REGISTRO DOI:10.5281/zenodo.10357993
Matheus Dal Rovere Alquati1
Fabiana Florian2
Resumo: A Identificação por Radiofrequência (RFID, do inglês Radio Frequency Identification) é uma tecnologia de transmissão de dados sem fio através de sinais de rádio, possibilitando a identificação automática em diversos processos. Essa técnica está em crescente utilização na indústria de diversos setores. Este trabalho tem como objetivo descrever o princípio de funcionamento do sistema RFID e apresentar um estudo de caso de sua implementação em uma empresa do ramo têxtil. A tecnologia RFID implementada nesse contexto visa reduzir custos e tempo na contagem e identificação de estoque, além de desempenhar um papel significativo nas vendas dos produtos da empresa.
Palavras-chave: RFID, Sistema, Industria Têxtil, Implementação
1 INTRODUÇÃO
O RFID tem se destacado em várias áreas de pesquisas, incluindo os setores industrial, comercial e até mesmo no âmbito pessoal. Essa inovação tecnológica é aplicável em todas as áreas que demandam automação no reconhecimento ágil e automático de dados, permitindo a identificação de objetos sem a necessidade de contato físico. Isso é viabilizado por meio de sistemas web ou até mesmo aplicações mais robustas, como aquelas utilizadas no controle de grandes estoques (Finkenzeller, 2010).
Além disso, de acordo com Douglas Ciriaco (2007), o RFID vem sendo usado para diversas atividades, entre elas, o rastreamento de cargas, rastreamento de animais, cobranças automáticas, pagamento via celular e principalmente para o controle e contagem de produtos em estoque.
De acordo com Hunt e Puglia (2007), o sistema RFID é fundamentalmente composto por três componentes: etiqueta ou tag, leitor e um servidor. É importante destacar que um sistema RFID pode ser configurado com múltiplas tags e leitores. As tags transmitem informações para o leitor de etiquetas (transceiver), e os dados resultantes são, então, encaminhados para um servidor de banco de dados. Dessa maneira, as informações são capturadas e decodificadas na aplicação correspondente.
Concomitantemente ao avanço dessa tecnologia, inúmeras pesquisas emergiram com o objetivo de aprimorar e aperfeiçoar seu desempenho. A demanda significativa de tempo e recursos financeiros que muitas empresas destinam à contagem e identificação de seus produtos é, de alguma forma, prejudicial para elas. Este desafio foi ressaltado no estudo conduzido pelos alunos Holanda, Oliveira e Wanderley (2014) durante o Simpósio de Excelência de Gestão e Tecnologia.
A pesquisa baseou-se na análise de uma fábrica de baterias elétricas, onde a identificação e contagem dos produtos demandavam vários dias e um considerável número de funcionários.
A indústria têxtil, caracterizada pela produção em larga escala e diversidade de produtos, enfrenta desafios significativos no que diz respeito à gestão eficiente de seu estoque. A necessidade de contar e identificar itens de forma precisa e ágil é essencial para garantir um controle efetivo dos materiais e produtos. Nesse contexto, a tecnologia RFID emerge como uma solução inovadora e eficaz. Ao utilizar etiquetas RFID em cada item, a indústria têxtil pode automatizar o processo de contagem e identificação, eliminando a dependência de métodos manuais demorados e propensos a erros. Com o RFID, as informações são transmitidas sem fio para leitores, agilizando a coleta de dados e proporcionando uma visão em tempo real do estoque. Isso não apenas reduz os custos operacionais associados à contagem manual, mas também melhora a precisão e a eficiência na gestão das informações, permitindo que as empresas respondam de maneira mais ágil às demandas do mercado. Dessa forma, a implementação do RFID na indústria têxtil não apenas otimiza os processos internos, mas também impulsiona a competitividade ao proporcionar uma gestão mais inteligente e ágil dos recursos.
Em síntese, a implementação da tecnologia RFID na indústria têxtil representa uma iniciativa estratégica e inovadora que visa transformar positivamente os processos operacionais e a gestão de estoque. Este estudo se propõe a explorar de maneira aprofundada os impactos dessa implementação em uma empresa têxtil específica, analisando como o RFID pode otimizar a contagem e identificação de itens, reduzindo custos operacionais e proporcionando uma gestão mais eficiente. Ao compreender os desafios enfrentados pela indústria têxtil e os potenciais vantagens oferecidas pela tecnologia RFID, este artigo busca contribuir para a construção de uma base sólida de conhecimento, incentivando a adoção de práticas inovadoras que impulsionem a competitividade e a sustentabilidade no cenário industrial atual.
2 – REVISÃO BIBLIOGRÁFICA
2.1 HISTÓRIA
A origem da tecnologia RFID remonta à Segunda Guerra Mundial, quando as nações em conflito empregavam radares para detectar a aproximação de aeronaves, embora sem a capacidade de identificar se eram inimigas ou aliadas. Foi durante esse período que os alemães descobriram um método simples: ao retornarem à base, ao girarem suas aeronaves, o sinal refletido ao radar era modificado, proporcionando uma diferenciação na identificação das aeronaves. Esse método, considerado o primeiro RFID passivo, permitia aos técnicos identificar que se tratavam de aviões alemães (SANTINI, 2006).
Segundo Santini (2006) a história do RFID de maneira mais concreta teve início em 1973. Naquele ano, o americano Mario W. Cardullo obteve a patente para um sistema ativo RFID com memória regravável. Paralelamente, Charles Walton, um empreendedor da Califórnia, também conquistou a patente para um sistema passivo no mesmo ano, utilizado para destrancar portas sem a necessidade de chaves. Vale ressaltar que esses primeiros sistemas operavam em baixa frequência (LF – Low Frequency), especificamente a 125 kHz.
2.2 ARQUITETURA DO FUNCIONAMENTO DO SISTEMA RFID
Segundo Alecrim e Marques (2023), o sistema RFID representa uma tecnologia de conexão wireless que possibilita a transmissão de dados por meio de radiofrequência. Este padrão é empregado em etiquetas eletrônicas, viabilizando o rastreamento ou identificação de objetos a distância. A aceitação abrangente no mercado se deve à sua capacidade de operar sem a necessidade de proximidade física entre o dispositivo leitor e a etiqueta, sua durabilidade e a eficiência na comunicação, o que o torna essencial em aplicações como prevenção de furtos, identificação e contagem de estoques.
Conforme Soares (2018), para um desempenho eficaz, essa tecnologia demanda apenas quatro componentes essenciais: tag, leitor, antena e um software de gerenciamento. Em termos de funcionamento do sistema RFID, Haddad, Rizzotto e Maldonado (2016) afirmam que cada item é equipado com uma etiqueta RFID contendo informações cruciais e únicas sobre si mesmo. Nas instalações da empresa, indústria ou varejo, são distribuídas, antenas, leitores, portais e prateleiras RFID, os quais se comunicam com o servidor. O servidor, por sua vez, integra as informações da etiqueta com o ERP (Enterprise Resource Planning), frequentemente referido como o “sistema nervoso central” de uma empresa. O ERP é um sistema de gestão integrado capaz de organizar diversas áreas da empresa em um único sistema, gerenciando os dados em um banco de dados unificado. Isso permite o controle abrangente de todas as informações contidas na etiqueta. A estrutura de um sistema RFID genérico é ilustrada na Figura 1.
Figura 1. Funcionamento de um sistema RFID genérico
Fonte: Haddad, Rizzotto, Maldonado (2016)
2.1.1 TAGS, ETIQUETAS OU TRASNPONDERS
De acordo com Ávila (2012), a etiqueta inteligente RFID é um microchip ligado a uma antena. A etiqueta capta os sinais de radiofrequência e envia sinais para um leitor, cada etiqueta possui um número de série único. Esse sistema possui dois tipos de etiquetas, a etiqueta passiva e a ativa, ambas as tags transmitem suas informações para um leitor no momento em que é detectado um sinal de radiofrequência.
As etiquetas ativas são dotadas de uma fonte de alimentação interna, como, por exemplo, uma bateria. Essa característica confere a elas diversas vantagens, como a capacidade de se comunicar eficientemente com leitores menos potentes e transmitir informações por períodos mais prolongados. Além disso, essas etiquetas geralmente apresentam memórias mais amplas, podendo alcançar até 128 Kbytes. No entanto, como desvantagem, destacam-se por serem fisicamente maiores e terem um custo financeiro mais elevado. Os transponders RFID ativos são comumente usados para proteger o controle de acesso. (HUNT; PUGLIA; PUGLIA, 2007).
Por outro lado, as etiquetas passivas, ao não possuírem uma bateria interna, obtêm a energia necessária para transmitir dados a partir do sinal enviado pelo leitor. Apesar de seu alcance ser mais limitado e da capacidade de memória ser menor, essas etiquetas se destacam por serem significativamente menores e mais econômicas de serem produzidas (HUNT; PUGLIA; PUGLIA, 2007).
A Figura 2 exibe uma antena passiva.
Figura 2. Etiqueta inteligente utilizada no sistema RFID
Fonte: FINKENZELLER, K (2003)
2.1.2 LEITOR
A função do leitor é adquirir os dados das tags e disponibilizá-los em uma interface gráfica ou armazená-los em um banco de dados. Além disso, os leitores também possuem a capacidade de escrever nas tags, utilizando o princípio mestre-escravo. Nesse sistema, o leitor assume o papel de mestre, enquanto a tag desempenha o papel de escravo. Nessa dinâmica, o leitor comanda a tag, que, por sua vez, envia uma resposta de volta ao leitor, como exemplificado na Figura 3.
Figura 3. Representação do princípio mestre-escravo de um sistema RFID
Fonte: Soares (2018)
Para que ocorra o processo de troca de informações e o fluxo de dados, são utilizados vários tipos de frequências. No entanto, as frequências mais comuns adotadas para esse tipo de sistema são as HF (High Frequency) e as UHF (Ultra High Frequency). As frequências HF situam-se na faixa de 13,56MHz, enquanto as UHF operam entre 860MHz e 960MHz. Já para as tags LF (Low Frequency), são adotadas frequências que variam de 30kHz a 300kHz, sendo a maioria delas operacional na faixa de 125kHz a 134,2kHz. (Soares, 2018)
2.1.3 ANTENAS
As antenas desempenham um papel crucial no processo, emitindo ondas de radiofrequência para ativar as tags, possibilitando assim a leitura ou gravação de dados nelas. Conforme destacado por Soares (2018), esses dispositivos irradiam ondas eletromagnéticas que, por sua vez, induzem uma corrente nas pequenas antenas das tags de radiofrequência passivas. Esse processo fornece energia ao microchip para modular um sinal de resposta contendo as informações armazenadas nas tags.
Ávila (2012) esclarece que tanto as etiquetas passivas de baixa tensão quanto os leitores costumam possuir antenas com o formato de espiras. Essa configuração facilita a formação de um campo magnético, sendo a principal fonte de alimentação para o transponder passivo, que não utiliza bateria interna, ao contrário do transponder ativo.
Os leitores também são equipados com antenas, essenciais para a emissão de ondas de rádio. Soares (2018) complementa, mencionando que as antenas apresentam diversos formatos devido a uma série de fatores técnicos, incluindo a distância entre o leitor e a etiqueta, a potência de transmissão, a frequência operacional, entre outros. A Figura 4 ilustra um exemplo de antena de banda larga, permitindo sua utilização em implantações globais, proporcionando uma excelente relação custo-benefício e uma estrutura simplificada de RFID.
Figura 4. Antena convencional de banda larga para
Um sistema RFID.
Fonte. Rfidbrasil (2017)
2.2 SEGURANÇA DA RADIOFREQUÊNCIA
O RFID incorpora uma ampla variedade de tecnologias computacionais e conexões em redes, o que resulta em um aumento das possibilidades de riscos associados à sua aplicação. Para uma implementação segura do RFID, as empresas precisam conscientizar-se dos riscos envolvidos e desenvolver estratégias para mitigar possíveis ameaças ao desenvolvimento dessa tecnologia. Entre os principais riscos, destacam-se o Business Process Risk (Risco no Processo de Negócios), Business Intelligence Risk (Risco na Inteligência dos Negócios) e Externality Risk (Riscos Externos) (LIMA; MONTEIRO; PACHECO, 2010).
Soares (2018) aborda alguns tópicos essenciais para a segurança de um sistema RFID. A privacidade, garantindo que a informação esteja protegida contra interceptações não autorizadas. A autenticação, crucial no processo de transmissão de dados, assegurando que a informação transmitida seja captada pelo destinatário correto. A integridade, que garante que a informação transmitida não foi violada durante a transmissão. O repúdio, eliminando a possibilidade de negação por parte de qualquer uma das partes envolvidas (receptor ou remetente). A disponibilidade, assegurando que o sistema esteja sempre disponível para pessoas devidamente autorizadas.
O autor também apresenta algumas das principais formas de combater ameaças ao sistema de radiofrequência. A primeira abordagem é chamada de Killing, que essencialmente “mata” as tags, desativando-as permanentemente. Embora seja uma medida de privacidade altamente eficaz, essa abordagem descarta todos os benefícios que a tecnologia RFID poderia proporcionar aos consumidores após a compra de produtos com etiquetas de identificação.
Soares (2018) ainda destaca outro método eficaz chamado Gaiola de Faraday, baseado no princípio do uso de uma malha de metal impenetrável para ondas de rádio, com o objetivo de impedir a comunicação com dispositivos RFID. Os usuários podem adquirir Gaiolas de Faraday na forma de carteiras e capas para proteger seus dispositivos RFID contra leitores não autorizados.
Por fim, o Hash Lock é mencionado como um método crucial para a defesa do sistema RFID, especialmente em etiquetas com pouca memória. Este método de controle de acesso baseia-se em funções hash otimizadas no hardware das tags.
3.1 – DESIGNAÇÃO DO SISTEMA IMPLEMENTADO EM UMA EMPRESA DA ÁREA TEXTIL
A base deste trabalho é uma empresa têxtil que gerencia um extenso inventário, composto por cerca de 90 mil produtos, abrangendo os setores de estoque e vendas, com ênfase em artigos como roupas de cama, toalhas e cortinas. O aumento dessa variedade de produtos intensifica os desafios associados ao controle e contagem de estoque.
Antes da implementação do sistema RFID, a empresa dependia de um contingente de 10 funcionários que utilizavam planilhas impressas, demandando um tempo significativo estimado em 23 dias para a conclusão da contagem total do estoque. Diante desses desafios operacionais, a empresa decidiu adotar a tecnologia RFID com o objetivo principal de reduzir custos e otimizar o tempo necessário para a contagem abrangente de seus produtos.
A eficácia da instalação de um sistema RFID de última geração demanda uma consideração detalhada de diversos fatores. Isso inclui as características dos dispositivos utilizados no local, tais como frequência, modelo, formato e a possível interferência de frequências externas. Esses elementos devem ser minuciosamente avaliados, levando em consideração as dimensões do local onde a tecnologia será implementada. Essa abordagem abrangente é essencial para garantir a eficiência e a plena utilização dos benefícios proporcionados pelo sistema RFID na gestão do vasto inventário da empresa.
3.2 – COMPOSIÇÃO DO SISTEMA
O sistema RFID implementado na empresa desempenha um papel fundamental em dois setores distintos: o setor de estoque da fábrica e o setor de vendas da loja. No setor de estoque, o RFID é empregado para a contagem e identificação de produtos, enquanto no setor de vendas, o sistema é utilizado para facilitar a venda e registrar a saída dos produtos no software adotado pela loja.
Para a contagem de estoque, a empresa utiliza o leitor Sled RFD40 UHF RFID, que possui uma notável capacidade de leitura de mais de 1300 etiquetas por segundo, um alcance de 20 pés e uma bateria de 7000mAh. Além disso, a empresa conta com a Impressora RFID desktop ZD611R, responsável pela impressão das etiquetas RFID. No que se refere à parte de vendas e baixa de produtos, a empresa utiliza antenas de banda larga AN480 com uma faixa de trabalho em frequências de 865 até 956 MHz, um ganho de 6dBiL. O software 123RFID Desktop Fact Sheet é empregado para receber informações de dentro de um portal, um compartimento de metal com dimensões de 1,5m x 1,5m x 2m. Esse portal é utilizado para inserção dos produtos, proporcionando um ambiente livre de interferências externas, seja de outras tags ou de outras frequências que possam prejudicar o procedimento de leitura realizado pelo sistema de identificação. Essa estrutura garante a eficiência do processo e a precisão na gestão tanto do estoque quanto das operações de venda da empresa.
3.3 – FUNCIONAMENTO DE AMBOS OS SISTEMAS
O sistema de identificação e contagem de estoque usando RFID opera de maneira simples e distinta em comparação com códigos de barras; as etiquetas não necessitam de contato direto com o leitor. Para efetuar a leitura das tags, basta posicionar o leitor diante dos produtos, resultando na leitura das tags e sua contagem subsequente em um dispositivo separado, diretamente conectado ao software adotado pela empresa. A Figura 5 apresenta o dispositivo utilizado para a leitura das tags, enquanto a Figura 6 exibe o aparelho dedicado à contagem. Nesse processo, há uma garantia contra o risco de o leitor contabilizar o mesmo produto duas ou mais vezes, graças ao EPC, previamente mencionado como a identidade única de cada item.
Figura 5. Dispositivo Figura 6. Aparelho utilizado
Utilizado para a leitura das tags para contabilizar os produtos
Fonte: Autor (2023) Fonte: Autor (2023)
O sistema RFID para vendas e registro no sistema opera de maneira distinta. Nesse contexto, a empresa utiliza um compartimento de metal designado como “portal”, equipado com quatro unidades de antena RFID. Essas antenas recebem os dados armazenados nas etiquetas de cada produto dentro do portal. Em seguida, esses dados são transmitidos para um leitor também incorporado internamente ao compartimento. O leitor, por sua vez, encaminha todas essas informações para o software, permitindo a identificação de todos os produtos presentes no portal.
O portal é projetado com isolamento para evitar interferências de outras frequências que possam prejudicar o processo, seja de outros produtos nas proximidades ou de frequências mais potentes que possam impactar negativamente todo o funcionamento do sistema. Essa configuração assegura a precisão e eficiência no processo de identificação e registro de produtos durante as operações de venda. A Figura 7 apresenta o portal RFID.
Figura 7. Portal RFID, compartimento para a realização da identificação para a venda e baixa no sistema
Fonte: Autor (2023)
4 – CONSIDERAÇÕES FINAIS
A implementação da tecnologia RFID na indústria têxtil emerge como uma estratégia inovadora e essencial para otimizar operações e aprimorar a gestão de estoques. A partir da análise das funcionalidades do sistema RFID, evidencia-se sua capacidade de revolucionar processos que, anteriormente, demandavam recursos significativos em termos de tempo e mão de obra. A tecnologia RFID proporciona um salto qualitativo na eficiência da contagem e identificação de produtos, tornando-se um aliado crucial na superação dos desafios inerentes à gestão de estoques em empresas têxteis. A redução de custos operacionais, a agilidade na contagem de itens e a minimização de erros associados a métodos tradicionais são benefícios tangíveis e fundamentais. Além disso, ao considerar o contexto da indústria têxtil, onde a diversidade e o volume de produtos são substanciais, a implementação do RFID emerge como uma resposta assertiva para aprimorar a precisão, rastreabilidade e visibilidade dos produtos ao longo de toda a cadeia produtiva. A capacidade do RFID de integrar-se aos processos existentes, aliada à sua capacidade de resistir a condições adversas, torna essa tecnologia uma escolha estratégica para empresas têxteis que buscam modernizar suas operações. A visão holística proporcionada pela tecnologia RFID não apenas simplifica a gestão de estoques, mas também impulsiona a eficiência geral da empresa, proporcionando um diferencial competitivo no dinâmico cenário da indústria têxtil.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
ALECRIM, E.; MARQUES, A.; O que é RFID? Saiba Como Funciona Essa Tecnologia de Conexão. Artigo publicado no site tecnoblog.net (2023). Disponível em: https://tecnoblog.net/responde/o-que-e-rfid-entenda-como-funciona-essa-tecnologia/
ÁVILA, M.A; Identificação por Radiofrequência: Tecnologia Inteligente, Hospital Eficiente, Qualidade e Segurança Para o Paciente. Estudo feito pelo Instituto de Comunicação e Informação Científica e Tecnologia em Saúde – ICICT – Porto Alegre (2012). Disponível em: https://docs.bvsalud.org/biblioref/coleciona-sus/2012/28499/28499-469.pdf
CIRIACO, D. Como Funciona o RFID, Artigo escrito para o site Tecmundo.com.br, 17/08/ 2009. Disponível em: https://www.tecmundo.com.br/tendencias/2601-como-funciona-a-rfid-.htm Acesso em 17/03/2022.
FINKENZELLER, K. RFID Handbook Fundamentals and Applications in Contactless Smart Cards and Identification Second Edition. John Wiley & Sons Ltd Munich, Germany 2003.
HADDAD, C.R.; MALDONADO, M.U.; RIZZOTTO, F.H.; Revisão Estruturada da Literatura sobre RFID e suas Aplicações na Cadeia de Suprimentos. Revista Espacios (2016). Disponível em: http://www.revistaespacios.com/a16v37n08/16370820.html
HOLANDA, L.M.C.; OLIVEIRA, J.B.; WANDERLEY.M.N.D.; A implantação da Tecnologia Radio Frequency Identification (RFID) em processos logísticos de uma indústria de baterias, estudo publicado em 2014 no XI Simpósio de Excelência de Gestão e Tecnologia.
HUNT, V. D.; PUGLIA, A.; PUGLIA, M.: A Guide to Radio Frequency Identification. [S.l.]. John Wiley & Sons, Inc., 2007.
LIMA, L.C; MONTEIRO, F.V; PACHECO, G.F.C.; RFID Radio Frequency Identification – Estudo publicado pela Universidade Federal do Rio de Janeiro (2010) – Escola Politécnica – Departamento de Eletrotécnica – Engenharia de Controle de Automação. Disponível em: https://www.gta.ufrj.br/grad/10_1/rfid/index.html
OLIVEIRA, A.S.; PEREIRA, M.F.; Estudo da Tecnologia de Identificação por Radiofrequência – RFID, Projeto de Graduação na Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Elétrica, 12 de dezembro de 2006.
SANTINI, A.G.: Monografia (Sistema de informação). UNIFEV – Centro Universitário de Votuporanga, Votuporanga, 2006.
SOARES, R.C; Aspectos teóricos de segurança em RFID, Universidade federal da Paraíba, Centro de ciências aplicadas e educação, departamento de ciências exatas. (2018). Disponível em: https://repositorio.ufpb.br/jspui/bitstream/123456789/17163/1/RCS09112018.pdf
1 Graduando do Curso de Engenharia Elétrica da Universidade de Araraquara – UNIARA. Araraquara-SP. E-mail: mdralquati@uniara.edu.br
2 Orientador Docente do Curso de Engenharia Elétrica da Universidade de Araraquara – UNIARA. Araraquara-SP. E-mail: fflorian@uniara.edu.br