ÁNGELA ROCÍO RESTREPO RODRÍGUEZ

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1 DISEÑO DE LA METODOLOGÍA PARA EL DIAGNÓSTICO E IMPLEMENTACIÓN DE SISTEMAS DE CODIFICACIÓN ELECTRÓNICA DE PRODUCTOS MEDIANTE RADIOFRECUENCIA EN CENTROS DE DISTRIBUCIÓN ÁNGELA ROCÍO RESTREPO RODRÍGUEZ UNIVERSIDAD DE LA SABANA ESPECIALIZACIÓN EN GERENCIA DE PRODUCCIÓN Y OPERACIONES CHÍA

2 DISEÑO DE LA METODOLOGÍA PARA EL DIAGNÓSTICO E IMPLEMENTACIÓN DE SISTEMAS DE CODIFICACIÓN ELECTRÓNICA DE PRODUCTOS MEDIANTE RADIOFRECUENCIA EN CENTROS DE DISTRIBUCIÓN ÁNGELA ROCÍO RESTREPO RODRÍGUEZ TRABAJO DE GRADO PARA OPTAR POR EL TITULO DE ESPECIALISTA EN GERENCIA DE PRODUCCIÓN Y OPERACIONES ASESOR Dr. GONZÁLO RODRÍGUEZ UNIVERSIDAD DE LA SABANA ESPECIALIZACIÓN EN GERENCIA DE PRODUCCIÓN Y OPERACIONES CHÍA

3 CONTENIDO pág. 1. TEMA JUSTIFICACIÓN Y ALCANCE OBJETIVOS OBJETIVO GENERAL OBJETIVOS ESPECÍFICOS METODOLOGÍA FUNDAMENTACIÓN TEÓRICA TECNOLOGÍA EPC Código Electrónico de Producto EPC HARDWARE TAGS Componentes de un Tag Fuente de Energía Frecuencia Impresión y Codificación de Tags DISPOSITIVOS DE LECTURA- ESCRITURA SOFTWARE MIDDLEWARE 31 3

4 7.2 SERVICIO DE INFORMACIÓN EPC EPCIS SERVICIO DE NOMINACIÓN DE OBJETOS (ONS) SERVIDOR DISCOVERY COSTOS COSTOS INICIALES COSTOS PERIÓDICOS CURVA DE SENSIBILIDAD AL PRECIO PARA RFID COSTOS GLOBALES DE IMPLEMENTACIÓN DEL SISTEMA RFID COSTOS DEL SW Y HW Costos de Etiquetas y Lectores Middleware y Servidores Aplicaciones de la Compañía Integradores en el proceso de instalación FORTALEZAS RECEPCIÓN DE PRODUCTOS SISTEMA DE ALMACENAMIENTO PREPARACIÓN DE PEDIDOS MANEJO DE INVENTARIOS REDUCCIÓN DE AGOTADOS DISMINUCIÓN DE COSTOS DE OPERACIÓN DEL ALMACÉN AUTOMONITOREO DE PRODUCTOS REDUCCIÓN DE ROBOS SEGUIMIENTO DE LOS RECURSOS REUTILIZABLES 53 4

5 9.10 RECICLADO MÁS EFICIENTE INFORMACIÓN PARA MERCADEO Y DESARROLLO MEJORA DE LA CALIDAD DEL SERVICIO AL CLIENTE SEGURIDAD DEL SISTEMA FACILIDAD DE UTILIZACIÓN DURABILIDAD DEBILIDADES DURACIÓN DE LAS ETIQUETAS MODIFICACIÓN DE INFORMACIÓN DE LAS ETIQUETAS Manipulación Física Modificación Digital PROBLEMAS DE PRIVACIDAD EN LA INFORMACIÓN ESTÁNDARES INDUSTRIALES INTERFERENCIAS GESTIÓN DE LA INFORMACIÓN INTEGRACIÓN DEL SOFTWARE SISTEMAS DE CÓDIGOS DE BARRAS COSTOS CAMBIOS ORGANIZACIONALES ESTÁNDARES Y REGULACIONES Un depósito de datos por cada socio comercial Un solo depósito de datos a nivel global IMPLICACIONES LEGALES, SOCIALES Y AMBIENTALES 67 5

6 13. ESTADO ACTUAL DEL MERCADO COLOMBIANO PILOTOS REALIZADOS EN COLOMBIA Almacenes Éxito y Compañía de Galletas Noel Off Corss Familia Sancela DIAGNÓSTICO PARA LA IMPLEMENTACIÓN DEL SISTEMA RFID METODOLOGÍA PARA LA IMPLEMENTACIÓN DEL SISTEMA RFID INVESTIGACIÓN EXPERIMENTACIÓN EVALUACIÓN PILOTO ADOPCIÓN SOCIOS ESTRATÉGICOS Auto-ID Center Auto-ID Labs EPCglobal EAN & UCC Las Organizaciones Miembro de EAN La Iniciativa de Comercio Mundial (GCI) CONCLUSIONES 89 BIBLIOGRAFÍA 93 6

7 LISTA DE TABLAS pág. Tabla 1. Código de Barras vs. RFID - EPC 20 Tabla 2. Clasificación de Tags según EPC 25 Tabla 3. Rangos de Frecuencia utilizados en la RFID 26 Tabla 4. Áreas potenciales para la obtención de beneficios a partir de la RFID 36 Tabla 5. Rangos de frecuencias permitidas en Latino América 65 Tabla 6. Algunas fases de la Implementación en un Centro de Distribución 86 7

8 LISTA DE FIGURAS pág. Figura 1. Estructura básica de un Sistema de RFID 19 Figura 2. Información Estática Vs. Dinámica 21 Figura 3. Código EAN Vs. Código EPC 22 Figura 4. Componentes de un Tag 23 Figura 5. Impresoras de Tags 28 Figura 6. Ejemplos de Lectores 30 Figura 7. Software Middleware 32 Figura 8. Servicio de Información EPCIS 32 Figura 9. Servicio de Nominación de Objetos ONS 33 Figura 10. Costo de las etiquetas Vs. Rendimiento de la RFID. 39 Figura 11. Curva de Sensibilidad al precio para los Tags 40 Figura 12. Beneficios acumulados en los diferentes niveles de etiquetado 80 8

9 GLOSARIO ALGORITMO: es un conjunto ordenado y finito de operaciones que permite hallar la solución de un problema. Su importancia radica en mostrar la manera de llevar a cabo procesos y resolver problemas matemáticos. ANTICOLISIÓN: protocolo que permite leer varias tarjetas al mismo tiempo sin distorsionar la información, para ello utiliza algoritmos de multiplexación por división de tiempos. ARQUITECTURA: la forma en que los componentes de un sistema complejo se ajustan. AUTENTICACIÓN: mecanismo que permite al receptor de una transmisión electrónica verificar el remitente y la integridad del contenido de la transmisión a través del uso de una clave electrónica o algoritmo compartido por usuarios. AUTO-ID CENTER: programa creado en octubre de 1999 por el UCC (Uniform Code Council), el MIT (Massachusetts Institute of Technology), Procter & Gamble y Gillette. Fue reemplazado en el 2003 por el Auto-ID Labs que es una entidad académica contratada para investigar y desarrollar tecnologías y aplicaciones de la red EPCglobal en conjunto con otras cinco universidades de investigación en el mundo: la Universidad de Cambridge en el Reino Unido, la Universidad de Adelaida en Australia, la Universidad Keio en Tokio, Japón, la Universidad Fundan en Shangai, China, y la Universidad de St. Gallen en Suiza. BIT: Binary Digit - Dígito Binario. Unidad elemental de información digital que puede tomar dos estados distintos, 1 ó 0. Por ejemplo 96 bits corresponden a una cadena de 96 unos y ceros. CÓDIGO DE BARRAS: serie alternada de barras y espacios impresos o estampados sobre partes, contenedores, etiquetas, u otro medio, representando información codificada que puede ser analizada por lectores electrónicos. DECODIFICACIÓN: proceso que permite transformar letras y cantidades en unos y ceros para que puedan ser leídos por los sistemas de computación. DNS: Domine Name Service - Servicio de Nombre de Dominio. Servicio utilizado en Internet para ayudar a la red a dirigir la información a los computadores adecuados. 9

10 ENCRIPCIÓN: proceso que usa algoritmos matemáticos y una clave para transformar datos en un formato ilegible (llamado hipertexto). Quien recibe debe usar la clave asignada inicialmente para restaurar los datos en su contenido original. Se protegen los datos transportados de poder ser vistos y entendidos en el viaje de un extremo a otro de la conexión. EAN INTERNATIONAL: European Article Numbering. Organización, líder mundial especializada en identificación y comercio electrónico, que administra y proporciona estándares para la identificación única e inequívoca de productos, unidades de transporte, bienes y localizaciones. EPC: Electronic Product Code - Código Electrónico de Producto. Número único que identifica un ítem u objeto a nivel mundial. EPCGLOBAL NETWORK: red constituida por una serie de servidores que coordina el flujo de información entre almacenes, operaciones, fábricas y puntos de venta. Es una empresa conjunta (join venture) entre EAN International y UCC (Uniform Code Council) que se encargan de crear y mantener los estándares y comercializar la tecnología RFID. EPCIS: EPC Information Services. Es una base de datos que permite el intercambio de información entre los usuarios de la red EPCglobal Network en tiempo real. ETHERNET: es un tipo de cableado y especificaciones de señalización de red, originalmente desarrollado por Xerox a fines de la década de los 70 s. Determina la forma en que los puertos de la red envían y reciben datos sobre un medio físico compartido. FRECUENCIA: el número de repeticiones de una onda completa en un segundo. Un Hz equivale a una onda completa en un segundo. GDSN: Global Data Synchronization Network. Red mundial que asegura la calidad de la información estática de las entidades comerciales y los grupos de productos/servicios. GLN: Global Localization Number - Número de Localización Mundial perteneciente a la red GDSN. Es el identificador del sistema EAN.UCC para las entidades comerciales (depósitos, centros de fabricación, almacenes, oficinas de ventas, etc.). GTIN: Global Trade Identification Number - Número de Identificación Comercial Mundial perteneciente a la red GDSN. Es el identificador del sistema EAN.UCC para los artículos comerciales, incluyendo productos y servicios. 10

11 HW: Hardware. Conjunto de dispositivos físicos que soportan el manejo de determinada tecnología. IAC: Instituto Colombiano de Automatización Comercial. Actualmente GS1 Colombia. IP: Internet Protocol - Protocolo de Internet. Es la dirección estándar que identifica un equipo que está conectado a Internet. Está formada por cuatro grupos de números, del 0 al 255, separados por puntos; por ejemplo ÍTEM: cualquier parte única manufacturada o comprada (artículo). LAN: Local Area Network - Red de Área Local. Es un sistema de comunicación entre computadoras que permite compartir información, con la característica de que la distancia entre las computadoras debe ser pequeña. Estas redes son usadas para la interconexión de computadores personales y estaciones de trabajo. MERMA: depreciación por pérdida de material que se produce en mercancías de toda clase transportadas o almacenadas. MICROCHIP: es un diminuto artefacto de silicón con varios circuitos internos encargados de realizar determinadas funciones en conjunto. Sirve para almacenar información y/o instrucciones para cumplir con dichas funciones. Pueden realizar millones de operaciones en una centésima de segundo. MIDDLEWARE: software que actúa como sistema nervioso de la red, encargado de la administración y movimiento de los flujos de datos EPC. MIT: Massachusetts Institute of Technology - Instituto Tecnológico de Massachusetts. MULTIPLEXACIÓN: es la combinación de dos o más canales de información en un solo medio de transmisión usando un dispositivo llamado multiplexor. ONS: Object Name Service - Servicio de red automático (servidor) que permite que un computador pueda acceder a un sitio en la WWW (World Wide Web). Sistema para buscar EPCs únicos y dirigir los computadores hacia la información sobre el artículo asociado con el código. PALLET: estiba. Plataforma horizontal, generalmente de madera, metal o fibra, que permite el ensamble, almacenaje, manipulación y transporte de materiales y/o productos en una unidad de carga. 11

12 PDA: Personal Digital Assistant - Asistente Personal Digital. Dispositivo de mano pequeño y móvil, que proporciona almacenamiento de información y capacidad de recuperación de dicha información para uso personal o comercial. PML: Physical Markup Language - Lenguaje de Marcado Físico. Lenguaje con un formato de datos estandarizado utilizado para describir procesos, sistemas, objetos físicos o entornos asociados con un objeto de manera que dicha información pueda ser interpretada por los computadores. Se basa en el lenguaje de comunicación denominado XML (Lenguaje de Marcado Extensible). PROTOCOLO: conjunto de normas y estándares para la comunicación que determinan el contenido y el formato de un mensaje, permitiendo la uniformidad en las comunicaciones. RFID: Radio Frequency Identification - Identificación por Radiofrecuencia. Método para identificar artículos únicos utilizando ondas de radio. ROI: Return of Investment Retorno sobre la Inversión. Medida financiera del beneficio proveniente de una Inversión. Usualmente es expresada como un porcentaje de ganancias producidas por un activo con respecto al dinero invertido en el mismo. RTLS: Real Time Localization System - Sistema de Identificación en tiempo real. Es una RFID activa. SERVIDOR: equipo que proporciona acceso a los archivos y a otros recursos que también forman parte de la red. SKU: Stock Kept Unit - Unidad de Almacenamiento. Identificación de un producto particular que permite que se le haga un seguimiento, en especial, un tamaño, color, sabor o empaque individual de un producto que requiere un número de código separado para distinguirlo de otros productos. SW: Software. Programas de computador que soportan el manejo de determinada tecnología. TAG: dispositivo de almacenamiento del EPC. UCC - UNIFORM CODE COUNCIL, INC: organización miembro estadounidense de EAN International. Administra conjuntamente el sistema EAN.UCC y también es un socio que administra la organización EPCglobal. 12

13 URL: o dirección de Internet. Es lo que se debe escribir para acceder a una página determinada. Una dirección de Internet está formada por cuatro elementos: el protocolo para obtener acceso al recurso, como el tipo de servidor (www); el nombre del servidor (Colombia) y un sufijo (.com) http.// USB: Universal Serial Bus. Es un pequeño dispositivo de almacenamiento que utiliza memoria flash (memoria que permite que múltiples posiciones de memoria sean escritas o borradas en una misma operación de programación mediante impulsos eléctricos) para guardar la información sin necesidad de baterías. Wi-Fi: Wireless-Fidelity. Conjunto de estándares para redes inalámbricas basados en las especificaciones IEEE. Fue creado para ser utilizado en redes locales inalámbricas, en la actualidad se utiliza también para acceder a Internet. WMS: Warehouse Management System - Sistema de Gestión de Almacenes. WWW: World Wide Web - Red Mundial. Multimedia que se extiende por el mundo y que permite al usuario navegar a través de cantidades de información. La Web combina texto, fotos, sonido y animaciones. XML: Extensible Markup Language Lenguaje de Marcado Extensible. Es en realidad un metalenguaje (lenguaje que sirve para describir otros lenguajes) que está diseñado para mejorar la funcionalidad de la Web proporcionando una identificación de información más flexible y adaptable, de manera que pueda ser utilizada por diferentes computadores, independientemente de sus sistemas operativos. 13

14 1. TEMA Estudio de la tecnología para la identificación electrónica de productos por medio de radiofrecuencia y elaboración de un plan general para la implementación de dicho sistema en centros de distribución. 14

15 2. JUSTIFICACIÓN Y ALCANCE En la actualidad las expectativas por parte de los consumidores en cuanto a calidad, variedad, precio, oportunidad y servicio al cliente entro otros, han venido creciendo en mayor escala que las capacidades instaladas de las empresas para cumplir con dichos requerimientos. Lo anterior ha generado que las empresas tengan que responder con mayor velocidad y por ende se hallan tenido que reducir los tiempos en toda la cadena de abastecimiento, para lo cual las tecnologías de identificación por radiofrecuencia son una herramienta útil para abonar a parte de la solución. El RFID Journal informó que para finales del 2006 la cadena de almacenes más grande del mundo, Wal-Mart, ya exigía el uso de Tags a todos sus proveedores. Aunque en Colombia esta tecnología ya se está usando en cadenas de almacenes y otras industrias, se hace evidente el estudio y establecimiento de procesos que permitan no solo a las grandes empresas, sino también a las medianas y pequeñas tener acceso a dichas tecnologías. Por lo cual la Investigación se centrará en analizar las implicaciones tecnológicas SW (Software. Programas de computador que soportan el manejo de determinada tecnología) y HW (Hardware. Conjunto de dispositivos físicos que soportan el manejo de determinada tecnología), económicas, sociales, ambientales y legales en el establecimiento de los Sistemas de Identificación por Radiofrecuencia - RFID. Con la anterior información y teniendo claro el sistema, se investigará que empresas en Colombia están usando este sistema o por lo menos lo están implementando y en lo posible obtener información acerca de esta implementación. 15

16 3. OBJETIVOS 3.1 OBJETIVO GENERAL Diseñar una metodología para el diagnóstico e implementación de proyectos de identificación electrónica de productos por radiofrecuencia, aplicable a los centros de distribución. 3.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS Investigar la teoría de los sistemas de identificación por radiofrecuencia, identificando las debilidades y fortalezas y las implicaciones ambientales y legales en el montaje de este sistema. Elaborar un plan que incluya los principales requerimientos de Software y Hardware para la implementación de tecnologías RFID y el rango de costos de los mismos. Determinar el estado actual del mercado colombiano en cuanto a los sistemas de identificación por radiofrecuencia. Construir un modelo general que permita, con base en los requerimientos del cliente, determinar la necesidad o no de la implantación de la tecnología RFID. Generar la metodología que permita el diagnóstico y la implementación de los sistemas de identificación por radiofrecuencia aplicable a los centros de distribución. 16

17 4. METODOLOGÍA Al ser éste un proyecto netamente de investigación, la metodología tendrá su base en la recolección de información para su posterior análisis. El primer paso a seguir, teniendo en cuenta los objetivos y su orden lógico de realización, será la recopilación de la información, la cual se obtendrá básicamente de Internet (donde se encuentran datos más actualizados, lo cual es muy pertinente para este tema de tecnología que está avanzando constantemente) y de los organismos que manejan esta información en Colombia, como lo es GS1 Colombia (anteriormente IAC Colombia) y en lo posible las empresas que lo estén implementando. La recopilación de la información, se iniciará con una descripción de lo que significa un sistema de identificación por radiofrecuencia, sus diferentes aplicaciones, determinación general del software y hardware utilizado, las fortalezas y debilidades de este sistema y las implicaciones legales y ambientales de su implantación. Ya conociendo el SW y HW utilizado en este tipo de tecnología, se procederá a determinar más específicamente los requerimientos de estos para los centros de distribución y el rango de costos de esta infraestructura. Finalmente con esta información se generará una metodología que permita el diagnóstico y la implementación de los sistemas de identificación por radiofrecuencia para los centros de distribución. 17

18 5. FUNDAMENTACIÓN TEÓRICA Radiofrecuencia es un término genérico para denotar todas las tecnologías que usan como principio ondas de radio de baja potencia para intercambiar datos e identificar productos de forma inalámbrica; esta tecnología fue introducida por los aliados durante la segunda guerra mundial (años 60 s) quienes identificaban aviones enemigos enviando señales de radiofrecuencia. Sin embargo a finales de los 70 s, marcar con etiquetas de radiofrecuencia al ganado de Europa, se convirtió en el uso comercial más temprano de esta tecnología. La tecnología RFID permite identificar, detectar y gestionar de manera confiable, flexible y rápida todos los productos que viajan a través de la cadena de abastecimiento (desde la adquisición de la materia prima, hasta la venta al consumidor), permitiendo así incrementar la eficiencia y disminuir los costos. Los datos transmitidos por la etiqueta pueden proporcionar diversa información sobre la identificación, localización, seguimiento, precio, color y fecha de compra entre muchos otros. La tecnología de RFID consiste en la emisión de señales, específicamente ondas de radio, por parte de unos dispositivos de lectura/escritura llamados Lectores (Readers), estas son captadas por las antenas de unas etiquetas especiales denominadas Tags (Transponder), que a su vez emiten la información solicitada por los lectores y reciben la señal del tag (dispositivo de almacenamiento del EPC) a través de su antena, la decodifican (proceso que permite transformar letras y cantidades en unos y ceros para que puedan ser leídos por los sistemas de computación) y transfieren los datos a un Servidor (Computer) que es un equipo que proporciona acceso a los archivos y a otros recursos que también forman parte de la red; creándose así un canal de comunicación que permite un flujo de información determinado previamente. Para que se lleve a cabo dicha comunicación, tanto el tag como el lector deben estar programados para trabajar a la misma frecuencia (número de repeticiones de una onda completa en un segundo). A continuación de muestra la estructura básica de un sistema RFID, compuesto por la etiqueta (tag), el lector (reader) y el computador (servidor). 18

19 Figura 1. Estructura básica de un Sistema de RFID Fuente: The AIM (Association for Automatic Identification and mobility). Technologies: RFID / What is RFID. [online]. sine loco. s.n. vs. Available from Internet: < Podría decirse que la RFID es la tecnología siguiente al código de barras, que ha sido en la última década el método de codificación por excelencia. En este momento la tecnología de los códigos de barras está totalmente desarrollada y en general se comprende bien. Las etiquetas de los códigos de barras son económicas, de uso extenso y con base en normas abiertas, pero requieren línea de vista, son de uso restringido porque los datos son limitados y estáticos y se presentan problemas cuando la calidad de impresión no es uniforme. Las etiquetas de identificación por frecuencia de radio no requieren de una línea de vista, disponen de un rango de lectura más extenso, permiten el cambio de los datos almacenados, brindan mayor información acerca del contenido de un empaque y tienen un rendimiento superior en condiciones físicas adversas. El volumen de datos que proporcionan las etiquetas RFID puede lograr un conocimiento operativo superior y una mejor visibilidad de la cadena de suministro. Sin embargo, la tecnología RFID es más cara, las normas de la identificación por frecuencia de radio están aún en desarrollo; y las limitaciones físicas, tales como las interferencias, pueden afectar el rendimiento de este tipo de identificación. Además por el volumen de información que se puede llegar a manejar en el sistema RFID, puede convertirse en una carga para las redes y los sistemas centrales ya existentes. A continuación se presenta una tabla resumen con las principales características que las diferencian: 19

20 Tabla 1. Código de Barras vs. RFID - EPC CÓDIGO DE BARRAS Cada aplicación y/ o tipo de empaque requiere diferentes estructuras de datos y simbologías La información adicional siempre debe estar impresa sobre la superficie del objeto identificado La captura de un código de barras siempre requiere línea de vista Los datos que se accesan, siempre hacen referencia a base de datos locales Su aplicación no es muy amplia en procesos de manufactura RFID EPC Cualquier objeto físico será identificado de la misma forma La información adicional relacionada con el producto no deberá estar contenida en el tag La transmisión de información contenida en los tags se realiza de forma inalámbrica La información que se accesa, se encontrará en bases de datos globales Posee amplias aplicaciones a nivel de procesos de manufactura Fuente: VEGA, Daniel. GS1 Colombia. Sistema EPC (Código Electrónico de Producto). En busca de la Eficiencia [en línea]. Seminario. Bogotá (Colombia), Octubre de Slide TECNOLOGÍA EPC En el año 2000 científicos de los laboratorios Auto ID Center, tenían una visión más ambiciosa para RFID: catalogar e identificar cada objeto del mundo y de allí surgió la tecnología EPC Electronic Product Code (Código Electrónico de Producto - Número único que identifica un ítem u objeto a nivel mundial) que es un estándar para el seguimiento y autenticación (mecanismo que permite al receptor de una transmisión electrónica verificar el remitente y la integridad del contenido de la transmisión a través del uso de una clave electrónica o algoritmo compartido por los usuarios) de productos a lo largo de la gestión de toda la cadena de abastecimiento (SCM, Supply Chain Management). Toda esta información es manejada por la red Global Data Synchronization Network (GDSN) que se encarga de la información estática y EPCglobal Network (red constituida por una serie de servidores que coordina el flujo de información entre almacenes, operaciones, fábricas y puntos de venta) encargada de la información dinámica. 1 1 EPCglobal Inc. Las redes EPCglobal y Global Data Synchronization (GDSN). Análisis de la información y de las redes de información. [en línea]. sine loco p Disponible en Internet: < 20

21 Información Estática: conjunto de datos esenciales de alto nivel sobre las entidades comerciales y los grupos de productos/servicios. Es información aplicable a todos los artículos. Entidades Comerciales: información sobre rol de participación en el mercado, dirección, teléfonos y contactos entre otros, para las fábricas, bodegas, centros de distribución y oficinas de ventas. Grupo de Productos y Servicios: información sobre mercado objetivo, clasificación del producto, descripción del producto, unidad de mercadeo, unidad de venta, dimensiones del ítem, entre otros. Información Dinámica: conjunto de datos heterogéneos que son específicos y variables, según sea un pallet (plataforma horizontal, generalmente de madera, metal o fibra, que permite el ensamble, almacenaje, manipulación y transporte de materiales y/o productos en una unidad de carga), caja o ítem. Comprende información del momento e información histórica. Datos del momento: datos con respecto a información específica de un ítem, tales como, número de serie, fecha de fabricación y fecha de expiración. Datos históricos: datos con respecto al movimiento de un ítem individual a través del ciclo de vida del producto, tales como tiempos de llegada, de salida, destino y temperatura actual. Figura 2. Información Estática Vs. Dinámica INFORMACIÓN ESTÁTICA GDSN Red GLN y GTIN N de Identificación INFORMACIÓN DINÁMICA TODOS LOS ARTÍCULOS Información aplicable a: Fuente: El autor. Colombia. Diciembre de

22 5.1.1 Código Electrónico de Producto EPC El EPC es un número serial único a nivel global que identifica un ítem en una cadena de abastecimiento, con 96 bits o más (un bit es la unidad elemental de información digital que puede tomar dos estados distintos, 1 ó 0). Está asociado con los detalles del artículo, almacenados en bases de datos en la red EPCglobal Network. El EPC está compuesto por 2 : Encabezado (versión): define toda la longitud del número del EPC, incluyendo el número, el tipo, la versión, la estructura, la longitud de sus partes y la generación de EPC. Número Principal (fabricante): identifica la industria fabricante, compañía o entidad responsable de administrar los códigos subsiguientes. Clase de Objeto (producto): identifica la unidad de almacenamiento (SKU Stock Keept Unit) o la unidad de consumo. Número serial: es el número único e inequívoco para todos los artículos de una clase determinada. Los dos primeros son asignados por EPCglobal, los otros los asigna la empresa. Se pueden usar campos adicionales como parte del EPC de acuerdo a la información requerida por la empresa o por el software. Figura 3. Código EAN Vs. Código EPC Sea el código EAN-13: Prefijo de la Compañía Referencia del ítem Dígito de chequeo EAN El respectivo número EPC será: EPC Encabezado Número Principal Clase de Objeto Número Serial 8 bits 28 bits 24bits 36bits Fuente: IAC Colombia. Identificación por radiofrecuencia: la solución global para el seguimiento y control total de los productos. [en línea]. Bogotá. s.n. s.f. p.7. Disponible en Internet: < 2 EPCglobal. RFID & EPC Essentials. [on line]. Version 01. slide 8. sine loco. s.n. s.f. Available from Internet: < 22

23 6. HARDWARE El hardware utilizado en los sistemas de RFID está compuesto principalmente por los tags y los dispositivos de lectura/escritura; aunque existen algunos dispositivos adicionales como las impresoras de etiquetas, que su uso depende más si la compañía se va a encargar de imprimir sus propias etiquetas y si las va a colocar de manera automática utilizando para ello las aplicadoras de etiquetas 6.1 TAGS Los tags están compuestos de un sticker que permite la adhesión a los productos, un microchip (diminuto artefacto de silicón con varios circuitos internos encargados de realizar determinadas funciones en conjunto) con capacidad para almacenar 96 bits de información o más y una antena para la recepción y emisión de información. El EPC es almacenado en estos tags, los cuales se pueden utilizar en artículos, cajas y/o estibas. Los tags comunican a los lectores el EPC usando ondas de radio y entregando información al sistema central de la empresa por medio del Middleware (software que actúa como sistema nervioso de la red, encargado de la administración y movimiento de los flujos de datos EPC) Componentes de un Tag Chip: guarda datos ya sea de tipo referencial o acerca del objeto físico sobre el cual está adherida la etiqueta. Antena: transmite o refleja al lector ondas de radio que contienen datos. Sticker: zona engomada que permite la adhesión a los productos. Figura 4. Componentes de un Tag Sticker Fuente: EPCglobal Inc. RFID & EPC Essentials. [on line]. Version 01. slide 5. sine loco. s.n. s.f. Available from Internet: < RFID_EPC_Essentials_v1.pdf> 23

24 6.1.2 Fuente de Energía Los tags según su fuente de alimentación se clasifican en: Pasivos: no tienen fuente de alimentación propia. La corriente eléctrica inducida por la señal del lector da la energía necesaria al circuito integrado de la etiqueta para poder transmitir una respuesta. Las distancias de lectura están en el rango de 10 milímetros a cerca de 6 metros dependiendo del tamaño de la antena del tag y de la potencia y frecuencia a la que opera el lector, poseen una memoria de 64 bits a 1 kilobyte. El número de identificación se escribe en el tag durante su fabricación y no hay forma de alterarlo. Al no tener fuente de alimentación, el dispositivo puede ser bastante pequeño, lo que hace también que solo pueda transmitir un número de identificación. Son los de menor costo y por ello, también los mas utilizados. Semi-pasivos: tienen una pequeña batería incrustada, pero permanecen dormidos hasta que reciben una señal proveniente de un lector. Esto conserva la energía de la batería y proporciona mayor vida al tag para los objetos que no requieren un seguimiento constante. La información puede ser grabada mediatamente luz ultravioleta por una sola vez posteriormente a su fabricación. Se utilizan cuando se necesita incorporar en el tag información sobre alguna característica específica del artículo. Un ejemplo podría ser el código del lote de fabricación; que no es estrictamente necesario grabarlo en el tag, puesto que al ser el código RFID diferente para cada ítem, basta guardar en cualquier dispositivo electrónico una tabla con la correspondencia entre el código RFID y el número de lote. Si se quisiera retirar un lote por haber sobrepasado su fecha de caducidad, resulta más sencillo pasar un escáner por la góndola y separar los productos pertenecientes al lote, que localizarlos a partir de un listado que indique que códigos RFID se deben retirar. Activos: tienen fuente de energía y rangos mayores de memoria que las anteriores (entre 16 byte a 128 kilobytes de información 3 ), así como la capacidad de almacenar información adicional enviada por el lector. Rangos de más o menos 10 metros 4 de alcance y una duración de la batería de varios años. Estos tags programables, pueden ser modificados fácilmente y a distancia mediante radiofrecuencia. Por ejemplo un dispositivo con capacidad de 1024 bits distribuidos en bloques de 32 bits, los tres primeros bloques vienen programados de fábrica con el número de serie específico del chip que consta de 48 bits y los otros 48 bits se usan para personalizar la tarjeta, referencia, fabricante, etc. Los 928 bits restantes son para lectura y escritura de datos, 3 Zebra. Printing Solutions for Business Improvement. RFID Tag Characteristics. Frequently Asked Questions About RFID. How much memory can a tag have?. [online]. sine loco. s.n. s.f. Available from Internet : < 4 VEGA, Daniel. GS1 Colombia. Sistema EPC (Código Electrónico de Producto). En busca de la Eficiencia [en línea]. Seminario. Bogotá (Colombia), Octubre de Slide

25 estos bloques de memoria se pueden proteger contra la escritura y adicionalmente se puede encriptar la información introducida de forma que dificulte la lectura y escritura a quien desconozca la clave. Estas etiquetas son mucho más caras que las anteriores (U$ 2,00). y solo se utilizan en procesos que van más allá de la sola identificación. El rango de lectura de un sistema de RFID varía de unos pocos centímetros a décimas de metros, dependiendo de la frecuencia usada, la fuente de entrada y la sensibilidad de la antena. HF es utilizada para rangos cortos de lectura de hasta 3m. UHF maneja rangos de lectura de 20m o más. Un tag puede ser tan pequeño como un grano de arroz o tan grande como un ladrillo 5. Tabla 2. Clasificación de Tags según EPC Clase Clase 0 Clase 1 Clase 2 Clase 3 Clase 4 Clase 5 Características Pasivos, solo lectura. El número EPC se codifica en la etiqueta durante la fabricación. Frecuencia: UHF 868 a 915 MHz. Memoria de 64 a 96 bits. Pasivos, una sola escritura. Las etiquetas se fabrican sin el número EPC que puede ser incorporado a la etiqueta más tarde y por solo una vez. Frecuencia: UHF868 a 915 MHz. Memoria máximo a 96 bits. Pasivos, lectura y escritura. Frecuencia: UHF 868 a 915 MHz. Memoria de 96 a 256 bits Semi-pasivos. Las capacidades de la clase 2 más una fuente de alimentación que proporciona incremento del rango y/o una funcionalidad avanzada. Activos. Las capacidades de la clase 3 más comunicación activa y la posibilidad de comunicarse con lectores y con otras etiquetas activas en la misma banda de frecuencia. Esencialmente 'lectores', pueden energizar clase 1, 2, 3 y 4 entre sí. Las capacidades de la clase 4 más la posibilidad de comunicar también con etiquetas pasivas. Fuente: SCHARFELD, Tom. Auto-ID Center, Compliance & Certification: Ensuring RFID Interoperability. [online]. sine loco. s.n. June 1, Available from Internet: < 5 Intermec Technologies Corporation. Supply Chain RFID: How It Works and Why It Pays. [online]. White Paper. USA. Intermec p 2-4. Available from Internet: < 25

26 6.1.3 Frecuencia La RFID está basada fundamentalmente en la comunicación inalámbrica, haciendo uso de las ondas de radio, las cuales forman parte del espectro electromagnético (es decir frecuencias desde 300kHz a 3GHz). Los sistemas RFID operan en un espectro del espacio no licenciado, algunas veces llamado como ISM (Industrial, Scientific and Medical) pero la frecuencia exacta que constituye el ISM puede variar dependiendo de las regulaciones de cada país. Estas frecuencias las han agrupado en cuatro rangos que se muestran en la tabla a continuación. Tabla 3. Rangos de Frecuencia utilizados en la RFID Rango de Frecuencia Frecuencia usada en RFID Rango de Lectura Tasa de Transferencia Ventajas Fuente de Potencia del Tag Ultra elevada o Baja (LF) Alta (HF) Microondas UHF 30 a 300 khz 3 a 30 MHz 300 MHz a 3 GHz 2 GHz a 30 GHz 125 a 134 khz 140 a 148,5 khz 13,56 MHz 868 a 956 MHz 2,45 GHz y 5,8 GHz < 0,5 m. 1,5 m. 5 m. 10 m. Menos de 1 kilobit por segundo. (kbit/s) Aceptada en todo el mundo Menos susceptibles a degradaciones con metales En pleno uso en la actualidad Funciona cerca del metal Pasivos solamente usando acoplamiento inductivo Aproximadamente 25 kbit/s. Aceptada en todo el mundo Menos costosos que los tags inductivos de LF En pleno uso en la actualidad Funciona en la mayoría de los entornos Pasivos solamente usando acoplamiento inductivo o capacitivo 30 kbit/s. Hasta 100 kbit/s. Uso comercial en aumento En grandes volúmenes, pueden ser más baratos que los tags LF y HF Buen balance entre el rango y el desempeño, especialmente para leer múltiples tags Tags activos con batería integral o tags pasivos usando acoplamiento capacitivo Características similares a los tags UHF, pero con mayor velocidad de lectura Señal más direccional Tags activos con batería integral o tags pasivos usando acoplamiento capacitivo 26

27 Desventajas Aplicaciones Típicas Habilidad para leer cerca del metal o superficies húmedas Tamaño del Tag Ultra elevada o Baja (LF) Alta (HF) Microondas UHF Relativamente caros, aún a grandes volúmenes Rango de lectura corto (< 508mm). Requiere una mayor y más cara antena de cobre. No está en los estándares EPC Control de acceso Identificación de animales Inmovilizadores de vehículos Aplicaciones POS Mejor Mayor Relativamente corto rango y velocidades de datos menores comparadas con frecuencias más altas No funciona cerca del metal. Seguimiento de libros en bibliotecas Control de acceso a edificios Seguimiento de equipaje No funciona en entornos húmedos Se desintoniza cuando las etiquetas están próximas físicamente. No está listo para ser utilizado en Japón. Seguimiento de pallets y envases Seguimiento de camiones y remolques Peajes Susceptibles a degradaciones de desempeño debido a metales y líquidos Sin licencia de uso comercial en partes de la UE. Requiere el desarrollo de sistemas complejos. SCM Control de acceso de vehículos de gamma alta Peajes Peor Menor Fuente: Leuter, Logística e Integración. RFID, Introducción a la tecnología. [en línea]. White Paper. España: Leuter, p4-5. Disponible en Internet: < En la actualidad, los tags de LF en ocasiones son solo un pequeño chip con la antena incorporada. Sin embargo, estos tan sólo tienen un rango de 1 mm, y las etiquetas HF de 1 cm. o un poco más son más populares, dado su rango de unos pocos centímetros. Para los ítems de gran tamaño, a menudo se prefieren las etiquetas UHF porque suministran el más amplio rango para una etiqueta pasiva bajo la mayoría de regulaciones de radio en todo el mundo. No obstante, a diferencia de HF, jamás será un protocolo (conjunto de normas y estándares para la comunicación que determinan el contenido y el formato de un mensaje, permitiendo la uniformidad en las comunicaciones) de señal de un solo ancho de banda, nunca tendrá gran potencia e incluso una frecuencia para todo el mundo porque, en muchos territorios, los teléfonos móviles y los militares la obtuvieron con anterioridad. 27

28 6.1.4 Impresión y Codificación de Tags Las impresoras/codificadoras de etiquetas inteligentes funcionan como impresoras tradicionales al crear códigos de barras, gráficos y texto. Sin embargo, dichas unidades también tienen codificadores y lectores RFID integrados. Antes de imprimir una etiqueta, los datos RFID son codificados en el tag; luego el tag es leído para confirmar la exactitud de los datos. Finalmente la etiqueta es transmitida para ser impresa. La codificación y la verificación 6 que pueden tomar desde un milisegundo hasta varios segundos dependiendo de la cantidad de datos a ser almacenados en el tag hacen que la producción de etiquetas inteligentes sea un poco más lenta, pero aún así la rapidez es comparable a la de las impresoras de códigos de barras. Los tags usados en las etiquetas inteligentes son hechos con materiales flexibles que no dañan el cabezal de impresión. El circuito integrado podría crear una superficie desigual, afectando así la calidad de impresión; este problema se soluciona fácilmente usando materiales de etiquetado más espesos o evitando imprimir directamente sobre el circuito integrado. Figura 5. Impresoras de Tags Fuente: GS1 Colombia. Iniciativa de Adopción de EPC - Colombia - Red de Valor Líderes. [en línea]. Octubre 11 de Zebra Technologies. RFID: La Siguiente Generación de AIDC. [en línea]. White Paper de Aplicación. USA p5. Disponible en Internet: < _microsites/spanish_la_microsite/aidc.file.tmp/aidc_spa_10.04.pdf> 28

29 RFID PERÚ. Impresoras de TAGs Zebra. [en línea] sine loco. ZIH Corp. 23 de Julio de Disponible en Internet: < 6.2 DISPOSITIVOS DE LECTURA- ESCRITURA También conocidos como Lectores, son dispositivos electrónicos que se encargan de producir la señal de RF para identificar los tags que estén alrededor, incluyen una o más antenas para enviar y recibir señales de los tags y un procesador que codifica, decodifica, verifica y almacena los datos, administra las comunicaciones con los tags y se comunica con el servidor. Los datos recopilados son transmitidos posteriormente mediante Internet a través de interfaces normales (como por ejemplo una red LAN con cable o inalámbrica, red que se refiere a un sistema de comunicación entre computadoras que permite compartir información, con la característica de que la distancia entre las computadoras debe ser pequeña) al sistema del computador principal. Los puede haber de solo lectura, o de lectura y escritura, los cuales pueden cambiar los datos insertos en el EPC. Algunos pueden leer EPC y códigos de barras a la vez. Existen dos opciones básicas en la tecnología de lectores según la función o el tipo de trabajo que se desea realizar: 7 Fijo: pueden ser adheridos o posicionados en puntos estratégicos, tales como en la entrada, puerta de embarque o línea de ensamble. Móvil: pueden ser integrados en terminales de mano, en montacargas u otros equipos. 7 RFID: La Siguiente Generación de AIDC. [en línea]. White Paper de Aplicación. USA. Zebra Technologies p.2. Disponible en Internet: < _microsites/spanish_la_microsite/aidc.file.tmp/aidc_spa_10.04.pdf> 29

30 Cuando una etiqueta RFID pasa a través de un punto de verificación, el lector de RF censará el EPC de la etiqueta si esta es activa o bien se emitirá una onda o señal de RF a fin de inducir una corriente a la antena de la etiqueta pasiva. Luego, la información de la etiqueta es leída y enviada a una base de datos intermedia (Middleware), donde se despliega la información sobre lo que está etiquetado, y se activan mecanismos de integración con los sistemas de información de la compañía. Los lectores para RFID por lo general pueden procesar más de 100 etiquetas por segundo 8, velocidad apropiada cuando se trabaja por ejemplo con sistemas de separación a alta velocidad, donde los productos son clasificados a velocidades superiores a los 3 m/s. Debido a que los lectores de RFID pueden leer toda la etiqueta de un pallet o de una caja en un mismo momento, o incluso todas las etiquetas que se encuentren dentro de un área determinada, puede existir un incremento sustancial en el volumen de lectura de datos, que puede sobrecargar la capacidad de las redes existentes, las cuales por lo general no están diseñadas para recibir tal cantidad de información y en la velocidad con la que se genera. De allí la importancia de tener claro desde un comienzo si es posible adecuar la red actual o si es necesario cambiarla. Para que toda la información captada por los lectores sea la realmente necesaria y no se encuentre duplicada, se requiere de múltiples niveles de filtrado de datos. En el primer paso del proceso de filtrado, el lector de RFID separa las lecturas buenas de las malas, identifica las cajas y los pallets individuales. Luego, el sistema de control de almacenes selecciona la información necesaria para la toma de decisiones. Figura 6. Ejemplos de Lectores Fuente: GS1 Paraguay. Introducción a la RFID y aplicaciones en la Cadena de Distribución. p2. Disponible en Internet: < 8 FKI Logistex. Identificación por frecuencia de radio (RFID) para el mundo real. Desafíos y Oportunidades en Centros de Almacenamiento y Distribución. [en línea]. USA. p Disponible en Internet:< 30

31 7. SOFTWARE El principal software usado en la tecnología de RFID se explica a continuación: 7.1 MIDDLEWARE Es un servidor que contiene el software denominado SAVANT. Una vez el lector obtiene la información del EPC, este software, que actúa como nervio central del sistema, se encarga de la administración y movimiento de los flujos de datos EPC en tiempo real, además de corregir las anomalías de los puntos de entrada de datos y eliminar las lecturas duplicadas de la misma etiqueta. Es una arquitectura (forma en que los componentes de un sistema complejo se ajustan) distribuida lo que significa que corre en diferentes computadores dentro de la organización en lugar de correr en un solo computador central de forma que no sobrecarga las redes públicas ni corporativas. Savant envía el EPC a través de Internet a una base de datos de ONS (servidor que permite que un computador pueda acceder a un sitio en la WWW - World Wide Web), la cual genera una dirección. No se requiere que los componentes Savant y ONS usen tecnología EPC en las aplicaciones. Savant interactúa con los lectores a través de una interfase de lectura e interactúa con aplicaciones a través de una interfase de aplicación, además facilita la interacción con otros dispositivos a través de otras interfases especializadas. Las funciones principales del Savant son: 9 Adicionador RFID: la puerta de ingreso a un centro de distribución puede poseer cierto número de dispositivos, incluyendo dos lectores, cada uno con dos antenas que están conectadas juntas a fin de controlar los productos a medida que se los envía o se los recibe. Cada vez que el pallet pasa a través de la puerta de ingreso del depósito, Savant le agrega un número de lectores de etiquetas, recibe y toma la información proveniente de los dos lectores y luego compila la lista de artículos asociados con dicho pallet. Controlador: la puerta del depósito también puede estar equipada con un detector para percibir la entrada y salida de los pallets a fin de activar y desactivar los lectores. Por lo general, esto es necesario en Europa, donde las 9 GCI (Global Commerce Initiative) e IBM Corporation. Mapa de Ruta del Global Commerce Initiative. [en línea]. Alemania. s.n. Noviembre de p Disponible en Internet: < 31

32 regulaciones establecen que los lectores RFID solo pueden estar encendidos un 10% del tiempo o incluso menos. Acceso a la red informática: Savant proporciona una conexión con las aplicaciones internas y la red EPC externa. Figura 7. Software Middleware Fuente: GS1 Colombia. Iniciativa de Adopción de EPC - Colombia - Red de Valor Líderes. [en línea]. Octubre 11 de SERVICIO DE INFORMACIÓN EPC EPCIS Es una base de datos que permite el intercambio de información entre los usuarios de la red EPCglobal Network en tiempo real. Los programas personalizados transmiten los EPC y la información relacionada, a las bases de datos y a los sistemas de información de la empresa o departamento encargado de leer ese EPC. Este sistema administra y proporciona la información mediante un lenguaje denominado PML (Physical Markup Language) o lenguaje de marcado físico que consta de un formato de datos estandarizado utilizado para describir objetos físicos, sistemas o entornos asociados con un objeto de manera que pueda ser interpretada dicha información por los computadores. Figura 8. Servicio de Información EPCIS Fuente: GS1 Colombia. Iniciativa de Adopción de EPC - Colombia - Red de Valor Líderes. [en línea]. Octubre 11 de

33 Los servicios de información EPC constituyen un conjunto de elementos de información normalizados y técnicos de comunicación para las asociaciones comerciales de la EPCglobal Network de manera que sea posible compartir la información relacionada con los EPC. Usando un modelo de almacenamiento de datos asociado, cada participante de la EPCglobal Network puede reunir su propia información confidencial relacionada con la empresa introduciendo claves. Dicha información es de tipo dinámico como por ejemplo la temperatura, la fecha de fabricación y la ubicación exacta entre otras. 7.3 SERVICIO DE NOMINACIÓN DE OBJETOS (ONS) El servicio de nominación de objetos (ONS) actúa como un directorio y convierte un EPC en un localizador uniforme de fuente (URL) en Internet. El URL es utilizado para buscar una dirección de protocolo de Internet (IP - dirección estándar que identifica un equipo que está conectado a Internet), donde se puede encontrar mayor información acerca del artículo, caja o pallet. El ONS funciona de forma similar al sistema de nombre de dominio (DNS) de Internet (servicio utilizado en Internet para ayudar a la red a dirigir la información a los computadores adecuados) solo que no busca páginas Web sino información de productos. El servicio ONS efectúa la relación entre el número EPC con la dirección del servidor (Servidor Discovery) que tiene toda la información relacionada con este ítem único. 10 Figura 9. Servicio de Nominación de Objetos ONS Fuente: GS1 Colombia. Iniciativa de Adopción de EPC - Colombia - Red de Valor Líderes. [en línea]. Octubre 11 de GCI (Global Commerce Initiative) e IBM Corporation. Mapa de Ruta del Global Commerce Initiative. [en línea]. Alemania. s.n. Noviembre de p Disponible en Internet: < 33