Tese de mestrado integrado. Engenharia Electrotécnica e de Computadores (Major Automação). Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2009

Estágio realizado na empresa Martifer COnstruções e orientado pelo Eng.º Tiago Côrte-Real Cachim / Tese de mestrado integrado. Engenharia Industrial e Gestão. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2010

Die Grundlage für eine hohe Bestandsgenauigkeit ist die unternehmensübergreifende Identifikation und Nachverfolgung von Waren, die mit automatisierten Identifizierungstechnologien (Auto-ID-Technologien) ermöglicht wird. Die Einführung der Auto-ID-Technologie des Barcodes hat die Industrie vor mehr als 30 Jahren fundamental verändert. Darauf aufbauend versprechen neuere Auto-ID-Technologien wie die „Radio Frequency Identification“ (RFID) Probleme wie die Nichtverfügbarkeit von Waren, eine intransparente Diebstahlrate oder Warenschwund durch eine bessere Nachverfolgung aller Waren und eine höhere Bestandsgenauigkeit zu lösen. Die Vorteile von RFID gegenüber dem Barcode sind unter anderem die höhere Datendichte, die größere Robustheit gegenüber Umwelteinflüssen sowie die schnellere und mehrfache Erfassung von Gegenständen. Viele Unternehmen sehen sich jedoch vor allem nach der Implementierung einer RFID-Infrastruktur mit einer Vielzahl von Problemen konfrontiert. Aspekte wie wenig Unterstützung durch das Management, interner Widerstand durch Mitarbeiter, Probleme bei der Integration von Hardware und Software und vor allem eine mangelnde Datenqualität verhindern, dass die prognostizierten positiven Effekte erreicht werden können. Derartige Phänomene werden passend unter dem Begriff „Credibility Gap“ zusammengefasst. Dieser beschreibt die Problematik, dass es insgesamt an Verfahren, Methoden und gezielter Unterstützung mangelt, um die in der Literatur umfangreich versprochenen positiven Effekte tatsächlich und nachhaltig zu realisieren. Passend werden die erwarteten Einsparungen und Verbesserungen durch den RFID-Einsatz oftmals als Expertenschätzungen und sogar als größtenteils rein spekulativ bezeichnet. Das Ziel dieser Dissertation ist es, Praktikern das Erreichen der positiven RFID-Effekte zu ermöglichen. Hierzu wurden vielfältige Untersuchungen auf Basis einer langfristigen Kooperation mit einem der weltweit größten Bekleidungshändler durchgeführt, indem ein RFID-Implementierungsprojekt begleitet und intensiv mitgestaltet wurde. Zunächst wird bestätigt, dass die prognostizierten Vorteile der RFID-Technologie tatsächlich nicht allein durch die Implementierung der benötigten Infrastruktur erreicht werden können. Als Grund werden hohe Bestandsungenauigkeiten der verwendeten Bestandssysteme identifiziert, die sowohl auf technische als auch auf menschlich verursachte Fehler zurückzuführen sind. Als Folge ist die RFID-Datenqualität nicht verlässlich. Die Dissertation setzt an den Problemen des Credibility Gap an und diagnostiziert bei einer bereits implementierten RFID-Infrastruktur zunächst die Fehler und Ursachen der mangelnden Datenqualität. Darauf aufbauend werden Maßnahmen und Handlungsanweisungen vorgestellt, mit deren Hilfe die Fehler behoben und die Infrastruktur schließlich verbessert und überwacht werden kann. Um insgesamt die Anforderungen der Praxis und der Wissenschaft erfolgreich miteinander zu verknüpfen, wird als Forschungsmethode eine neuartige Kombination zweier Ausprägungen der Aktionsforschung verwendet. Als Ergebnis werden einerseits für Praktiker hilfreiche Frameworks und Tests zur Fehlerbehebung, Überwachungskennzahlen sowie Regeln des effektiven RFID-Systemmanagements beschrieben. Alle durchgeführten und in der Dissertation vorgestellten Maßnahmen führen nachweislich zu einer erhöhten Datenqualität eines implementierten RFID-Systems und stellen Möglichkeiten zur kennzahlenbasierten Visualisierung der RFID-Prozessperformance bereit. Andererseits wird ein Modell für die Verwendung der Aktionsforschung vorgeschlagen sowie eine umfangreiche Validierung der Methodik durchgeführt. Auf diese Weise wird neben der Praxisrelevanz der Ergebnisse auch die Präzision der Forschungsergebnisse sichergestellt. Sämtliche Ergebnisse dienen als Basis für vielfältige Forschungsansätze. So ermöglichen eine höhere Verlässlichkeit und Datenqualität der RFID-Informationen aussagekräftigere Analysen. Weiter sind durch fehlerkorrigierte Prozessdaten neuartige Methoden des RFID-Data-Mining denkbar. Dieser Forschungsbereich ist nach wie vor größtenteils unberührt und bietet enormes Potential, weitere durch RFID in Aussicht gestellte Vorteile zu realisieren. / The automatic identification, tracking and tracing of goods is a prerequisite for stock accuracy. In the 1980s, the barcode as an automatic identification technology substantially changed retail operations. On this basis, the rise of radio-frequency identification (RFID) in the past years was meant to solve problems such as unavailability of products, theft and shrinkage through a higher product transparency along the supply chain. Benefits of using RFID instead of using the barcode are an increased data density, a higher degree of resistance to environmental effects as well as a bulk identification of items, among others. However, companies still face a series of problems after implementing a RFID infrastructure. Issues like low management support, internal resistance among the staff, complex soft-/hardware integration issues as well as low data quality prevent companies from gaining the expected benefits. These phenomena properly are described as a „credibility gap“. This term refers to the lack of methods and procedures, to achieve the effects discussed in literature. Consequently, the expected benefits and improvements through using RFID technology are declared as expert estimates or even purely speculative assumptions. The aim of this dissertation is to facilitate practitioners in gaining the positive effects of RFID. For this purpose, an investigation in the scope of an RFID implementation project conducted by one of the world’s largest fashion retailers has been accomplished. It can be initially confirmed that a RFID implementation alone does not necessarily result in (expected) benefits. Reasons identified are various inconsistencies between the RFID and the existing inventory system caused by both technical and human issues. As a result, the RFID stock information is not reliable. Given the objective to solve the described problems associated with the credibility gap, reasons for poor data quality are identified in a first step. Subsequently, systematic procedures are introduced aiming to solve these issues in order to improve and to monitor the RFID infrastructure. To expand scientific knowledge and simultaneously assist in practical problem-solving, a novel combination of two action research types is used. On the one hand, several error-handling procedures, monitoring options and specific rules for an effective RFID system management for practitioners are described. All introduced measures demonstrably increase data quality of the implemented RFID system and provide indicator-based tools to review the RFID process performance. On the other hand, an application model for action research including a validation of the specific research method is proposed. This approach contributes to both dimensions of the rigor and relevance framework. These findings may serve as a basis for further research in various directions. An increased reliability of RFID information enables more meaningful analyses, accordingly. In addition, error-corrected processes and data lead to new methods of RFID data mining, which still poses a widely untapped area of research.

The present dissertation investigates the management of RFID implementations in retail trade. Our work contributes to this by investigating important aspects that have so far received little attention in scientific literature. We therefore perform three studies about three important aspects of managing RFID implementations. We evaluate in our first study customer acceptance of pervasive retail systems using privacy calculus theory. The results of our study reveal the most important aspects a retailer has to consider when implementing pervasive retail systems. In our second study we analyze RFID-enabled robotic inventory taking with the help of a simulation model. The results show that retailers should implement robotic inventory taking if the accuracy rates of the robots are as high as the robots’ manufacturers claim. In our third and last study we evaluate the potentials of RFID data for supporting managerial decision making. We propose three novel methods in order to extract useful information from RFID data and propose a generic information extraction process. Our work is geared towards practitioners who want to improve their RFID-enabled processes and towards scientists conducting RFID-based research. / Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit dem Management von RFID Implementierungen im Einzelhandel. Dabei leistet die Arbeit einen Beitrag, indem wichtige aber bisher in der wissenschaftlichen Fachliteratur nur wenig beachtete Aspekte beleuchtet werden. Hierfür werden drei Studien zu drei relevanten Managementaspekten durchgeführt. Zunächst wird die Kundenakzeptanz im Bezug auf pervasive Retail Applikationen betrachtet und mithilfe der Privacy Calculus Theorie ermittelt, welche Aspekte für die Kundenakzeptanz pervasiver Systeme besonders relevant sind. In Studie zwei wird eine RFID-gestützte Roboterinvnetur anhand einer Simulationsstudie evaluiert. Die Studie zeigt, dass eine durch Roboter durchgeführte Inventur für einen Einzelhändler zu empfehlen ist, falls die Roboter tatsächlich mit den von den Herstellern beworbenen Erkennungsraten arbeiten. In der dritten und letzten Studie werden die Potenziale von RFID-Daten zur Entscheidungsunterstützung des Managements evaluiert. Es werden drei Methoden vorgestellt um aus RFID-Daten nützliche Informationen zu gewinnen. Abschließend wird ein generisches Vorgehensmodell zur Informationsextraktion entwickelt. Die Arbeit ist sowohl an Praktiker gerichtet, die ihre RFID-basierten Prozesse verbessern möchten, als auch an Wissenschaftler die RFID-basierte Forschung betreiben.

Contrairement à un système d'identification plus traditionnel tel que le code à barres, la nouvelle technologie RFID (Radio Frequency IDentification) utilise des ondes radio fréquence pour transmettre des données entre une étiquette et un lecteur pour pouvoir identifier, localiser ou suivre une entité dans une chaîne d'approvisionnement. Cette propriété lui procure certains avantages (facilité d'accès à l'information, suivi continu, amélioration de l'exactitude des données, détection du vol et de la contrefaçon, etc..) par rapport à d'autres systèmes d'identification et de capture de données. Nous partons du constat que l'utilisation de cette nouvelle technologie permettra aux acteurs de la chaîne logistique de pouvoir partager une information de meilleure qualité, plus exhaustive et fiable concernant le flux physique et le suivi de la localisation produits. Or, l'hypothèse implicite considérée dans la plupart des modèles classiques de gestion de stock est que l'on a une connaissance parfaite du flux entrant et sortant. L'objectif de recherche sera d'intégrer dans ces modèles des dégradations venant fausser le flux nominal et d'en analyser les conséquences (en termes de coût additionnel). Un accent fort sera mis sur le développement de solutions combinant efficacité et simplicité. L'accent sera mis aussi sur le mode de partage du coût de cette technologie entre plusieurs acteurs de la chaîne logistique : serait-il mieux de partager les bénéfices de cette technologie dans un environnement de coordination ou dans un environnement de compétitivité entre acteurs? Les résultas de cette thèse porte sur l'élaboration de modèles théoriques -de type gestion de stock – concernant la production, la distribution et l'approvisionnement dans une chaîne logistique et faisant intervenir et le coût et les gains potentiels de cette nouvelle technologie d'identification automatique.

L'Internet des objets est un large sujet qui englobe tous les objets communicants comme les réseaux de capteurs et les systèmes RFID. Ce mémoire résume mes principales contributions dans l'auto-organisation et le passage à l'échelle de la RFID active et passive, plus précisément au travers des intergiciels RFID et des réseaux de capteurs et d'actionneurs sans fil. Cette HDR résume les études et solutions proposées à différents niveaux pour ces différents types de réseaux : auto-organisation, localisation, routage, contrôle de topologie.

<p>Radio Frequency Identification RFID är en teknologi för att kunna identifiera produkter via radiovågor, detta med hjälp av radiosändare. Denna uppsats intresserar sig för hur RFID kan användas i tillverkningsföretag och om tekniken kan förbättra och förenkla materialflödesprocesserna. RFID är en relativt komplicerad teknik därför har denna uppsats som syfte att ge företag praktiska tips inför en implementering. För att kunna besvara problemformuleringen har Hästens Sängar AB används som praktikfall. Intervjuer har även gjorts med RFID leverantörer och av företag som idag använder RFID, för att få det praktiska perspektivet.</p><p>RFID används mer och mer i tillverkningsföretag även om utvecklingen har gått långsammare än förväntat. Tekniken kan enligt teorin förbättra kontrollen i följande processer: beställning & lager, tillverkningsprecision, plockkvalitet och leveransprecision.</p><p>Tekniken kan förbättra kontrollen och därmed effektivisera arbetsprocessen vilket i sin tur genererar tidsbesparing och ökad lönsamhet. Det finns dock risker med RFID, såsom höga kostnader, bristen på standarder och ökad sårbarhet.</p><p>Det bör göras uträkningar på avkastning på investeringen innan RFID implementeras. Tidsbesparing och ökad vinst av kontroll är något som behövs räknas ut och analyseras. Efter det börjar implementeringsfasen. Det är viktigt att tänka på att RFID måste vara individuellt utformat för att fungera optimalt. RFID är inget ”plug and play” system, det kommer att behövas en lång testperiod med justeringar efter att systemet är implementerat. Det är även viktigt att ha en noga utformad kravspecifikation och uppsatta mål som utfallet kan jämföras mot.</p><p>För att RFID ska kunna öka kontrollen krävs det att systemet fungerar felfritt. Det finns dock externa material som kan försämra användningen. Metall och vätska kan försämra taggarnas radiovågor. Även utomhusklimat som inkluderar hög/låg temperatur, fukt och dimma försämrar taggarnas sändningsförmåga. Det kan även finnas högspänningsledningar hos företagen som försämrar taggarnas funktion. Det är därför viktigt att analysera dessa problem innan en implementering utförs. För att motverka sådana komplikationer kan olika sorters taggar användas och även olika frekvenser på radiovågorna.</p><p>RFID är en teknik som om den fungerar till fullo kan öka möjligheten till kontroll och jämförelse vilket i sin tur kan leda till ökad kvalitet även till ökad effektivitet vilket leder till ökad lönsamhet.</p><p>Nyckelord: RFID, Supply Chain Management, implementering, processförbättring</p>

<b>Context</b>. This thesis takes an opportunity perspective. Radio Frequency Identification technology (RFID) has showed potential in enhancing and optimizing supply chains. For Pan Nordic Logistics (PNL), this represents an interesting opportunity and a possibility to enhance goods flow, increase quality, and gain competitive advantage. <b>The study</b>. This study has looked at how RFID could benefit PNL. A number of opportunities have been identified. Of these opportunities, the ‘Hub’ in Jönköping has been analyzed in further detail. The current logistics process has been mapped out in order to determine where in the logistics process the technology could have the optimal impact. Since it is not possible to perform a full financial evaluation without benchmarking and measuring the effects of RFID, a framework have been provided for future measurement, evaluation, and implementation. <b>Findings and recommendations</b>. This study concludes that an RFID implementation at the ‘Hub’ in Jönköping is ‘most likely’ to be financially feasible. RFID is a promising technology that should be taken to the next level. A small-scale implementation is recommended in order to ‘try out’ the technology and to fully evaluate how it could be adapted to fit existing solutions of PNL such as computer systems. If implemented, this trial should serve to map out the financial side of the technology using the provided framework. It is currently neither possible, nor feasible to fully understand the financial impact of the technology. Such a forecast would be imprecise and possible misleading.

Radio Frequency Identification RFID är en teknologi för att kunna identifiera produkter via radiovågor, detta med hjälp av radiosändare. Denna uppsats intresserar sig för hur RFID kan användas i tillverkningsföretag och om tekniken kan förbättra och förenkla materialflödesprocesserna. RFID är en relativt komplicerad teknik därför har denna uppsats som syfte att ge företag praktiska tips inför en implementering. För att kunna besvara problemformuleringen har Hästens Sängar AB används som praktikfall. Intervjuer har även gjorts med RFID leverantörer och av företag som idag använder RFID, för att få det praktiska perspektivet. RFID används mer och mer i tillverkningsföretag även om utvecklingen har gått långsammare än förväntat. Tekniken kan enligt teorin förbättra kontrollen i följande processer: beställning &amp; lager, tillverkningsprecision, plockkvalitet och leveransprecision. Tekniken kan förbättra kontrollen och därmed effektivisera arbetsprocessen vilket i sin tur genererar tidsbesparing och ökad lönsamhet. Det finns dock risker med RFID, såsom höga kostnader, bristen på standarder och ökad sårbarhet. Det bör göras uträkningar på avkastning på investeringen innan RFID implementeras. Tidsbesparing och ökad vinst av kontroll är något som behövs räknas ut och analyseras. Efter det börjar implementeringsfasen. Det är viktigt att tänka på att RFID måste vara individuellt utformat för att fungera optimalt. RFID är inget ”plug and play” system, det kommer att behövas en lång testperiod med justeringar efter att systemet är implementerat. Det är även viktigt att ha en noga utformad kravspecifikation och uppsatta mål som utfallet kan jämföras mot. För att RFID ska kunna öka kontrollen krävs det att systemet fungerar felfritt. Det finns dock externa material som kan försämra användningen. Metall och vätska kan försämra taggarnas radiovågor. Även utomhusklimat som inkluderar hög/låg temperatur, fukt och dimma försämrar taggarnas sändningsförmåga. Det kan även finnas högspänningsledningar hos företagen som försämrar taggarnas funktion. Det är därför viktigt att analysera dessa problem innan en implementering utförs. För att motverka sådana komplikationer kan olika sorters taggar användas och även olika frekvenser på radiovågorna. RFID är en teknik som om den fungerar till fullo kan öka möjligheten till kontroll och jämförelse vilket i sin tur kan leda till ökad kvalitet även till ökad effektivitet vilket leder till ökad lönsamhet. Nyckelord: RFID, Supply Chain Management, implementering, processförbättring

This Master thesis has been made for Volvo Group Trucks Operations, Logistics Services (VGLS) in Gothenburg. Other companies within the Volvo Group and Volvo Car Corporation (VCC) have been involved during the process, including Volvo Trucks Umeå (VTU), Volvo Trucks Tuve (VTT) and Volvo Cars Body Components (VCBC) in Olofström. The thesis has examined activities within the supply chain process between three factories, VCBC – VTU – VTT. The different companies at each location serve different purposes in the supply chain, ultimately leading to a finished truck. To get a complete truck it takes different types of resources and thus an effective and well-functioning infrastructure to cope with the transportation of resources in an efficient way. VGLS is the provider of logistics services between the factories, meaning VGLS is in charge of the transportation process between the locations and take care of related transportation issues. A few years ago a project was started with the participation of VGLS with the aim to identify different types of objects better, via Radio Frequency Identification (RFID), aiming to create a more efficient supply chain. VGLS now wants to further exploit this technology as future implementation of RFID is soon ahead of them. According to the possibilities and opportunities related to RFID this thesis has critically examined activities in the supply chain process and its underlying problems, trying to create the right conditions for VGLS in order for them to better cope and utilize a near future RFID implementation. The main result of this study indicates that the problems of the transportation flow don’t derive from the physical transportation of material, but rather in the information flow between the actors. The results indicate that more emphasis should be placed on creating new ways to achieve more efficient information sharing, which in some cases can be facilitated through the use of RFID.