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RFID
in de voedingsindustrie
Het tijdperk van de hype is voorbij
version française
De investering in de RFID-oplossing loont. Een Belgisch familiebedrijf
gespecialiseerd in het verpakken van kwaliteitsaardappelen kon door het inzetten
van RF-tags – in combinatie met een sterk doorgedreven automatisering van de
activiteiten en met het verregaande informatiesysteem – de nodige doelstellingen
realiseren en winsten genereren. Hierdoor kan de onderneming verder groeien.
De onderneming behandelt elk jaar zo’n 60.000 ton aardappels. Het koopt en teelt
aardappels die vooral in bulk met een vrachtwagen naar het bedrijf gebracht
worden. Daarna worden de aardappels geconditioneerd en worden ze in houten
bakken, die tot 1.250 kg aardappels kunnen bevatten, in de gekoelde magazijnen
van het bedrijf gestapeld. Daar blijven ze ongeveer vijf dagen. Sommige
variëteiten worden gedurende enkele maanden bewaard in speciale koelkasten. Op
vraag van de grote distributieketens worden de aardappels dan afgevuld in
verpakkingen die in de winkelrekken terechtkomen.
Het project
De aardappels komen in bulk toe en worden gelost op de transportbanden. Na
het lossen worden de aardappels ontdaan van de overtollige aarde en gewassen.
Daarna vindt het ‘kalibreren’ plaats, een sortering op maat. Er worden zowat 15
variëteiten verwerkt, met elk 4 tot 5 kalibers. De aardappels worden na een
zorgvuldige klantgerichte kalibratie per lot opgevangen in de palletboxen, die
vanuit een geautomatiseerd stapelmagazijn willekeurig worden opgehaald. Wanneer
een lot van een vrachtwagen wordt gelost, worden de palletboxen in dezelfde
cyclus gevuld onder de kalibratielijn. Hier worden de goederen gekoppeld aan de
palletbox via RF-tags. De palletboxen die uitgerust zijn met een RF-tag, kunnen
via een geinformatiseerd MES (Manufacturing Execution System) en een
traceerbaarheidssoftware perfect gevolgd worden, waarbij alle noodzakelijke
informatie over het lot wordt opgeslagen.
De gevulde palletboxen worden via volledig geautomatiseerde transportsystemen
naar het magazijn gebracht. Ook de geautomatiseerde transportlijn maakt gebruik
van de RF-tags. Via een viertal lezers en PLC’s (Program Logic Controllers)
worden de rollenbanen aangestuurd. Het is belangrijk een goed zicht te hebben op
de drie koelruimtes van elk 3.000 m2, waar de producten tot op 7 a 8 meter
hoogte gestapeld worden in ruim 2.000 palletboxen, en op de goederen die in
zo’n 3.000 palletboxen in externe koelruimtes worden opgeslagen voor
langetermijnbewaring. Daarvoor wordt een beroep gedaan op de combinatie van
RF-tags en een zeer doorgedreven warehouse management systeem (WMS). De
chauffeur van de heftruck wordt door het WMS met de palletbox naar de juiste
magazijnlocatie gestuurd. De voorraad wordt ingedeeld per variëteit en kaliber.
In het WMS kan nu volledig gevisualiseerd worden waar, welke, en hoeveel
goederen voorhanden zijn, in welke toestand ze verkeren (ouderdom) en van welk
lot ze afkomstig zijn. Meteen kan snel worden nagegaan welke mogelijke
bestellingen kunnen geleverd worden. Deze informatie is enkel beschikbaar
doordat de RF-tags de gegevens van de goederen koppelen aan de palletbox. De
RF-tags koppelen ook informatie als de leveringsdatum aan de locatie, zodat
volgens het principe ‘first-in first-out’ kan geleverd worden. Dit omwille van
de houdbaarheid. Vanuit de WMS- en de MES-software wordt beslist welke
palletboxen aan de bestellingen van klantorders worden gekoppeld. Zodra dit
bekend is, wordt de chauffeur van de vorkheftruck door het WMS verwittigd en
aangestuurd om welbepaalde palletboxen uit het magazijn te halen en op de
geautomatiseerde rollenbanen te plaatsen, zodat de zakken kunnen afgevuld
worden. Hierbij wordt de precieze plaats van de goederen vermeld. Via de RF-tags
wordt gecontroleerd of de chauffeur de correcte goederen manipuleert, zodat de
juiste aardappelen in de overeenstemmende verpakking terechtkomen. De gevulde
zakjes krijgen alle een nieuw lotnummer dat aan het oorspronkelijk lotnummer
wordt gekoppeld. De goederen worden gepalletiseerd en zij verlaten het magazijn
via een van de vijf laadkaden.
Projectorganisatie
Het project werd gerealiseerd door twee partijen. Een eerste was
verantwoordelijk voor de hele automatisering en de opbouw van de transportbanen.
Een tweede leverancier leverde het WMS, het MES en de traceerbaarheidssoftware.
Deze laatste stelde voor om RF-tags te gebruiken, en integreerde de oplossing
zowel in de software als in de automatisering van de lijnen. De organisatie
hield het projectmanagement in eigen beheer.
Technologie
RF-tags: er wordt gewerkt met passieve read-only RF-tags, gebaseerd op 125
KHz-technologie.
RF-lezers: vijf RF-lezers werden langs de transportbanen en op de afvullijn
geplaatst. Het zijn RF-lezers met een geïntegreerde antenne. Daarnaast zijn ook
enkele handmatige RF-lezers in gebruik genomen.
Integratie: de integratie van de RF-tagoplossing met het WMS en het MES gebeurt
via PLC’s die informatie uitwisselen van en naar de databestanden. Dit gebeurt
door middel van TCP/IP-communicatie. De handmatige lezers kunnen RF-tags lezen
(loggen van serienummers). Via een datatransfereenheid of ‘docking station’
wordt het RF-tagnummer gecommuniceerd met het WMS. De gegevens worden dan
gevisualiseerd op een computerscherm.
Resultaten en evaluatie
De voordelen van de nieuwe werkwijze overtreffen de verwachtingen, in het
bijzonder wat de klantenservice betreft. De verhoogde visibiliteit en
traceerbaarheid zijn belangrijke troeven voor de organisatie. De keuze van de
technologie is hieraan ondergeschikt. De RF-tags leveren op verschillende
plaatsen een ‘meerwaarde’:
- De identificatie van de goederen via de RF-tag aan de palletbox: de 15
variëteiten met elk 4 tot 5 kalibers worden herkend.
- De koppeling van de lotgegevens aan de palletboxen: via een ingebouwde RF-tag
worden de palletboxen aan de gegevens in het databestand gekoppeld, waarbij de
volgende gegevens worden bijgehouden’: variëteit; kaliber; kwaliteit; locatie;
hoeveelheid; leverdatum; bewaartijd (houdbaarheid).
- De visibiliteit van de voorraad: wat hebben we in voorraad, in welke toestand
en waar staat het? Gezien niet met rekken wordt gewerkt, vormt de palletbox
hierbij eveneens de magazijnlocatie.
- De aansturing van de herbevoorrading: bij de telers (bulk) en vanuit de
externe magazijnen (palletboxen, maar nog niet geconditioneerd).
- De aansturing van de vullijnen: wat moet aan de productie geleverd worden?
- De controle op het aantal dagen voorraad bij het bedrijf.
- De controle op de af te vullen goederen: wordt het juiste product naar de
juiste klant gestuurd?
Er waren ook enkele ‘struikelblokken’ in het project:
- De standaardisatie van de hardware (RF-lezers).
- De veranderingen in de procedures: het aanpassen van de denkwijze met het oog
op een optimaal gebruik van het systeem.
- Het genereren van bruikbare managementrapporten.
- Het personeel: kleine probleempjes werden opgeblazen tot enorme proporties,
terwijl ze eigenlijk geen enkele belemmering vormden voor een correct gebruik
van de technologie.
De ROl (Return On Investment) van de hele lijn wordt geschat op 3 jaar. De
organisatie staat positief tegenover deze investering.
Business case
Zoals eerder gemeld, maakt de RF-investering deel uit van een veel groter
geheel, namelijk de nieuwe lijn voor het proces van lossen tot leveren. Toch
heeft het management getracht de kosten van het RF-tag gebeuren duidelijk af
te bakenen. De baten kunnen opgesomd worden maar ze zijn niet altijd
kwantificeerbaar in termen van opbrengsten. In ieder geval is er op het gebied
van doeltreffend beheer een aanzienlijke verbetering merkbaar ten opzichte van
de vroegere situatie.
De kosten: de totale kostprijs van de RF-tagoplossing wordt door het management
geschat op zo’n € 55.000 en kunnen als volgt worden verdeeld:
- RF-tags: 5.000 RF-tags aan € 5 per stuk = € 25.000
- RF-lezers: 5 RF-lezers van € 1.000 per stuk + 2 van € 2.500 per stuk = €
10.000.
- 1 extra server ter waarde van € 2.500.
- Extra integratiekosten voor het gebruik van RF-tags: € 12.500.
- Extra interne management uren die gepresteerd werden in verband met RFID: 20
uren aan € 150 = € 3.000.
- De vijf personen die met het systeem werken, kregen elk een halve dag
opleiding: 4 x 5 manuren à € 50 = € 1.000.
De baten: van de totale meerwaarde die het nieuwe systeem heeft opgeleverd,
kunnen de volgende opbrengsten worden toegeschreven aan het gebruik van RF-tags:
- Goederenontvangst: de data-input is efficiënter en telt minder fouten. Door de
automatische koppeling van de palletbox, de teler, het lotnummer, de variëteit
en het kaliber werd de manuele input geminimaliseerd
- Stockbeheer: door de verhoogde visibiliteit van de voorraad kunnen de volgende
voordelen worden gerealiseerd: een hogere verkoop door de verhoogde aanwezigheid
van de juiste goederen (een omzetstijging van 1 à 2%); een correcte afstemming
van de herbevoorrading op het verbruik, zodat er geen extra stock moet
aangehouden worden (een daling van de voorraad met 5 %). Deze voorraaddaling
versnelt de totale doorstroming en reduceert het ‘bullwhip’-effect; de reductie
van de voorraad van niet -verkochte goederen; de reductie van de duur van de
stockcontrole (een besparing van 2 manuren per week, oftewel € 2.500 op
jaarbasis).
- Inventaris: omdat de stockcontrole continu gebeurt, kan het aantal
voorraadtellingen worden verminderd. Dit betekent een besparing van ongeveer 2
manweken of ongeveer € 2.000 per jaar.
- Verzending: door de gegevens die gekoppeld zijn aan de palletbox te
controleren met deze van de picklijst (order), is het aantal leveringsfouten
verminderd. Hierdoor is een verhoogde klantentevredenheid ontstaan, die als
meeropbrengst echter moeilijk te becijferen is.
- Transport: door het opstellen van een volledige traceerbaarheid weet men
precies welke aardappels van welk lot naar welke klant worden gestuurd,
inclusief de verschillende verpakkingsnummers. Dergelijke informatie verhoogt
de klantenservice.
- Terugnames: men is in staat om bij kwaliteitsproblemen een product zeer
selectief op lotniveau uit de handel te nemen. Dit beperkt de omvang van de
terugnames, en het verhoogt de snelheid en de correctheid waarmee de betrokken
klanten kunnen bereikt worden.
- Supply chain management: men beschikt over meer nauwkeurige informatie over de
geleverde partijen, zoals de hoeveelheid aarde, vuil en uitval. Deze
gedetailleerde managementinformatie maakt een betere evaluatie, selectie en
bijsturing van de telers mogelijk.
- Asset management: het gebruik van RF-tags vereenvoudigt het beheer van de
pool van 5.000 palletboxen (reinigen, stockeren, beschadigingen, historiek...).
De volgende stappen
De functionaliteit van het RF-tagsysteem en het beheer van de palletboxen
zullen nog verder uitgebreid worden. De organisatie verwacht dat in de komende
jaren ook projecten met RF-tags zullen worden opgestart bij de klanten, de
telers en de concurrentie. Het management is van oordeel dat binnen afzienbare
tijd ook een koppeling tussen het eigen ordersysteem en het
herbevoorradingssysteem van de klanten noodzakelijk zal zijn. Het bedrijf merkt
tenslotte op dat met RFID perfect aan de hogere eisen van de klanten kan worden
tegemoetgekomen. Zodra de prijs van RF-labels zakt tot enkele eurocentiemen,
zal de organisatie overwegen om ook de verpakte goederen individueel met een
RF-tag uit te rusten. <<
Bron: Vlaams Instituut voor de Logistiek (www.vil.be)
La RFID
L’ère du battage publicitaire est passée
L’investissement dans une solution de RFID est payant. Une société familiale
belge, spécialisée dans l’emballage de pommes de terre de qualité, a pu réaliser
les objectifs fixés et générer des bénéfices en mettant en œuvre des
transpondeurs RF, en combinaison avec une automatisation des activités très
exacerbée et un système d’information poussé.
L’entreprise traite chaque année quelque 60.000 tonnes de pommes de terre. Elle
vend et cultive des pommes de terre qui sont surtout acheminées en vrac par
camion vers l’entreprise. Ensuite, les pommes de terre sont conditionnées et
entassées dans des bacs en bois, pouvant contenir un maximum de 1250 kg de
pommes de terre, puis disposés dans les entrepôts frigorifiques de l’entreprise.
Elles y restent environ cinq jours. Certaines variétés sont conservées durant
plusieurs mois dans des réfrigérateurs spéciaux. Les pommes de terre sont
ensuite conditionnées dans des emballages qui aboutissent dans les rayons des
magasins, en fonction de la demande des grandes chaînes de distribution.
Le projet
Les pommes de terre arrivant en vrac sont déversées sur des convoyeurs.
Ensuite, elles sont débarrassées de la terre superflue, puis lavées. L’étape
suivante est le ‘calibrage’ ; il s’agit d’un tri en fonction de la taille. La
société traite une quinzaine de variétés, présentant chacune de 4 à 5 calibres.
Après un soigneux calibrage effectué en fonction du client, les pommes de terre
sont collectées par lot dans des caisses palettes qui sont enlevées
aléatoirement pour être stockées dans un entrepôt à empilage automatisé. Tout
lot de pommes de terre déchargé d’un camion est directement réparti dans des
caisses palettes placées sous la ligne de calibrage. Dès cet instant, les
marchandises de ce lot sont reliées à la caisse palette via les transpondeurs
RF. Les caisses palettes équipées d’un transpondeur RF peuvent être entièrement
suivies à l’aide d’un MES informatisé (Manufacturing Execution System) et un
logiciel de traçabilité. Toutes les informations utiles relatives au lot sont
conservées.
Les caisses palettes remplies sont amenées via des systèmes de transport
entièrement automatisés dans l’entrepôt. La ligne de transport automatisée
utilise également les transpondeurs RF. Un PLC (Program Logic Controller)
commande les convoyeurs à rouleaux à l’aide de quatre lecteurs. Il est important
d’avoir une bonne vue sur les trois espaces frigorifiques de 3000 m² chacun, où
les produits sont empilés sur une hauteur de 7 à 8 mètres dans quelque 2000
caisses palettes, ainsi que sur les marchandises stockées dans environ 3000
caisses palettes dans des espaces frigorifiques extérieurs pour une conservation
à long terme. Pour cela, la société recourt à des transpondeurs RF et un système
de gestion d’entrepôt (WMS) très élaboré. Ce WMS communique au cariste du
chariot élévateur l’emplacement dans l’entrepôt où il doit placer la caisse
palette. Le stock est réparti par variété et par calibre. Le WMS permet de
visualiser complètement la position, la quantité et la variété des marchandises
disponibles, leur état (vieillesse) et leur provenance (lot). Ces informations
permettent de vérifier rapidement les commandes pouvant être fournies. Les
informations sont uniquement disponibles grâce à la liaison assurée par les
transpondeurs RF avec les données des marchandises contenues dans la caisse
palette. Les transpondeurs RF fournissent aussi des informations telles que la
date de livraison à cet emplacement, afin de pouvoir livrer les marchandises
selon le principe ‘first-in first-out’, ceci en raison de la durée de
conservation. Sur la base des logiciels WMS et MES, la société détermine les
caisses palettes à relier aux commandes des clients. Dès que cette information
est connue, le cariste du chariot élévateur à fourche est averti et guidé par le
WMS pour retirer de l’entrepôt les caisses palettes spécifiques et les placer
sur les convoyeurs à rouleaux automatisés en vue de remplir les sacs. L’endroit
exact des marchandises est mentionné. Par le biais des transpondeurs RF, on
contrôle si le cariste manipule les bonnes marchandises afin d’être sûr que ce
soient bien les pommes de terre choisies qui aboutissent dans l’emballage
adéquat. Les sacs remplis reçoivent tous un nouveau numéro de lot qui est relié
au numéro de lot initial. Les marchandises sont ensuite palettisées et quittent
l’entrepôt via un des cinq quais de chargement.
Organisation du projet
Le projet a été réalisé par deux intégrateurs. Le premier était responsable
de l’ensemble de l’automatisation et de la construction des convoyeurs. Le
deuxième fournisseur a livré le WMS, le MES et le logiciel de traçabilité. Ce
dernier a proposé l’utilisation de transpondeurs RF et a intégré la solution
tant dans le logiciel que dans l’automatisation des lignes. La société a gardé
la gestion du projet en interne.
Technologie
Transpondeurs RF
Le projet utilise des transpondeurs RF read-only passifs, basés sur la
technologie 125 KHz.
Lecteurs RF
Cinq lecteurs RF ont été placés le long des convoyeurs et sur la ligne de
remplissage. Ce sont des lecteurs RF à antenne intégrée. Plusieurs lecteurs RF
portables sont également utilisés.
Intégration
L’intégration de la solution de transpondeur RF avec le WMS et le MES passe par
des PLC qui échangent les informations de et vers les fichiers de données. Cela
se fait au travers d’une communication TCP/IP. Les lecteurs portables peuvent
lire les transpondeurs RF (enregistrement des numéros de série). Via une unité
de transfert de données ou ‘station d’accueil’, le numéro du transpondeur RF est
communiqué au WMS. Les données sont alors visualisées sur un écran informatique.
Résultats et évaluation
Les avantages de la nouvelle méthode de travail dépassent les attentes, en
particulier au niveau du service aux clients. L’accroissement de la visibilité
et de la traçabilité est un atout important pour la société. Le choix de la
technologie y est subordonné. Les transpondeurs RF fournissent à différents
endroits une ‘plus-value’.
L’identification des marchandises de la caisse palette à l’aide du transpondeur
RF: les 15 variétés déclinées dans 4 à 5 calibres sont identifiées.
La liaison des données de lot aux caisses palettes: grâce à un transpondeur RF
intégré, les caisses palettes sont reliées aux données du fichier de données.
Les données suivantes sont tenues à jour: variété, calibre, qualité,
emplacement, quantité, date de livraison, durée de conservation.
La visibilité du stock: qu’avons-nous en stock, dans quel état et où? Etant
donné que l’entrepôt n’a pas de rayons, la caisse palette constitue
simultanément l’emplacement dans l’entrepôt.
La gestion du réapprovisionnement: chez les cultivateurs (vrac) et à partir
d’entrepôts externes (caisses palettes non conditionnées).
La conduite des lignes de remplissage: que faut-il fournir à la production?
Le contrôle de la quantité de jours de stock au sein de la société.
Le contrôle des marchandises à conditionner: envoi du bon produit au bon client.
Le projet présentait aussi plusieurs ‘pierres d’achoppement’:
la standardisation du matériel (lecteurs RF)
Les changements de procédures: adaptation du mode de réflexion en vue d’une
utilisation optimale du système
La génération de rapports de gestion utilisables
Le personnel: des petits problèmes ont été gonflés exagérément alors qu’ils ne
présentaient quasi aucune entrave à l’utilisation correcte de la technologie.
Le retour sur investissement de l’ensemble de la ligne est évalué à 3 ans. La
société se montre positive quant à cet investissement.
Business case
Comme mentionné précédemment, l’investissement RF fait partie d’un ensemble
nettement plus grand, à savoir la nouvelle ligne destinée au processus allant du
déchargement à la livraison. Pourtant, le management a tenté de clairement
délimiter les frais liés aux transpondeurs RF. Les avantages peuvent être cités
mais ils ne sont pas toujours quantifiables en termes de profit. De manière
globale, on peut noter une amélioration considérable en matière d’efficacité de
gestion par rapport à l’ancienne situation.
Les coûts
Transpondeurs RF: 5.000 transpondeurs RF à 5 € pièce = 25.000 €
Lecteurs RF: 5 lecteurs RF à 1.000 € pièce + 2 à 2.500 € pièce = 10.000 €.
1 serveur supplémentaire d’une valeur de 2.500 €.
Frais d’intégration supplémentaires pour l’utilisation de transpondeurs RF:
12.500 €.
Heures de gestion interne prestées en extra pour la RFID: 20 heures à 150 € =
3.000 €.
Les cinq personnes qui utilisent le système ont reçu chacune une formation d’une
demi-journée: 4 x 5 heures/homme à 50 € = 1.000 €.
La direction estime le prix total de la solution des transpondeurs RF à environ
55.000 €
.
Les avantages
De la plus-value globale apportée par le nouveau système, les profits
suivants peuvent être attribués à l’utilisation de transpondeurs RF.
Réception de marchandises: l’acquisition de données est plus efficace et génère
moins d’erreurs. Grâce à la liaison automatique de la caisse palette, du
cultivateur, du numéro de lot, de la variété et du calibre, l’acquisition
manuelle a été minimisée.
Gestion du stock: la visibilité accrue du stock a permis d’obtenir les avantages
suivants: une hausse des ventes grâce à la présence accrue des marchandises
correctes (une hausse du chiffre d’affaires de 1 à 2%); une harmonisation
correcte du réapprovisionnement et de la consommation, permettant de ne pas
devoir tenir de stock supplémentaire (une baisse du stock de 5 %). Cette baisse
du stock accélère le délai de commercialisation global et réduit l’effet ‘coup
de fouet’; la réduction du stock de marchandises invendues; la réduction du
temps de contrôle du stock (une économie de 2 heures/homme par semaine, soit
2.500 € sur une base annuelle).
L’inventaire: puisque le stock est contrôlé en permanence, les comptages peuvent
être réduits. Cela représente une économie d’environ 2 semaines/homme, soit
2.000 € par an.
L’envoi: une baisse des erreurs de livraison en raison du contrôle des données
reliées à la caisse palette et à celles de la liste d’enlèvement (commande).
Cela a engendré une plus grande satisfaction des clients, ce qui est toutefois
difficile à chiffrer en termes de revenus supplémentaires.
Le transport: grâce à la mise sur pied d’une traçabilité complète, la société
sait exactement de quel lot proviennent les pommes de terre envoyées à tel
client, y compris les différents numéros d’emballage. Ces informations
augmentent le service fourni au client.
Rappels: en cas de problèmes de qualité, le lot du produit incriminé peut être
retiré du commerce de manière très sélective. Cela limite l’ampleur des rappels
et améliore la vitesse et l’exactitude avec lesquelles les clients concernés
peuvent être prévenus.
Gestion de la chaîne d’approvisionnement: la société dispose de plus
d’informations précises sur les lots fournis, telles que la quantité de terre,
de crasse et de déchets. Ces informations détaillées permettent une meilleure
évaluation, sélection et adaptation des cultivateurs.
Asset management: l’utilisation de transpondeurs RF simplifie la gestion du parc
de 5.000 caisses palettes (nettoyage, stockage, dégâts, historique...).
Les étapes futures
La fonctionnalité du système de transpondeurs RF et la gestion des caisses
palettes seront étendues encore davantage. La société table sur le démarrage,
dans les prochaines années, de projets intégrant des transpondeurs RF chez les
clients, les cultivateurs et la concurrence. La direction est d’avis qu’il
faudra sous peu mettre sur pied une liaison entre le système de commandes
interne et le système de réapprovisionnement des clients. La société note
finalement que la RFID permet de rencontrer parfaitement les exigences plus
sévères des clients. Dès que le prix des étiquettes RF descendra à quelques
eurocents, elle envisagera équiper également d’un transpondeur RF les emballages
individuels de marchandises.
Source : Vlaams Instituut voor de Logistiek (www.vil.be)
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