Tecnologias de suporte

As tecnologias Automatic Identification and Data Capture (AIDC) são métodos que identificam objetos de forma automática e armazenam informações sobre os mesmos em bases de dados (Rei, 2010). Existem diferentes tecnologias AIDC, como por exemplo os sistemas Radio Frequency Identification (RFID), os códigos de barras e os códigos bidimensionais (2D).

5.1.1. Códigos Impressos Códigos de barras

Os códigos de barras (barcodes, em inglês) são representações gráficas de dados alfanuméricos. Na Figura 27 estão descritos alguns exemplos de códigos de barras. A leitura dos dados é feita por um scanner que emite um feixe de radiação que percorre todas as barras, denominado leitor de código de barras. Nas zonas onde o código é escuro, a luz é absorvida e nas zonas onde o código é claro, a luz é refletida novamente para o leitor. A partir desta leitura, os dados são transferidos para um computador que os converte em carateres alfanuméricos. A sua utilização está muito difundida em várias áreas como indústria, comércio e serviços (Kato et al, 2010).

Códigos data matrix

Os códigos data matrix são baseados numa codificação bidimensional, normalmente num formato quadrangular a preto e branco, podendo armazenar 2335 carateres alfanuméricos. Na Figura 28 é representado um exemplo de um código data matrix.

Figura 28 - Representação de um código data matrix para um número com 20 dígitos

Os códigos data matrix são muito usados atualmente em diversas indústrias devido à sua grande concentração de informação em espaços reduzidos (Dita et al, 2011a). Os códigos são constituídos por duas fronteiras adjacentes em forma de “L” a traço contínuo, chamadas de

finder pattern, e as outras duas fronteiras com traço interrompido que definem o número de

linhas e colunas da matriz. Cada ponto do código é denominado de célula ou módulo. A Figura 29 dá um enquadramento do processo de identificação de um código data matrix.

Figura 29 - Processo de identificação de um código data matrix (Dita et al, 2011b) adaptado

Existem dois tipos de codificação possíveis para estes códigos. A codificação poderá ser feita conforme a norma ISO 646, com 128 carateres, ou conforme as especificações do utilizador, com 256 carateres. É permitida a codificação de carateres arábicos, gregos, hebreus, entre outros presentes na norma ISO 8859 (Kato et al, 2010).

Outro benefício do uso de códigos data matrix consiste na possibilidade de efetuar leituras dos códigos mesmo que os mesmos estejam parcialmente danificados (Dita et al, 2011b). A capacidade de correção de erros num código é medida pela capacidade de restauração da informação presente no código (Kato et al, 2010). Uma das vantagens mais importantes dos códigos data matrix é a sua pequena dimensão da marcação dos códigos. Para além disso, permite a compactação de informações mantendo a mesma capacidade de correção dos erros, e também a inversão de cores nas impressões dos códigos.

Os códigos data matrix podem ser lidos, através de um leitor ou sistema de visão artificial, independentemente da sua orientação, mesmo que o código esteja parcialmente danificado ou obstruído, com restrições de contraste mínimo, a distâncias de leitura e cadências máximas dependentes de sistema para sistema de leitura.

Códigos quick response

Os códigos quick response, também denominados de QR codes, foram inicialmente desenvolvidos pela Denso Wave em 1994. Estes códigos bidimensionais, têm uma deteção da posição através do padrão dos cantos da matriz codificada, como se pode observar na Figura 30. Estes códigos foram desenvolvidos, como o próprio nome indica, para terem leituras a alta velocidade, e para incluir carateres japoneses (que não era possível com os códigos data

matrix) (Kato et al, 2010).

Figura 30 - Constituintes básicos de um código quick response (Kato et al, 2010) 5.1.2. Radio Frequency Identification (RFID)

Radio Frequency Identification (RFID) é uma tecnologia AIDC que teve origem durante a Segunda Guerra Mundial para identificar quais as aeronaves que não deveriam ser atacadas. RFID é a designação genérica atribuída às tecnologias que utilizam as ondas rádio para identificar objetos, ou até pessoas, através de respostas eletromagnéticas (Prata, 2008). Esta, permite o armazenamento e a transmissão de informação por meio de ondas eletromagnéticas para circuitos integrados compatíveis em frequência de rádio (Kim, 2008).

Um sistema RFID é uma constituição de diversos elementos: leitores, etiquetas identificadoras (também denominadas de tags ou smart labels) e os softwares dedicados. Os leitores eletrónicos comunicam com os identificadores via rádio por meios de antenas (Azevedo, 2007, Prata, 2008). A referida comunicação pode ser unidirecional ou bidirecional. O uso mais comum dado à tecnologia RFID é a deteção e identificação de objetos através de um número único de identificação. Este número é armazenado num circuito integrado que é conectado a uma pequena antena, sendo este conjunto denominado de etiqueta identificadora; esta é acoplada aos objetos a serem marcados/identificados. Os leitores geram sinais que podem fornecer energia à etiqueta para que esta consiga transmitir a sua informação. Por sua vez o leitor, ao comunicar com a etiqueta, recebe a informação da mesma e transmite-a para um sistema informático que descodifica a informação, podendo armazená-la ou então pesquisar informações relativamente ao objeto na base de dados. A etiqueta inclui uma antena, um transmissor eletrónico, lógica de controlo e armazenamento. O envio e receção das informações, presentes na etiqueta identificadora, são feitos através da antena. O leitor capta o sinal que lhe é enviado, descodificando-o e transfere a informação para o processador principal (Azevedo, 2007, Kim, 2008). As informações contidas na etiqueta podem consistir

em designações do produto, referência do artigo, dados de produção, datas de expedição, entre outros.

As etiquetas podem ser classificadas segundo a fonte de alimentação, o seu alcance e a sua capacidade de armazenamento. Quanto à fonte de alimentação existem etiquetas ativas (Figura 31), passivas (Figura 32) e semi-passivas (Figura 33). As etiquetas ativas não necessitam de excitação exterior para emitir sinal, devido ao facto de possuírem uma fonte de alimentação própria integrada (Azevedo, 2007, Kim, 2008, Prata, 2008, Rei, 2010). Estas são apenas utilizadas para tarefas mais complexas, conseguem transmitir o sinal a maiores distâncias que as passivas, têm uma capacidade de armazenamento maior e para além disso suportam a integração de sensores (Prata, 2008). A informação destas etiquetas pode ser alterada (Azevedo, 2007). As etiquetas ativas são de maiores dimensões e têm também preços mais elevados, variando entre os 20 e os 100 euros, aproximadamente, enquanto que uma etiqueta passiva tem preços geralmente na ordem de dezenas de cêntimos (RFID-Journal, 2017).

Figura 31 - Etiqueta RFID ativa (Leirvag, 2011)

Figura 32 - Etiqueta RFID passiva (George, 2014)

Figura 33 - Etiqueta RFID semi-passiva (Long et al, 2012)

As etiquetas passivas não possuem uma fonte de alimentação inteira, a alimentação é feita pelo leitor no momento da leitura, permitindo ativar os seus circuitos e transmitir os dados armazenados. Por esta eliminação do armazenamento de energia, as etiquetas passivas podem possuir circuitos internos bastante mais simples. O leitor emite sinais de modo a que qualquer etiqueta que se encontre no raio de alcance lhe retorne informação por meio também de ondas eletromagnéticas (Prata, 2008).

As etiquetas semi-passivas têm um modo de funcionamento híbrido entre o das passivas e das ativas. Possuem alimentação interna para alimentar apenas os seus circuitos internos, e eventuais sensores acoplados, mas não serve para criar um sinal de rádio frequência para enviar para o leitor. (Prata, 2008)

Em 2002 começou o desenvolvimento de um novo sistema de etiquetas RFID, denominado Wi-Fi RFID, no qual as etiquetas podem ser identificadas através do uso de pontos de acesso Wi-Fi já existentes. Estes sistemas utilizam etiquetas ativas que podem ser localizadas e identificadas individualmente através do seu endereço MAC, utilizando as redes Wi-Fi

de instalação. O sistema Wi-Fi RFID é usado especialmente em Sistemas de Localização em Tempo Real (RTLS). A presença destes sistemas nas indústrias tem vindo a melhorar a produtividade e eficiência do negócio (Gonçalves, 2012). Um caso de sucesso foi a aplicação desta tecnologia na fábrica de pneus pertencente ao grupo Continental na França. Após a instalação deste sistema a fábrica teve um aumento de produção de 5000 pneus por dia, reduzindo também o desperdício de materiais em 20% (Swedberg, 2012).

A ISO (International Standards Organization) tem diversas normas para a identificação automática e para gestão de itens que utilizam RFID. Normas similares para sistemas de gestão são definidas pela série de normas ISO 18000. A norma ISO 14443 determina as frequências das ondas eletromagnéticas de comunicação para sistemas de pagamento e para cartões de proximidade (Kim, 2008, Rei, 2010).

5.1.3. Análise comparativa entre tecnologias

Ambas as tecnologias permitem uma identificação de objetos, facilitando a gestão de operações e permitindo uma maior automatização dos processos.

Os códigos impressos são passiveis de ser danificados gerando eventuais perdas de informação contida nos mesmos. O seu estado de preservação deverá ser tido em conta durante os processos, evitando todos os procedimentos que danifiquem a zona de marcação de código. Os códigos impressos não podem ser reprogramados, podem apenas ser substituídos por outros novos códigos. Os códigos de barras suportam quantidades menores de informação estática (tipicamente 20 carateres) (Gonçalves, 2012).

Ao contrário do código impressos, as etiquetas RFID não necessitam de estar à vista para poderem ser lidas, podendo estar impregnadas dentro do objeto (Rei, 2010). Na generalidade, a leitura das etiquetas RFID pode ser feita a distâncias mais longas do que a leitura dos códigos impressos. Os sistemas RFID podem ser adaptados para trabalho em ambientes adversos e apresentam tempos de resposta curtos, sendo possível ler 10 etiquetas RFID em menos de 1 ms. Contudo esta tecnologia acarreta um investimento inicial e custos de operação mais elevados, pode gerar eventuais erros de duplicação de dados, existe também a possibilidade de ataques informáticos, levantando problemas de confidencialidade/proteção de dados, podendo facilitar a espionagem industrial. Para além de todas estas questões levantadas, existem também limitações de propagação de sinal em ambientes com presença de metais e líquidos (Gonçalves, 2012).