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Een geslaagde combinatie
RFID en draadloze data-communicatie via GPRS
version française
Elk jaar wordt bij het oogsten van de suikerbieten en de cichoreiwortels een
strikte planning opgemaakt. Zij omvat gegevens over de oogstvelden, de
hoeveelheid bieten of wortels en de leverdata bij de verschillende fabrieken.In
de maanden augustus tot december worden dagelijks tot 60.000 ton bieten en 5.000
ton cichoreiwortels opgehaald. Dit zijn zowat 2.700 vrachtwagens per dag.
De planning voor dergelijk complex gegeven is onderhevig aan een aantal
onzekerheden, die veel bijkomend administratief werk met zich meebrengen.
Variaties in het type van vrachtwagen of aanhangwagen leiden tot wijzigingen van
het aantal ritten en de bijhorende vrachtbrieven. Gezien de vrachtbrieven
voorgedrukt zijn, veroorzaken deze afwijkingen extra administratief werk.
Anticiperen op de wijzigende situatie was moeilijk.
Beweegredenen
Op de velden wordt een eerste kwaliteitscontrole verricht. Erg belangrijke
factoren zijn daarbij de plaats waar de bieten gestapeld worden en de
ondergrond, maar ook de toestand van de bieten (zuiver of vuil), van het volume
(wel of niet afgedekt) en van elke lading (veel aarde, stenen…). Deze bepalen
mee de kwaliteit van de grondstof. De suikerproducent wil deze informatie
verzamelen om daarmee de kwaliteit van de bieten en de landbouwers op te volgen.
Met deze gegevens wil de producent ook kunnen anticiperen op vaststellingen die
ter plaatse gedaan zijn, zoals o.a. de aanwezigheid van bevroren bieten of veel
aarde.
Het doel van het RF-project is drieledig:
§ gegevens over de kwaliteit correct en eenduidig verzamelen en centraal
opslaan;
§ adequater inspelen op veranderlijke situaties inzake planning en capaciteit;
§ de administratie stroomlijnen en vereenvoudigen.
Projectbeschrijving
Om de drie projectobjectieven te realiseren, was het noodzakelijk de
volgende technologieën in te zetten: draadloze datacommunicatie via GPRS, GPS en
RFID. Om de data met betrekking tot de kwaliteit in real time ter beschikking te
hebben, is gekozen voor een GPRS-datacommunicatie. Deze draadloze communicatie
verbindt elke kraan op het veld met de back-office. Voor de gegevensinbreng
beschikt elke kraan over een industriële ‘tablet PC’ die gekoppeld is aan een
RF-lezer en printer. Op deze PC voert de kraanman de gegevens in over de
kwaliteit van de bieten, de hoeveelheden, de ligging en de ondergrond. De kranen
zijn ook uitgerust met een GPS-zender voor de lokalisatie.
Via de GPRS-communicatie kan de centrale mogelijke wijzigingen in de planning in
real time naar de kraan doorsturen. Hierdoor wordt sneller geanticipeerd, en
hoeft de planning bij elke wijziging niet opnieuw afgedrukt te worden. Dankzij
deze informatie kan men het transport efficiënter inzetten.
Om de administratie te vereenvoudigen, gebruikt men bij het transport een badge
met ingebouwde RF-tag. Elke vrachtwagenchauffeur beschikt over zo’n badge
waarmee hij zich bij de kraan - die uitgerust is met een RF-lezer - aanmeldt. De
ingevoerde gegevens en de GPS-coördinaten worden op de RFID-badge opgeslagen. Om
een back-up te hebben voor het geval de chauffeur de badge verliest, wordt in de
kraan ook een ladingsbon afgedrukt. Vervolgens worden de grondstoffen naar de
fabriek getransporteerd.
Er zijn RF-lezers geïnstalleerd aan de weegbruggen bij het binnenkomen en
buitengaan van de fabrieken, en aan de tarrahuizen. Bij het binnenrijden meldt
de chauffeur zich aan de weegbrug via zijn badge. Het ingaande gewicht wordt
bepaald en op de badge opgeslagen. Er worden stalen genomen om het suikergehalte
te bepalen. Aan het tarrahuis wordt de badge opnieuw gelezen, en wordt de tarra
bepaald en weggeschreven op de badge. Bij het naar buiten rijden, wordt de badge
gelezen en het gewicht van de lege vrachtwagen geregistreerd. Vervolgens worden
alle gegevens die op de badge werden gelogd uitgelezen en naar de back-office
verstuurd.
Met de verzamelde gegevens kan men het nettogewicht van de bieten berekenen. Het
back-officesysteem kan het aantal gereden kilometers bepalen op basis van de
GPS-gegevens van de kraan en de fabriek waar de bieten afgeleverd worden.
Daarvoor wordt automatisch de kortste weg berekend. De gegevens in verband met
het suikergehalte worden per lading gelogd. Deze verzameling gegevens stelt de
centrale administratie van de onderneming in staat om de productkost (te betalen
aan de landbouwer) en de transportkost (te betalen aan de vervoerder) te
bepalen.
Dit project heeft het administratief werk sterk gereduceerd. Men kan adequaat en
flexibel reageren op wijzigingen in de planning. De data worden zonder
bijkomende prestaties verzameld in de centrale, waar ze opgeslagen en
geïnterpreteerd worden.
Doelstellingen
Omdat de prijs van de suikerproducten internationaal overeengekomen wordt,
kan het bedrijf enkel zijn winst verhogen door de kosten te drukken of de omzet
te verhogen door een grotere afzet. Hier heeft het bedrijf geopteerd voor een
strategie van kostenvermindering, maar met de nodige aandacht voor
omzetverhoging door het aanbieden van een verregaande dienstverlening aan de
klanten, bijvoorbeeld door het beheer van hun silo’s op zich te nemen.
In het kader van dit project werden kostenverminderingen gerealiseerd door:
§ een vereenvoudigde administratie, want er worden geen vervoerdocumenten en
opdrachten meer op voorhand afgedrukt of ingevuld;
§ een verhoogde flexibiliteit en de vereenvoudiging van enkele taken op het veld
en aan de ingang van de fabriek;
§ een efficiëntere en correcte input van data, bijvoorbeeld over de kwaliteit
van de bieten;
§ een eenduidige en correcte betaling van de transportfirma’s;
§ beschikbare ‘tracking and tracing’- informatie van de goederen;
§ een betere beheersing van de transportkosten;
§ een adequate opvolging van klachten van transportfirma’s of landbouwers;
§ een verhoging van de capaciteit, waardoor mogelijk een fabriek kan worden
gesloten.
Projectorganisatie
De voordelen van het proefproject waren zeer duidelijk. De nodige fondsen
werden vrijgemaakt om deze oplossing op alle kranen en vrachtwagens en in de
vijf fabrieken te installeren. Het project werd uitgevoerd door een integrator
die de nodige contacten onderhield met fabrikanten, onderaannemers en providers
voor het draadloze dataverkeer. Deze integrator nam de architectuur van de
oplossing, de projectcalculatie en het projectmanagement voor zijn rekening. De
integratie, de softwareontwikkeling en de installatie gebeurden door de
implementatiepartner. De doorlooptijd van het project was een jaar.
Technologie
RF-tags
Het betreft ongeveer 3.650 RF-badges, met een frequentie van 13,56 MHz. De
geheugencapaciteit per badge
(RF-tag) bedraagt 8 Kbyte.
RF-lezers
De RF-lezers met een frequentie van 13,56 MHz zijn in de kraan gemonteerd
(50 stuks), aan de poorten van de fabrieken en aan de tarrahuizen (samen 100
stuks).
Integratie
De RF-lezers worden gekoppeld aan een tablet PC met aanraakscherm, die de
gegevens naar de back-office stuurt. Op de PC’s draait een ‘Visual
Basic’-applicatie. De planning wordt via GPRS gesynchroniseerd tussen de kranen
en de back-office.
Resultaten en evaluatie
Het doel - het verlagen van de kosten - is bereikt, zodat het bedrijf zeer
tevreden is over het project. De kosten dalen niet enkel door de reductie van
het administratieve werk, maar ook door het vlotter verloop van de activiteiten
aan de poorten van de fabriek. De personeelsbezetting aan de poorten is
teruggebracht van 4 ‘full time equivalents’ (FTE) naar 1 FTE per fabriek, door
de twee shiften van telkens 2 FTE te verminderen tot één shift met 1 FTE. De
totale personeelsbesparing bedraagt ± 15 FTE.
De timing, de prestaties, de kosten, de integratie en de voordelen zijn vooraf
vrij correct ingeschat dankzij de ervaring uit het proefproject. Daarnaast
hebben de firma en de partner het hele project zeer goed uitgestippeld en
gepland.
De kraanmannen en vrachtwagenbestuurders hebben de vernieuwingen zeer goed
onthaald. Er werd voldoende aandacht geschonken aan een gebruiksvriendelijke
scherminterface en aan de opleiding van de gebruikers. Vóór de
softwareapplicatie operationeel werd, is ze zeer grondig getest en gecontroleerd
op programmafouten.
Eén knelpunt tijdens het project was de communicatie tussen de kraan en de
back-office. In een bepaalde zone ging de communicatie verloren bij de overgang
tussen twee GPRS-stations.
Business case
De kosten
§ Er zijn ongeveer 3.650 RF-tags ter waarde van ± € 10, dus in totaal €
36.500.
§ Per kraan werd zo’n € 10.000 geïnvesteerd in de terminal (tablet PC), de
inbouw van de RF-lezers, een printer, de modem, de software, de voeding
enzovoort. Voor alle kranen komt dit in totaal op € 500.000.
§ Op de vijf sites zijn in totaal zowat 50 RF-lezers geplaatst. De weegbruggen
werden aangepast. De software is ontwikkeld en de nodige hardware geïnstalleerd,
zodat de werkposten aan deze weegbruggen onbemand kunnen functioneren.
§ Het totale kostenplaatje beloopt ± € 800.000.
De baten
§ De personeelsbezetting aan de poorten is teruggebracht van 4 naar 1 FTE per
fabriek. Dat is een besparing van 15 werkkrachten tijdens het oogstseizoen, of €
250.000 per jaar.
§ Er zijn minder extra ritten nodig die apart georganiseerd moeten worden, en de
kranen moeten zich minder verplaatsen. De kosten die daardoor bespaard werden,
zijn tot op heden niet gekwantificeerd.
§ Dankzij dit systeem kan de onderneming evalueren of het mogelijk is om een
fabriek te sluiten, en de capaciteit te verdelen over de resterende sites.
De geslaagde combinatie van RFID en draadloze datacommunicatie via GPRS blijkt
zeer kostenbesparend te werken, en heeft o.a. het administratief werk sterk
gereduceerd, zodat iedereen eenduidig positief is over de oplossing. <<
Het Vlaams Instituut voor de Logistiek biedt een compleet rapport aan over één
van de meest ophefmakende technologieën in de logistiek van vandaag en morgen:
RFID (Radio Frequency Identification). Dit rapport, dat maar liefst 240 pagina’s
telt, is dé RFID handleiding voor de opbouw van een intelligente logistiek en de
implementatie van RF-tag projecten.
Naast de ontwikkeling van dit praktische handboek, begeleidt het VIL ook
bedrijven die een RFID pimoot project willen opstarten. Op die manier wil het
VIL de invoering van RFID technologie in logistieke toepassingen ondersteunen.
Het uitdragen van specifieke kennis naar de praktijk is één van de belangrijke
missies van het VIL.
www.vil.be, expert Luc Pleysier: luc.pleysier@vil.be
Une combinaison réussie
La RFID et la communication de données sans fil via GPRS
Chaque année, un planning strict est établi lors de la récolte des betteraves et
racines de chicorée. Ce planning intègre des données sur les champs de récolte,
la quantité de betteraves ou de racines et les données de livraison auprès des
différentes usines. Du mois d’août au mois de décembre, les camions ramassent
chaque jour jusqu’à 60.000 tonnes de betteraves et 5.000 tonnes de racines de
chicorée. Cela représente environ 2.700 camions par jour.
La planification de données aussi complexes est sujette à plusieurs
incertitudes, qui entraînent pas mal de travail administratif supplémentaire.
Des variations dans le type de camion ou de remorque induisent des changements
du nombre de trajets et des lettres de voiture annexes. Or, ces lettres de
voiture sont préimprimées. Ces écarts génèrent donc un surcroît de travail
administratif. De plus, il est difficile d’anticiper les éventuelles
modifications de la situation initiale.
Motifs
Un premier contrôle de qualité est réalisé sur les champs. Le lieu
d’empilement des betteraves et le sol, de même que l’état des betteraves
(propres ou sales), du volume (recouvert ou non) et de chaque chargement
(beaucoup de terre, pierres…) sont des facteurs très importants. Ils contribuent
à définir la qualité de la matière première. Le producteur de sucre souhaite
collecter ces informations afin de suivre la qualité des betteraves et des
agriculteurs. Grâce à ces données, il veut aussi pouvoir anticiper des constats
réalisés sur place comme par exemple la présence de betteraves gelées ou d’une
grande quantité de terre.
Le projet RF poursuit trois objectifs :
§ assurer une collecte univoque et correcte ainsi qu’un stockage centralisé des
données sur la qualité;
§ réagir adéquatement aux situations changeantes en termes de planning et de
capacité ;
§ rationaliser et simplifier l’administration.
Description du projet
Pour rencontrer les trois objectifs du projet, il était nécessaire de mettre
en œuvre les technologies suivantes : la communication de données sans fil via
GPRS, GPS et RFID. Afin de pouvoir disposer en temps réel des données sur la
qualité, le choix se porta sur une communication de données par GPRS. Cette
communication sans fil relie chaque grue travaillant sur les champs avec le
back-office. Pour la saisie des données, chaque grue dispose d’une ‘tablette PC’
industrielle, reliée à un lecteur RF et à une imprimante. Le conducteur de grue
introduit dans le PC les données sur la qualité des betteraves, les quantités,
la situation et le sol. Les grues sont également équipées d’un émetteur GPS pour
leur localisation.
Via la communication GPRS, la centrale peut transmettre en temps réel
d’éventuelles modifications de planning à la grue. Cela permet d’anticiper plus
vite et de ne pas devoir réimprimer le planning à chaque modification. Avec ces
informations, le transport peut être organisé plus efficacement.
Afin de simplifier l’administration, le système recourt pour le transport à un
badge intégrant un transpondeur RF. Chaque chauffeur de camion dispose d’un tel
badge avec lequel il se présente auprès de la grue équipée d’un lecteur RF. Les
données introduites et les coordonnées GPS sur stockées dans le badge RFID. Afin
de disposer d’une sauvegarde au cas où le chauffeur perdrait son badge, un bon
de chargement est également imprimé dans la grue. Ensuite, les matières
premières sont transportées vers l’usine. Des lecteurs RF sont installés aux
ponts-bascules à l’entrée et la sortie des usines ainsi qu’aux bâtiments de
tarage. En entrant, le chauffeur se présente au pont-bascule muni de son badge.
Le poids entrant est déterminé et stocké dans le badge. Des échantillons sont
prélevés afin de déterminer le taux de sucre. Au bâtiment de tarage, le badge
est à nouveau lu et la tare est déterminée et enregistrée dans le badge. A la
sortie, le badge est lu et le poids du camion à vide est enregistré. Puis,
toutes les données stockées dans le badge sont lues et envoyées au back-office.
La collecte de ces données permet de calculer le poids net des betteraves. Sur
la base des données GPS, le système de back-office peut déterminer les
kilomètres parcourus entre la grue et l’usine où ont été livrées les betteraves.
Le chemin le plus court est calculé automatiquement. A chaque chargement, les
données liées au taux de sucre sont enregistrées. Toutes ces données permettent
à l’administration centrale de l’entreprise de définir le coût du produit (à
payer à l’agriculteur) et le coût du transport (à payer au transporteur).
Ce projet a sérieusement réduit le travail administratif. Les sociétés peuvent
désormais réagir de manière adéquate et flexible aux changements de planning.
Les données sont rassemblées dans la centrale, où elles sont stockées et
interprétées, sans prestations supplémentaires.
Objectifs
Le prix des producteurs de sucre étant convenu au niveau international, la
société peut uniquement accroître son bénéfice en comprimant ses coûts ou en
augmentant son chiffre d’affaires par une augmentation du débit. Ici, la société
a opté pour une stratégie de réduction des coûts tout en cherchant à augmenter
le chiffre d’affaires par une offre de services très poussée à ces clients, par
exemple en se chargeant de la gestion de leurs silos.
Dans le cadre de ce projet, les réductions des coûts ont été réalisés par :
§ une simplification de l’administration étant donné qu’aucun document de
transport ou ordre de travail n’est encore imprimé ou rempli au préalable ;
§ une flexibilité accrue et une simplification de plusieurs tâches sur le champ
et à l’entrée de l’usine ;
§ une saisie plus efficace et correcte des données, par exemple sur la qualité
des betteraves ;
§ un paiement univoque et correct des sociétés de transport ;
§ une disponibilité des informations de traçabilité des marchandises ;
§ une meilleure maîtrise des frais de transport ;
§ un suivi adéquat des plaintes des sociétés de transport ou agriculteurs ;
§ un accroissement de la capacité, permettant la fermeture éventuelle d’une
usine.
Organisation du projet
Les avantages mis en avant par le projet pilote étaient évidents. Les fonds
nécessaires ont donc été libérés en vue d’installer cette solution sur toutes
les grues et tous les camions ainsi que dans les cinq usines. Le projet fut
réalisé par un intégrateur qui entretenait les contacts nécessaires avec les
fabricants, les sous-traitants et les fournisseurs du trafic de données sans
fil. Cet intégrateur s’est chargé de l’architecture de la solution, du calcul du
projet et de sa gestion. L’intégration, le développement du logiciel et
l’installation ont été réalisés par le partenaire d’implémentation. Le projet a
été terminé en l’espace d’un an.
Technologie
Transpondeurs RF
Le projet met en œuvre quelque 3650 badges RF travaillant à une fréquence de
13,56 MHz. La capacité mémoire de chaque badge (transpondeur RF) s’élève à 8
Koctets.
Lecteurs RF
Les lecteurs RF travaillant à une fréquence de 13,56 MHz sont montés dans la
grue (50 pièces), aux portes des usines et aux bâtiments de tarage (au total 100
pièces).
Intégration
Les lecteurs RF sont reliés à une tablette PC à écran tactile, qui envoie
les données au back-office. Une application développée en Visual Basic tourne
sur les PC. Le planning est synchronisé par GPRS entre les grues et le
back-office.
Résultats et évaluation
L’objectif de réduction des coûts est atteint. La société se montre donc
très satisfaite du projet. Les coûts ont baissé grâce à la réduction du travail
administratif et au déroulement plus fluide des activités aux portes de l’usine.
Le nombre de personnes occupées aux portes a été ramené de 4 équivalents temps
plein (ETP) à 1 ETP par usine en réduisant les deux équipes de 2 ETP à une
équipe de 1 ETP. L’économie en personnel s’élève au total à environ 15 ETP. Le
timing, les performances, les frais, l’intégration et les différents avantages
ont été estimés assez correctement grâce à l’expérience acquise avec le projet
pilote. La société et le partenaire ont quant à eux parfaitement détaillé et
planifié l’ensemble du projet. Les conducteurs des grues et camions ont très
bien accueilli les modernisations. Une attention suffisante a été portée à la
convivialité de l’écran d’interface et à la formation des utilisateurs. Avant
que l’application logicielle ne soit opérationnelle, elle a été soigneusement
testée et contrôlée afin de parer aux éventuelles erreurs de programmation. La
communication entre la grue et le back-office posa toutefois quelques problèmes
durant le projet. Dans une zone précise, la communication se coupait lors de la
transition entre deux stations GPRS.
Business Case
Les frais
§ Quelque 3.650 transpondeurs RF d’une valeur unitaire d’environ 10 euros,
ce qui représente au total une somme de 36.500 euros
§ Près de 10.000 euros ont été investis, pour chaque grue, dans le terminal
(tablette PC), l’intégration des lecteurs RF, l’imprimante, le modem, le
logiciel, l’alimentation… Ce poste s’élève au total à 500.000 euros pour toutes
les grues.
§ Environ 50 lecteurs RF ont été placés sur les cinq sites. Les ponts-bascules
ont été adaptés. Le logiciel a été développé et le matériel nécessaire installé
afin que les postes de travail aux ponts-bascules puissent fonctionner sans
surveillance.
§ Le prix total s’élève à +/- 800.000 euros.
Les profits
§ Le personnel aux portes des usines a été ramené de 4 ETP à 1 ETP par
usine, ce qui représente une économie de 15 personnes durant la saison de
récolte, soit 250.000 euros par an.
§ Une réduction du nombre de trajets supplémentaires à organiser séparément et
une réduction des déplacements des grues. Les économies réalisées de la sorte
n’ont pas encore été chiffrées.
§ Grâce au nouveau système, l’entreprise peut évaluer la possibilité de fermer
une usine et de répartir la capacité sur les autres sites.
La combinaison réussie de la RFID et de la communication de données sans fil via
GPRS semble très rentable et a, entre autres, fortement réduit le travail
administratif. Tout le monde se montre dès lors très positif à l’égard de la
solution.
L’Institut flamand de logistique propose un rapport complet sur une des
technologies les plus retentissantes dans la logistique d’aujourd’hui et de
demain : la RFID (Radio Frequency Identification). Ce rapport de pas moins de
240 pages est le manuel par excellence de la RFID pour la mise sur pied d’une
logistique intelligente et l’implémentation de projets recourant aux
transpondeurs RF.
Outre ces connaissances génériques, le VIL soutient aussi les entreprises
souhaitant démarrer un projet pilote RFID. L’apport de connaissances spécifiques
à la pratique est une des grandes missions du VIL. www.vil.be, expert Luc
Pleysier : luc.pleysier@vil.be
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