكروويو
|
300 GHz تا 45/2 GHz
|
از 2 متر به بالا
|
کنترل خودرو , مديريت زنجيره تأمين
|
گزارش‌گيري از اين برچسب‌ها با دستگاه‌هايي به نام Reader يا برچسب‌خوان انجام مي‌گيرد، که اين مورد نيز جزيي از هر سيستم RFID به شمار مي‌آيد. برچسب‌خوان‌ها نيز برحسب مشخصه‌هاي فني‌شان مي‌توانند در فواصل، دقت‌ها، محيط‌ها و شکل‌هاي مختلف کار کنند.
اطلاعات مربوط به برچسب‌ها که توسط برچسب‌خوان کسب مي‌شود، نياز به جمع‌آوري در قالب مناسب دارد که اين امر توسط يک برنامه‌ي مستقيماً مرتبط با برچسب‌خوان به نام ميان‌افزار[1] قابل انجام است. اکنون که اطلاعات فراهم شده و قالب مشخصي دارد مي‌توان از آن در سيستم‌ها و برنامه‌هاي متعدد سازمان استفاده نمود که در اشاره به کاربردهاي RFID به آنها پرداخته خواهد شد. در شکل 1 نمايي از اجزاي مختلف مرتبط با سيستم RFID نشان داده شده است.
شکل 1- اجزاي اصلي يک سيستم RFID
RFID در دنياي کنوني فناوري جديدي به حساب نمي‌آيد اما در سال‌هاي اخير کاربردهاي بسيار زيادي براي آن عرضه شده است که سبب شده است اکنون به عنوان يکي از پرکاربردترين زمينه‌ها در فناوري اطلاعات به شمار آيد.
برچسب هوشمند استفاده‌هاي مختلفي دارد و به خاطر ماهيت آن است که روز به روز بر استفاده‌هايش افزوده مي‌شود. برخي موارد استفاده‌ي آن عبارتند از ] 8 [ :
- انبارداري
- ردگيري کالا
- کنترل تردد
- حمل و نقل عمومي
- مديريت خط توليد
- مديريت زنجيره‌ي تأمين
- ردگيري اسناد
- کتابخانه‌ها
- فروشگاه‌ها
- پرداخت عوارض جاده‌اي
- · ...
البته استفاده از سخت‌افزار برچسب‌هاي هوشمند به تنهايي راهگشاي همه‌ي نيازهاي مشتري نيست، بلکه بايستي کارشناسان متخصصي جهت استفاده از امکانات بالقوه‌ي برچسب هوشمند براي موارد مختلف به کمک گرفته شوند. بدين ترتيب که ضمن انتخاب تجهيزات لازم (نوع، تعداد و ...) و نحوه‌‌ي استفاده‌ي عملي از آنها در محيط (قرارگيري، چيدمان و ...)، ايجاد نرم‌افزار مناسب براي بهره‌گيري از اطلاعات فراهم شده را نيز به انجام رسانند.
2- کاربردهاي RFID
پيشرفت‌هاي جديد RFID بسيار به ارزش و هوشمندي آن افزوده است و اين امر سبب فراگير شدن آن در زمينه‌هاي مختلف علمي و عملي شده است. نمونه‌هايي از کاربرد آن عبارتند از: حمل و نقل عمومي، ردگيري دارايي‌ها، مديريت زنجيره‌ي تأمين، ردگيري اسناد، پرداخت خودکار عوارض جاده‌اي، مديريت انبارها، کنترل تردد و استفاده‌هاي متعدد در زمينه‌هاي دولتي از قبيل پشتيباني لجستيکي، پست، مواد دارويي، پاسپورت الکترونيکي و .....
کاربردهاي رايج و عمده‌ي RFID در زندگي روزمره بيشتر در مواردي مانند فروشگاه‌هاي بزرگ، کتابخانه‌ها و کارت‌هاي کنترل تردد و حضور و غياب محل کار به چشم مي‌خورد اما غير از آن، صنايع متعدد ديگري نيز از مزاياي RFID بهره مي‌برند، که براي آشنايي با کاربردهاي RFID و همچنين براي ايده گرفتن از استفاده‌هاي آن در عمران و کارگاه‌هاي عمراني در ادامه به کاربردهاي RFID در ساير صنايع خواهيم پرداخت.
البته برخي ناگزيري‌ها نيز در بازار وجود دارند که براي دستيابي به آنها راهي بهتر از استفاده از RFID نيست، به خصوص که فشارهاي وارده از سازمان‌هاي بزرگ دنيا مسير را به استفاده از اين فن‌آوري سوق مي‌دهند. البته اين امر به واسطه‌ي سود‌آور بودن RFID در مقياس بزرگ است. با وجود اينکه هم‌اکنون RFID براي شرکت‌هاي کوچک نيز از بسياري جهات سودمند و به‌صرفه است اما پيش‌بيني‌ها سود آور بودن آن در بسياري از زمينه‌هاي ديگر در آينده‌ي نزديک را بسيار محتمل مي‌دانند.
جدول 2- برخي کاربردها و مزاياي حاصل شده در استفاده از RFID
|
استفاده
|
مزيت حاصل شده
|
|
خرده فروشي(فروشگاه‌ها)
|
کارايي، حمل و نقل، مديريت اموال، کنترل انبار
|
|
صنايع غذايي
|
ايمني، کنترل کيفيت، ردگيري و بازرسي، حمل و نقل
|
|
صنايع دفاعي
|
امنيت، پي‌گيري و رديابي، کارايي، مديريت تجهيزات، حمل و نقل
|
|
صنايع دارويي
|
شناسايي، جلوگيري از تقلب، سرقت، کنترل انبار، کنترل کيفيت
|
|
رفاه
|
شناسايي، مديريت اموال و تجهيزات، امنيت
|
|
خدمات پستي
|
پي‌گيري و ردگيري، کارايي، کنترل کيفيت
|
|
ردگيري محموله‌ها
|
پي‌گيري و ردگيري، کارايي، مديريت تجهيزات
|
|
فرودگاه
|
امنيت، کارايي
|
|
هواپيما
|
شماره قطعه، نگهداري، بازرسي، کنترل کيفيت
|
|
خودروها و وسايل نقليه
|
شماره قطعه، نگهداري، مديريت تجهيزات، ضد سرقت
|
|
کتابخانه‌ها
|
مديريت انبار، کارايي، خدمات
|
|
حيوانات
|
ايمني غذايي، ردگيري و پي‌گيري
|
|
رويدادهاي ورزشي
|
شناسايي، امنيت، خدمات
|
تشابهات بسياري در صنايع مختلف وجود دارد که سبب خواهد شد که بتوان يک رويکرد را با کمي تغيير به ساير زمينه‌ها نيز اعمال کرد و اين امر سبب صرفه‌جويي زيادي در هزينه‌ها براي شرکت راه‌انداز پس از شروع به کار خواهد شد.
برخي موارد را نيز دولت‌ها به صورت اجباري در مي‌آورند و راه را براي استفاده‌ي ساير فن‌آوري‌ها خواهند بست، از آن جمله مي‌توان به استفاده در زمينه‌هايي مانند کارت شناسايي ملي، کارت مرتبط با سهميه‌ي بندي بنزين، انواع کارت‌هاي حضور و غياب سازمان‌ها بيان نمود.
با توجه به موارد ذکر شده در جدول پيشين به نظر مي‌رسد که مشتريان عمده‌ي محصولات RFID دست‌کم در بازه‌ي زماني کنوني، بيشتر سازمان‌ها و شرکت‌ها هستند و افراد را کمتر مي‌توان در اين زمينه به حساب آورد.
همچنين بر اساس عدم درک صحيح بيشتر تمرکز بازار بر استفاده از سخت‌افزار RFID است و ارجاعات کمتري براي راه‌کارهاي جامع[2] وجود دارد.
محرزترين مواردي که اکنون در جامعه‌ي ايران از RFID استفاده مي‌شود و در بين آحاد آن صنف نيز جا باز نموده است، عبارتند از کتابخانه‌ها و کنترل تردد افراد.
حجم مورد نياز بازار در زمينه‌ي RFID به سادگي قابل ارزيابي نيست اما از نکات کليدي درگير در آن مي‌توان به نياز سازمان‌ها به خودکار نمودن فعاليت‌ها، پاسخگو نبودن نرم‌افزارهاي قديمي، آگاهي پيدا کردن سازمان از قابليت‌هاي جديد و ... اشاره نمود، که به طور خلاصه مي‌توان به فراگيري شدن فرهنگ استفاده از برچسب‌هاي هوشمند اشاره کرد، که امري است که به تدريج در حال روي دادن است اما بي‌شک به زمان نياز خواهد داشت.
3- کاربردهاي RFID در صنعت ساخت و ساز
پيشرفت‌هاي فناوري‌هاي اطلاعات و ارتباطات، به محصولات هوشمند[3] قادر به ارتباط در مکان‌ها، جهت‌ها و شرايط مختلف، منجر خواهد شد. تراشه‌هاي RFID ارائه دهنده‌ي نسل اول دستگاه‌هاي ارتباطي ارزان با قابليت به کارگيري در هر محصولي هستند. روند نزولي بهاي ارتباطات و پردازش داده محيط ساخت و ساز را هوشمندتر و بارورتر خواهد ساخت و بنابراين روبرو شدن با چالش‌ها و انتظارات و تغيير نيازها ساده‌تر خواهد شد ] 1 [ .
برخي الزاماتي که هم‌اکنون در عمران وجود دارند و نياز به استفاده از RFID را برجسته مي‌نمايند، عبارتند از:
- ردگيري و مکان‌يابي: قطعات[4]، وسايل نقليه، تجهيزات و ...
- افزايش کارايي در مديريت زنجيره‌ي تأمين و لجستيک، به ويژه در مورد مصالح و قطعاتي که خارج از کارگاه توليد مي‌شوند.
- شماره شناسايي براي محصولات که سبب استفاده از قطعات و ابزارهاي درست خواهد شد
- نگهداري سيستم‌هاي خدماتي
- ثبت رد قطعات
بر اين اساس، برخي کاربردهاي کنوني براي RFID در ساخت و ساز و کارگاه‌هاي عمراني عبارتند از:
- توليد: رديابي محصول از زمان توليد تا استفاده در کارگاه در موقعيت‌هاي مختلف (مثل فرايند توليد تا مصرف بتن که در شکل 2 نمونه‌اي از آن نشان داده شده است.) ] 6 [
- کنترل کيفيت: در خلال توليد، تحويل و فرآيند ساخت ] 4 [
- کنترل عمليات اجرايي: بهينه‌سازي جريان و فرآيندهاي ساخت
- کنترل دسترسي: قراردهي تجهيزات RFID در ورودي‌ها و کنترل انبار ] 4 [
- مديريت نگهداري: تسهيل فرايند بازرسي‌هاي دوره‌اي ماشين آلات و ابزارهاي کنترلي
- ردگيري و سنجش: در زمينه‌ي کارکرد ماشين‌آلات و تجهيزات اجاره‌ايي و ثبت خدمات تجهيزات کارگاهي ] 5 [
- ايمني : ايمني عمليات اجرايي ] 3 [
- امنيت: کنترل اقلام ارزشمند، جلوگيري از سرقت و تشخيص قطعات تقلبي
- مديريت موجودي‌ها: مکان‌يابي تجهيزات در کارگاه عمراني يا ساير مکان‌هاي ساخت و ساز
که از اين کاربردها برخي هنوز در حالت آزمايشي هستند، بعضي راه‌کارهاي خاص منظوره‌اند و برخي ديگر بهينه شده‌اند و تعدادي اجرايي شده‌اند. همچنين براي يکپارچه‌‌سازي راه‌کارهاي مربوطه، همرا با ساير سيستم‌هاي موجود در کارگاه‌هاي عمراني يا در سيستم برنامه‌ريزي منابع سازمان[5]، تلاش بيشتري براي بهره‌گيري از مزاياي بيشتر لازم است.
شکل 2- کنترل تردد تراک ميکسر و عمليات بتني
هر يک از موارد فوق مشتمل بر جزييات و زير کاربردهاي فراواني است، به عنوان مثال مديريت موجودي انبار شامل مزايايي چون کاهش سطح موجودي انبار به ميزان مطمئن، جلوگيري از اتمام قطعات موجود، به جريان انداختن سريع تر و دقيق تر قطعات، کاهش قيمت سفارشات فوري و پر هزينه، جلوگيري از گم شدن قطعات در داخل انبار (قطعات گم شده در داخل انبار فضاي انبار را اشغال کرده و تنها در زمان انبار داري مي توان متوجه وجود آنها شد و عدم نياز به انبارداري دستي است.
4- مشکلات فراروي
ماهيت ساختاري پروژه‌هاي صنايع عمراني عامل مهمي است که بايد در به‌کارگيري و پياده‌سازي ICT در عمران مد نظر داشت. آموزش، استانداردهاي متنوع، تغييرات سريع فناوري و نقش سنتي[6] اعضاي تيم پروژه در صنعت، همگي بر انتظارات و توانايي‌هاي به‌کارگيري راه‌کارهاي ICT در حوزه‌ي عمران تأثير گذارند. برخي موانع استفاده از RFID که توجه به آنها سبب کاهش ريسک و انجام پروژه‌هاي موفق‌تر خواهد شد، عبارتند از:
- پراکندگي
- نبود عامل غالب براي اجبار به استفاده از RFID
- تبادل اطلاعات بين پروژه‌هاي عمراني اصولاً بين سايرين است تا مشتريان و بنابراين از لحاظ قراردادي کنترل نشده است
- همه‌ي عوامل[7] همزمان که با سازمان در ارتباط هستند با با وظايف بيشمار ديگري نيز درگيرند، همچنين در همان زمان در سايت‌هاي متنوعي نيز مي‌باشند
- صنعت بيشتر مبتني بر پروژه است که اين امر بر انگيزه‌ها، حسابداري و ... نيز تأثيرگذار خواهد بود، هر راهکار ICT بايد قابليت پياده‌سازي و تطابق براي يکي از پروژه همه‌ي يا جمع کثيري از شرکا را داشته باشد
- روابط تجاري موقت يا کوتاه مدت، يعني ممکن است همکاران سازماني ديگر در هيچ پروژه‌اي با هم همکاري نکنند
- فقدان استاندارد فراگير در سطح صنعت براي طراحي عناصر
- فقدان استاندارد جامع ICT در زمينه‌ي ساخت و ساز براي مثال در زمينه‌ي تبادل اطلاعات ] 4 [
- انبوه مصالح و تجهيزات فلزي که کاربرد فناوري‌هاي جديدتر RFID را ضروري مي‌سازد.
افراد و شرکت‌هاي تيم‌هاي عمراني، هر يک مهارت‌هاي انحصاري، دانش و منابع خود را که مشتمل بر نرم‌افزارهاي کاربردي و انحصاري است عرضه خواهند نمود. راه‌کارهاي ICT که در صنعت ساخت و ساز استفاده مي‌شوند بيشتر تمايل به تثبيت دارند تا باز بمانند، همچنين عدم پشتيباني به کرات در آنها به چشم مي‌خورد. اين راه‌کارها معمولاً نسبت به شرکت‌هاي کوچک يا متوسط داراي قيمت بالايي هستند و محدوديت‌هايي براي ارتقاي سخت‌افزاري و نرم‌افزاري به دنبال دارند. همچنين براي راه‌کارهاي تطابق يافته‌‌ي تکنولوژيکي نيز به نوعي سازمان‌دهي براي استفاده نياز است.
5- نتيجه‌گيري
از تهديدهاي بالقوه‌ي کاربرد RFID در صنعت ساخت و ساز، مي‌توان به موارد زير اشاره کرد:
- بازار پراکنده براي کاربردهاي مختلف صنعت ساخت و ساز
- ريسک‌هاي منحصر به فرد در کارکرد تجهيزات عمراني
- فقدان اجماع در مورد کاربردهاي آن
- فقدان استانداردي بين‌المللي و فراگير
با اين‌حال، پيش‌بيني مي‌شود کاربردهاي زير در آينده در صنعت ساخت و ساز به عنوان کاربردهاي عمومي در کارگاه‌هاي عمراني مطرح گردد:
- افزايش کارايي مديريت انبار: انبار کالا، کشف سرقت، کنترل موجودي و برنامه‌ريزي سفارشات
- مديريت زنجيره‌ي تأمين و لجستيک: راه‌کارهاي يکپارچه‌‌ي مؤثر بر تمام جنبه‌هاي مديريت زنجيره‌ي تأمين
- برنامه‌ريزي و کنترل: دريافت به موقع مصالح، ابزارآلات و تجهيزات
- مديريت هوشمند کارگاه: اتوماسيون عمليات کنترلي و تصميم‌سازي، بازرسي‌هاي هوشمند کارگاهي، کنترل پيمانکاران جزء و مديريت کارايي و وضعيت تجهيزات کارگاه
- بازيافت: استفاده‌ي مجدد از زباله‌هاي ساختماني با تدوين ضوابط و مديريت جابجايي آنها از روش‌هاي کارآمد
- ردگيري مصالح توده‌ايي: مصالح توده‌ايي مانند شن و ماسه، سيمان
- سيستم‌هاي هشدار دهنده
مراجع
[1] E-CORE - Strategy for Construction RTD", European Construction Research Network - ECCREDI - May 2005
[2] Edward J. Jaselskis, Tarek El-Misalami (2003), Implementing Radio Frequency Identification in the Construction Process, ASCE, Journal of Construction Engineering and Management, Vol. 129, No. 6
[3] Esin Ergen1; Burcu Akinci2; Bill East3; and Jeff Kirby (2007), Tracking Components and Maintenance History within a
Facility Utilizing Radio Frequency Identification Technology, ASCE,Journal of Computing in Civil Engineering, Vol. 21, No.
[4] Robert Wing (2006),RFID APPLICATIONS IN CONSTRUCTION AND FACILITIES MANAGEMENT, Journal of IT in construction, Vol. 11, pg. 711
[5] Jongchul Song; Carl T. Haas; Carlos H. Caldas (2006), Tracking the Location of Materials on Construction Job Sites, ASCE, Journal of Construction Engineering and Management, Vol. 132, No. 9
[6] Jaselskis and et al (1995), Radio-Frequency Identification Applications in Construction Industry, ASCE, Journal of Construction Engineering and Management, Vol. 121, No. 2
[7] RFID Handbook: Fundamentals and Applications in Contactless Smart Cards and
Identification,Second Edition ،Klaus FinkenzellerCopyright 2003 John Wiley & Sons, Ltd.
[8] RFID Technology Overview, Smart Border Alliance RFID Feasibility Study Final Report, Available at:www.dhs.gov/xlibrary/assets/foia/US-VISIT_RFIDattachD.pdf
آرشيو مطالب...