RFID тагове за надеждно проследяване на замразени храни

Ако работите със замразени храни, вече знаете, че обичайните решения за проследяване често се провалят веднага щом бъдат подложени на реални условия на дълбоко замразяване. В заседателната зала всичко изглежда убедително, но във фризера етикетите започват да се отлепват, отчитането върху заскрежени кашони става непостоянно, палетите изчезват сред плътно запълнените коридори на хладилния склад и накрая някой произнася познатото, но безполезно заключение: вероятно RFID просто не работи при замразени продукти.

В повечето случаи това заключение е погрешно.

RFID може да работи изключително надеждно при операции със замразени храни, но само когато тагът, лепилото, повърхността на опаковката, моментът на поставяне и точката на отчитане са избрани според реалните условия във фризера, а не според тестове при стайна температура. Индустрията за замразени храни не се сблъсква само с едно условие, наречено ниска температура. Тя включва влага, скреж, конденз, резки температурни преходи, термосвиваемо фолио, овлажнен велпапе, плътно подредени палети, метални стелажи, мокри ръкавици, грубо товарене и кашони, престояли при минус двадесет градуса още преди някой да се опита да ги сканира. Именно тази комбинация обяснява защо толкова много RFID проекти за фризерни складове разочароват купувачите, които са избрали неподходящ таг и очакват той да се държи като стандартен складов етикет.

Надеждните RFID тагове за дълбоко замразяване обикновено не са някакви чудодейни продукти. Те просто са правилните продукти за конкретната задача. При повечето приложения за замразени храни това означава пасивни UHF RFID тагове, разработени за хладилната верига, комбинирани с етикети с лепило за фризерни условия при еднократни кашони и здрави капсуловани RFID тагове за многократни пластмасови каси, контейнери, палети и ролкови клетки. При някои операции са необходими и RFID тагове за метал за неръждаеми колички или метални стелажи, върху които стандартните етикети изобщо не работят надеждно. Подходящата конфигурация зависи от проследявания обект, момента на поставяне на тага, материала на опаковката и движението на продукта по хладилната верига.

Защо повечето RFID проекти за замразени храни се провалят

Последният фактор е по-важен, отколкото много купувачи предполагат. Кашон със замразена пица, транспортна кутия с морски дарове, многократна пластмасова каса със замразени пелмени и количка от неръждаема стомана в шоков фризер може да се нуждаят от проследяване, но не и от един и същ RFID таг. Често се говори за RFID таг за опаковки на замразени храни, сякаш това е една ясно определена категория. В действителност повърхностите, излагането на влага, необходимото разстояние за отчитане, циклите на повторна употреба и механичното натоварване са различни. Таг, който работи отлично върху сух велпапен кашон и е поставен преди замразяване, може да се провали върху мокра, обвита с фолио кутия, етикетирана след влизането ѝ в хладилния склад.

Износител на морски дарове в Циндао установява това по трудния начин. Компанията иска по-добра видимост на кашоните със замразени скариди, предназначени за различни международни клиенти. При първия пилотен проект е използван стандартен UHF RFID етикет, избран основно заради привлекателната цена. При тестовете на закрито той се отчита добре, но проблемите започват след това. Таговете, поставени върху вече охладени кашони, не залепват достатъчно здраво, около краищата им се натрупва скреж, а ефективността на отчитане намалява след преместването в зона за дълбоко замразяване. Не е било необходимо компанията да се отказва от RFID. Нужни са били устойчиви на замразяване RFID етикети с лепило за студени повърхности и по-ранно поставяне в процеса на опаковане, преди кашоните да достигнат крайната ниска температура. След тези две промени проектът става значително по-надежден.

Този модел се повтаря постоянно. Самият таг е важен, но моментът на поставянето му често е също толкова решаващ. Една от основните причини RFID таговете за замразени храни да се провалят е прекалено късното им поставяне. Етикетът се нанася, когато опаковката вече е студена, влажна или леко заскрежена, а от лепилото се очаква да прилепне така, както върху чист и сух кашон при стайна температура. Това е нереалистично очакване при неподходящи условия за монтаж. В много предприятия лесното решение е RFID етикетът да се постави по-рано, докато опаковката е суха и стабилна, след което вече маркираният продукт да бъде преместен във фризера.

Производител на готови ястия в Белгия открива това при внедряване за кашони с различни замразени блюда. Оперативният екип обвинява RFID доставчика, тъй като след палетизирането краищата на някои етикети започват да се извиват. По-задълбочената проверка показва, че етикетирането е било преместено по-късно в производствения процес с цел спестяване на няколко секунди. В резултат таговете се поставят по-близо до охладената зона върху кашони с повърхностна влага. След връщането на процеса към по-суха точка преди окончателното охлаждане същият тип UHF RFID етикети за фризери започва да работи много по-добре.

Затова купувачите на RFID тагове за хладилната верига трябва да зададат по-конкретен въпрос от това кой таг издържа на отрицателни температури. Правилният въпрос е: кой таг работи върху моята действителна опаковъчна повърхност, при моята температура на поставяне, с моята плътност на складиране и в моята точка на отчитане? Точно тук надеждните проекти се разграничават от неуспешните.

Операциите със сладолед са показателен пример. На пръв поглед сладоледът изглежда като поредната категория замразени продукти, но на практика често е по-труден за проследяване. Плътният продукт, кондензът при обработка, бързото комплектоване, движението на смесени кашони и честите преходи между зони създават тежки условия за слаби тагове. Дистрибутор на сладолед в Минесота установява, че RFID проследяването на палети дава добри резултати, но проследяването на отделни кашони е нестабилно. Причината е малък етикетен инлей, който губи постоянство при плътно подреждане на тежки продукти и преминаване през заледени товарни зони. Екипът преминава към по-подходящ пасивен UHF RFID етикет, променя позицията му към по-чиста страна на кашона и настройва зоната за отчитане на изходния портал. Системата започва да работи, защото изборът на таг и конфигурацията на четене най-сетне съответстват на реалната среда.

Позицията на тага е друг често подценяван фактор. Дори правилният RFID таг за замразени храни може да стане ненадежден, ако бъде поставен на място, където се натрупва скреж, кашоните се трият при завои на конвейера, стреч фолиото го притиска прекомерно или плътността на съседните продукти пречи на стабилното отчитане. Понякога купувачите тестват един таг върху отделен кашон в открито пространство и приемат, че резултатът ще остане същият, когато двеста кашона бъдат подредени, опаковани и поставени в метален стелаж. Това не е реалистичен тест. Поведението на опаковките се променя съществено при действителната геометрия на палетното складиране.

Предприятие за замразени зеленчуци в Нидерландия се сблъсква точно с този проблем. Тестовете с единични кашони дават отлични резултати, но отчитането на изходящите палети е непостоянно. Причината не е качеството на RFID чипа. Етикетите са били поставени твърде ниско, където палетната основа и плътното подреждане ограничават видимостта им. След преместването на RFID етикета върху по-подходяща страна на кашона и настройването на портала според реалния поток на палетите точността се подобрява значително. Същото продуктово семейство и същият склад дават по-добър резултат благодарение на по-практична конфигурация.

Многократните транспортни средства създават различно предизвикателство. Ако се проследяват пластмасови каси, изолирани контейнери или тави за хладилни помещения, обикновените еднократни RFID етикети рядко са най-доброто решение. Тези активи преминават през многократно измиване, удари, стържене и цикли на охлаждане. В такива случаи надеждното решение често са здрави капсуловани RFID тагове, закрепени механично или чрез индустриален метод, подходящ за многократна употреба. Купувачът, който се опитва да спести чрез еднократен етикет върху многократна каса, обикновено плаща по-късно чрез честа подмяна и ненадеждно отчитане.

Производител на замразени пелмени в Тайланд разбира това, след като се опитва да проследява многократни пластмасови съдове между опаковането и фризерната зона. Самозалепващите етикети изглеждат евтини и удобни, докато циклите на измиване и грубата обработка не започват да ги откъсват. Компанията преминава към капсуловани RFID тагове за многократни контейнери и икономическата логика на проекта се променя. Цената на един таг е по-висока, но той остава функционален достатъчно дълго, за да изпълнява предназначението си.

Металът добавя още едно ниво на сложност. Хладилните складове са изпълнени с метални стелажи, оборудване от неръждаема стомана и подвижни метални активи, върху които стандартните фризерни етикети не работят добре. При проследяване на складови колички, стоманени клетки или неръждаеми работни маси обикновено е необходим RFID таг за метал. Стандартният етикет, поставен върху метал, може да изглежда подходящ през първия ден, но да отчита слабо впоследствие. Металната повърхност променя поведението на антената, а ниската температура само прави неправилния избор по-очевиден.

Предприятие за птиче месо в Полша многократно среща затруднения при проследяването на колички от неръждаема стомана, влизащи в зона за дълбоко охлаждане. Първоначално е използван универсален таг за хладилната верига, тъй като средата е студена и активът преминава през фризер. Реалната повърхност обаче е неръждаема стомана и непостоянното отчитане не изчезва. След преминаване към подходящ RFID таг за метал, предназначен за метални активи в студени среди, системата се стабилизира. Изводът е прост: студът е част от проблема, но металът също трябва да бъде отчетен.

Друга честа грешка е предположението, че всички лепила за фризерни условия са почти еднакви. Това не е така. Някои са предназначени за нанасяне върху повърхности при стайна температура, които впоследствие се охлаждат. Други позволяват ограничено поставяне върху вече студени повърхности. Поведението им се различава върху велпапе, фолио, каширан картон или пластмаса за многократна употреба. Някои издържат добре при статично съхранение, но се представят по-слабо при триене, мокра обработка или многократни преходи между фризер и зона с околна температура. Определението RFID етикет за фризер звучи убедително, но само по себе си не показва дали продуктът е подходящ за конкретния материал и начин на обработка.

Логистичен оператор за хладилни складове в Ню Джърси установява това, когато се опитва да стандартизира един RFID етикет за различни опаковки на своите клиенти. Тагът работи добре върху сухи велпапени кашони на един клиент, но слабо върху каширани кутии и гладки опаковки с външно фолио на друг. Първоначално компанията приема това за необясним проблем с качеството. Реалната причина е промяната на основата без промяна на стратегията за етикетиране. След като операторът приема, че един RFID етикет за хладилен склад не може да работи еднакво добре върху всички материали, управлението на ефективността става много по-лесно.

Важно е също да се определи какво точно трябва да бъде отчитано. Някои операции със замразени храни не се нуждаят от видимост на ниво отделен продукт или дори отделен кашон. За тях са достатъчни надеждно проследяване на палети, потвърждение при товарна рампа или контрол на многократни активи. В такива случаи работещият таг може да бъде по-голям, по-здрав и не толкова дискретен от етикет за кашони. Разумният купувач не търси непременно най-усъвършенствания таг, а този, който съответства на нивото на проследяване и носи реална бизнес стойност.

Група за дистрибуция към супермаркети в Северна Германия постига добри резултати, като избягва прекомерно усложняване на проекта. Първоначално екипът смята, че е необходимо RFID проследяване на всеки входящ кашон със замразена продукция. След тестовете става ясно, че реалният проблем е видимостта на палетите в зоните за дълбоко замразяване и при изходящото експедиране. Проектът е насочен към здрави тагове за палети и многократни транспортни носители, вместо да преследва съвършено отчитане на ниво кашон там, където възвръщаемостта е по-малка. Това прави внедряването по-практично и по-убедително за оперативния екип.

Разбира се, някои категории изискват по-подробно проследяване. Висококачествени морски дарове, месо за износ, замразени хлебни съставки и чувствителни готови храни могат да оправдаят видимост на ниво кашон или контейнер, особено когато са важни проследимостта, точността на доставките и изискванията на клиентите. Но и в тези случаи успехът зависи от съобразяването с физическите характеристики на опаковката и процеса. Надеждните RFID тагове за дълбоко замразяване се избират след реални тестове върху действителни опаковки и при реален студен поток, а не според рекламно заглавие в каталог.

Специализиран доставчик на хлебни съставки във Франция е добър пример. Компанията изпраща замразени блокове масло и тестени компоненти в плътно подредени кашони и иска по-добро потвърждение на изходящите поръчки за износ. Вместо да избере първия RFID етикет с впечатляваща температурна характеристика, екипът тества няколко пасивни UHF RFID тага върху различни покрития на кашоните, схеми за подреждане на палетите и преходи през товарната зона. Един етикет има голям обхват на открито, но губи постоянство след обвиване с фолио. Друг залепва добре, но се отчита слабо в плътни редове. Окончателният избор не е най-впечатляващият на хартия, а този, който продължава да работи, когато палетите изглеждат като реални изходящи пратки.

Именно изразът продължава да работи трябва да бъде водещ за купувачите. Замразените храни не възнаграждават красивите демонстрации. Необходими са стабилни резултати при ниска температура, влага, плътно складиране, висока скорост и обичайно механично натоварване. Ако тагът работи добре само когато кашонът е изолиран, сух и внимателно поднесен към четеца, това не е решение за проследяване на замразени храни. Това е лабораторен тест.

Износител на готови ястия в Чили почти прекратява проекта си именно заради тази разлика. Инженерният екип одобрява RFID таг след чисти стендови тестове, но реалната операция включва конденз при престой, плътно опаковане на палетите и бързо товарене през частично открита рампа. Когато действителната среда е включена в изпитванията, слабостите стават очевидни. Окончателното решение включва по-подходящ RFID етикет за фризер, по-ранно поставяне и по-тясна портална зона, настроена според реалната траектория на палетите. Нито една от тези промени не е особено впечатляваща сама по себе си, но заедно правят системата използваема.

Трите типа RFID тагове, които работят при дълбоко замразяване

Кои RFID тагове действително работят при дълбоко замразяване? В повечето операции със замразени храни те попадат в три практични групи. Първата включва пасивни UHF RFID етикети за фризерни условия, предназначени за велпапени кашони и външни опаковки и по възможност поставени преди дълбокото охлаждане, докато повърхността е чиста и суха. Втората включва здрави капсуловани RFID тагове за многократни пластмасови каси, контейнери, палети и други активи от хладилната верига, които преминават през измиване и интензивна употреба. Третата група са RFID таговете за метални колички, стелажи и оборудване, върху които стандартните етикети се провалят поради влиянието на метала върху антената. Това са основните работещи решения. Останалите решения са адаптации според вида на опаковката, складовата геометрия и целите на работния процес.

Износител на замразени плодове в Турция прилага този многослоен подход, след като среща проблеми с идеята за универсално решение. Компанията се опитва да използва едно семейство етикети за кашони, многократни контейнери и метално оборудване в зоната за подготовка. Резултатите закономерно са непостоянни. След разделянето на приложението на три типа активи и избора на подходящи RFID тагове проектът се стабилизира. Кашоните получават правилните фризерни етикети, многократните контейнери – устойчиви капсуловани тагове, а металните транспортни средства – специализирани тагове за метал. Идеята не е революционна, а просто отговаря на реалните оперативни условия.

Именно този реалистичен подход често разделя успешните RFID проекти за хладилната верига от неуспешните. Индустрията за замразени храни се нуждае от практични решения. Купувачите не се нуждаят от лекция за бъдещето на интелигентните опаковки, ако етикетите им се отлепват в тунела за шоково замразяване. Те се нуждаят от тагове, които издържат на реалната работа, лепила, съответстващи на действителните условия на поставяне, и позиции, които позволяват отчитане дори след обвиване и поставяне на палетите в стелажи. Трябва да е ясно дали даден етикет е предназначен за кашон, контейнер, палет или метален актив. Изпитването трябва да се извърши в реалния фризер, а не само в удобен офис.

В крайна сметка най-надеждните RFID тагове за дълбоко замразяване не са продуктите с най-смелите рекламни обещания. Това са таговете, избрани според реалните условия на хладилната верига: материал на основата, температура, влага, плътност на складиране, начин на обработка и точка на отчитане. Те се поставят в правилния етап от процеса и се съобразяват с вида на проследявания актив. След въвеждането на тази дисциплина проследяването на замразени храни престава да изглежда като експеримент и се превръща в надежден начин за подобряване на складовата отчетност, точността на експедирането, видимостта на активите и ежедневния контрол в една от най-тежките среди за RFID технологията.