Mogelijkheden en toepassingen van geprinte elektronica in de logistiek

Abstract

Een goed beheer van de logistieke keten leidt tot een verbetering van de operationele efficiëntie, wat op zijn beurt leidt tot een vermindering van de kosten en betere verkopen. Van belang, om een goed beheer van de logistieke keten te ondersteunen, is visibiliteit. Visibiliteit zorgt voor al de data die nodig is om op elk punt in de logistieke keten tijdig te weten wat er gebeurt. Dit betekent op elk punt weten wat waar is, waar het is geweest en in welke staat het verkeerd gedurende het hele traject. Visibiliteit laat bedrijven toe data globaal te analyseren en sneller te reageren op kwesties die direct en indirect de goederenstroom beïnvloeden. Op die manier kunnen de verschillende partijen in de logistieke keten hun cross supply chain activiteiten op elkaar afstemmen en de afzonderlijke afdelingen binnen hun bedrijf optimaal met mekaar laten samenwerken. Een essentiële component in visibiliteitsoplossingen is de technologie. Technologie laat immers toe de data, die nodig is om de gewenste visibiliteit te bekomen en bijgevolg een goed logistiek beheer te ondersteunen, automatisch te verzamelen. Zo worden in deze thesis drie visibiliteitstoepassingen besproken waarin de technologie essentieel is. De eerste toepassing is die van automatische identificatie. Bij automatische identificatie zenden RF-tags van op afstand en draadloos informatie, wat betreft de ‘specificaties’ van het product, via radiogolven uit. Het tweede toepassingsgebied zijn de intelligente verpakkingen. Bij intelligente verpakkingen laat de integratie van RF-tags met sensoren toe om voor verpakte goederen variabele informatie, zoals temperatuur, druk, trillingen, vochtigheid, enz. te meten en op een efficiënte manier met de omgeving te communiceren. De laatste toepassing, die besproken wordt, is deze waar RF-tags uitsluitsel geven of een product al dan niet authentiek is. Er wordt dan gesproken over merkbescherming en productauthenticiteit. De basis van al deze toepassingen is dezelfde, met name radiofrequentie identificatie (RFID). De voordelen van RFID nemen toe naarmate de graad van nauwkeurigheid stijgt en meer opeenvolgende spelers in de logistieke keten het toepassen. Wanneer een individueel product bijvoorbeeld van een RF-tag voorzien is, biedt dit immers veel meer mogelijkheden dan wanneer enkel de pallet of doos opgevolgd wordt. Omdat elke tag een unieke identificatie bevat, zal elk artikel afzonderlijk automatisch geïdentificeerd kunnen worden. Dit brengt enkele potentiële voordelen met zich mee, zoals een betere en meer gedetailleerde zichtbaarheid van de voorraden, een verhoogde productbeschikbaarheid, een vermindering van de arbeid, enz. Omwille van deze voordelen is de interesse in RF-tags op itemniveau (hetzij voor automatische identificatie op itemniveau, voor intelligente verpakkingen of voor productauthenticiteit) gestegen, vooral vanuit de sector van de farmacie en de retail. In deze sectoren komen de voordelen van RFID op itemniveau immers het best tot uiting. Hoewel de siliciumgebaseerde chip alomtegenwoordig en onmisbaar is in onze samenleving, uitstekende prestaties kan voorleggen en aan alle technische vereisten voor RF-tags op itemniveau kan voldoen, kent de chip vandaag een grote beperking. Siliciumgebaseerde RFtags zijn momenteel niet in staat onder de drempel van vijf eurocent per tag te duiken en zo een echte doorbraak van RFID op itemniveau te realiseren. Hoofdoorzaak hiervan zijn de dure verwerkings- en productieprocessen van de siliciumchip. Waar de siliciumchip deze markten momenteel niet kan betreden, is deze mogelijkheid misschien wel weggelegd voor geprinte elektronica. Geprinte elektronica is een nieuwe technologie in ontwikkeling en staat centraal in deze thesis. Geprinte elektronica gebruikt organische of anorganische halfgeleiders voor het printen van laagsgewijze transistorgebaseerde elektronische circuits op dunne flexibele substraten en dit door middel van conventionele printtechnieken. Deze geprinte elektronica circuits zullen in de toekomst waarschijnlijk in staat zijn de functies van de meest eenvoudige siliciumchips over te nemen in verscheidene elektronicatoepassingen, zoals displays, batterijen, sensors, zonnecellen en RFID-tags. Printprocessen zijn goedkope en continue productieprocessen, wat het mogelijk zal maken om elektronicacircuits in hoge volumes en met korte productietijden te produceren. Dit zorgt voor lage eenheidskosten. Zo beweren de ontwikkelaars van geprinte elektronica RF-tags te kunnen printen tegen een kost van enkele cents per tag. Tevens zullen deze geprinte RF-tags flexibel zijn wat ze in staat stelt zich te passen in eender welke geometrie en dit maakt rechtstreekse integratie in de verpakking mogelijk. De belangrijkste conclusie van deze thesis is dat siliciumgebaseerde RF-tags in staat zijn aan al de technische vereisten voor identificatie op itemniveau te voldoen, maar dat de kostprijs dit momenteel niet toelaat. Daarentegen bezit geprinte elektronica de potentie om in de toekomst aan zowel de technische vereiste als aan de lage kost vereiste voor RF-tags op itemniveau te voldoen en zo toegevoegde waarde te bieden aan logistieke ketens. De ontwikkelaars van geprinte elektronica beseffen dat de interesse naar identificatie op itemniveau groot is en er nood is aan een laagkostende RF-tag. Hun einddoel is dan ook het op de markt brengen van een RF-tag die aan alle vereisten voldoet. De vraag is echter of geprinte elektronica zijn verwachtingen kan inlossen en op welke tijdshorizon geprinte elektronica dit zal doen. Er zijn vandaag immers nog geen geprinte RF-tags op de markt en de eerste geprinte RF-tags, die eind 2007 op de markt komen, zullen zeer eenvoudig, zeer beperkt in prestaties en voor productauthenticiteit bestemd zijn. Naast de vraag of de ontwikkelaars hun doel zullen bereiken tegen de beoogde periode van 2012-2015, bestaat er de vraag in welke mate een nieuwe technologie in staat is de concurrentie aan te gaan met de siliciumtechnologie, die alomtegenwoordig, gevestigd, matuur en betrouwbaar is. De technologie van geprinte elektronica is immers nog volop in ontwikkeling, moet nog groeien, matuur worden en zich nog volledig bewijzen. Bovendien kan er niet met zekerheid gezegd worden dat de technologische vooruitgang en enorme jaarlijkse productievolumes het nooit mogelijk zullen maken laagkostende (lager dan vijf cent) siliciumgebaseerde RF-tags te produceren. Één ding is zeker, de siliciumindustrie zal alleszins al het mogelijke doen om dit doel te bereiken. Indien de siliciumindustrie hierin slaagt, zal het in staat zijn de hype rond geprinte elektronica te counteren en zelf laagkostende RF-tags aan te bieden.