HØGSKOLEN I ØSTFOLD Avdeling for ingeniørfag Postadresse: 1757 Halden Besøksadresse: KG Meldahls vei 9, 1671 Kråkerøy Telefon: 69 10 40 00 Telefaks: 69 10 40 02 E-post: post-ir@hiof.no www.hiof.no FORPROSJEKTRAPPORT Prosjektkategori: Hovedprosjekt Fritt tilgjengelig Omfang i studiepoeng: 15 stp Fritt tilgjengelig etter: Fagområde: Elektro Tilgjengelig etter avtale X med samarbeidspartner Rapporttittel: Forprosjekt - Smart AVA- Dato: 07.04.11 Antall sider: 8 inklusiv forside Antall vedlegg: 3 Forfattere: Lars Andreas Pedersen Kathrine Nilsen Runar Strand-Amundsen Avdeling / linje: Avdeling for ingeniørfag/elektro Veileder: Per Thomas Huth Reidar Nordby Prosjektnummer: H11E06 Utført i samarbeid med: Forsvaret/FLO felleskapasiteter/ammunisjonsavdelingen Kontaktperson hos samarbeidspartner: Terje Noren Ekstrakt: Innenfor rammen av 25.000,- vil gjennomføre testing av RFID merking på 12,7 MØR med tanke på håndholdt lesing, disk lesing, portal lesing, samt lager lesing. Vi vil jobbe mot å få integrert brikkedata inn mot SAP. Vi vil gjennomføre lab-testing og praktisk testing i felt. Vi vil avslutte med å gjennomføre en pilot på depotet på Rygge flystasjon, og deretter komme med anbefalinger og erfaringer på brikketype, brikkeplassering, antenne/leser, samt integrasjon mot SAP. 3 emneord: Passiv RFID Merking AVA SAP
1 Forord Oppgaven - Smart AVA - er en avsluttende bachelor oppgave ved elektroingeniør studiet ved Høgskolen i Østfold (HIOF) avdeling for Ingeniør- og Realfag (IR). Oppgaven skal utføres for samarbeidspartner /oppdragsgiver Forsvaret/FLO Felleskapasiteter /Ammunisjonsavdelingen. En av studentene i prosjektgruppen har bakgrunn som yrkesbefal fra Forsvaret, og tok kontakt med Forsvaret i den hensikt å undersøke mulighetene for en RFID relatert bachelor oppgave. Det ble raskt klart at dette var noe som Forsvaret var interessert i, og vi kom i kontakt med Terje Noren ved Forsvaret/FLO Felleskapasiteter/Ammunisjonsavdelingen. I 2007 startet Forsvaret et prosjekt rettet mot merking og sikring av attraktive våpen og ammunisjon. (AVA). Herunder ligger delprosjekt 7, som omhandler merking av våpen og ammunisjon med RFID. Delprosjektbeskrivelsen slik den står i: 2.3.2 Prosjekt 7, Merking av AVA Prosjektets hensikt er å merke alle enkeltindivider av attraktive våpen, og kanskje enkelte ammunisjonsartikler, med unik id, mest sannsynlig i form av passiv RFID (radiofrekvens idbrikke), system for avlesning, og integrasjon med SAP. Det er innledet samarbeid med P2501, og avholdt møte med logistikkprosjektet. P2501 prioriterer ikke merking av individ, og planlegger ikke aktiviteter med dette før 2011. Det er derfor nødvendig å fremskynde arbeidet med merking av AVA-artikler. Det er enighet om at logistikkprosjektet fremsender nødvendige krav slik at det velges løsninger som er kompatible med SAP. Følgende oppdrag er gitt i programdokument 2: Etablere et system for bedret kontroll på hvor attraktive våpen og enkelte ammunisjonstyper til enhver tid befinner seg. Systemet er i utgangspunktet tenkt å være elektronisk basert, f.eks. med bruk av RFID-teknologi. Statusen på dette prosjektet er at det har vært satt på vent en stund fra Forsvaret sin side, men at det nå jobbes med å komme i gang igjen. Prosjektet er i oppstartsfasen og har behov for kompetanse. Forsvaret samarbeider pr nå med en hovedfagsstudent i USA, samt med oss. Etter et innledende møte med oppdragsgiver ble vi enige om rammene for oppgaven. Lars Andreas Pedersen Kathrine Nilsen Runar Strand-Amundsen H111E6 2
2 Sammendrag Vi vil se på passiv RFID merking av våpen generelt og på merking av 12,7 MØR spesielt, for å komme med anbefalinger og erfaringer til vår oppdragsgiver i Forsvaret. Herunder vil vi se på brikker, lesere og antenner. Vi vil jobbe med å finne løsninger for å integrere dette opp imot SAP. Vi vil gjennomføre en rekke praktiske tester på HIOF og på Rygge flystasjon, før vi kjører en liten test pilot på depotet på Rygge. I tillegg til piloten vil vi kjøre en demo under EXPO på HIOF, samt levere 2 rapporter. En overordnet rapport som ikke krever stor teknisk innsikt, samt en teknisk rapport. 3 Innholdsfortegnelse FORPROSJEKTRAPPORT... 1 1 Forord... 2 2 Sammendrag... 3 3 Innholdsfortegnelse... 3 4 Prosjektorganisering... 4 4.1 Prosjekteier... 4 4.2 Prosjektgruppe... 4 4.3 Veiledere... 4 4.4 Referansegrupper og diverse kontakter... 4 5 Problemformulering... 4 6 Definering og avgrensning av oppgave... 5 6.1 Vi vil se på følgende momenter... 5 6.2 Mål... 5 6.2.1 MÅL - Brikketype... 5 6.2.2 MÅL - Plassering... 5 6.2.3 MÅL - Avlesning/antenne... 5 6.2.4 MÅL - SAP integrasjon... 6 6.2.5 MÅL - Hvis tiden tillater... 6 7 Rammebetingelser... 6 7.1 Tidsplan/Milepælsplan/Møteplan... 6 7.2 Bestillinger, lån og kontaktlogg... 6 7.3 Metodikk og teststrategier... 6 7.3.1 Fase 1... 7 7.3.2 Fase 2... 7 7.3.3 Fase 3... 7 7.3.4 Fase 4... 7 7.3.5 Fase 5... 7 7.4 Test utstyr... 7 7.4.1 Lesere og antenner... 7 7.4.2 Brikker... 8 7.5 Økonomi... 8 H111E6 3
4 Prosjektorganisering 4.1 Prosjekteier Forsvaret/FLO Felleskapasiteter/Ammunisjonsavdelingen ved Terje Noren. 99093622 tnoren@mil.no 4.2 Prosjektgruppe Runar Strand-Amundsen 90275721 rj_strand@hotmail.com Kathrine Nilsen 48245187 katnils@online.no Lars Andreas Pedersen 93285403 varmvaffel@gmail.com 4.3 Veiledere Per Thomas Huth 90955659 perhuth@online.no Reidar Nordby 90530571 reidar.nordby@hiof.no 4.4 Referansegrupper og diverse kontakter Dette er en oversikt over organisasjoner/grupper/personer som vi har vært i kontakt med, som vi enten har en avtale med i form av utlån av utstyr, støtte til svar på spørsmål, eller samarbeid i en eller annen form. Se vedlegg 1. Dette er et levende dokument som vi deler i google docs. Du har fått tilgang pr epost. Det krever at du oppretter en gratis google konto. 5 Problemformulering Forsvaret har per nå et relativt tidkrevende og gammeldags system for kontroll på våpen og ammunisjon. Forsvaret ønsker å effektivisere logistikken knyttet til våpen og ammunisjon, regnskapet som er knyttet til logistikken, samt sikkerhet og kontroll under oppbevaring, transport, og bruk. H111E6 4
6 Definering og avgrensning av oppgave 6.1 Vi vil se på følgende momenter (I prioritert rekkefølge) Valg av brikketype. Anbefale type brikker. Vi avgrenser oss til å se på passive RFID brikker. Plassering. Anbefale hvor brikken skal festes på våpenet. Avlesning/antenne. Anbefale antenne, herunder undersøke; optimal leseavstand, frekvens, sendestyrke og krav til antenne. SAP integrasjon. Hvordan knytte data fra brikker til database i SAP. Kommer vi til kort med tanke på tid så vil vi prioritere bort SAP integrasjon. 6.2 Mål Vårt mål er å kunne lage et testsystem der vi kan lese av brikker på MØR ved oppbevaring på lager eller bevegelse inn og ut av lager, slik at man i en testdatabase i SAP får korrekt status i forhold til reell beholdning og bevegelse av denne. Vi ønsker at vårt prosjekt medfører anbefaling av utstyr som kan utføre følgende for Forsvaret: Raskere telling av lagerbeholdning Raskere utlevering/innlevering fra lager Bedre kontroll på hva man har inne/ute til enhver tid 6.2.1 MÅL - Brikketype Vårt mål er å komme med en anbefaling på type brikke (RFID TAG). Med type mener vi: LF, HF, UHF Read-write, read-only and WORM (write once, read many) Størrelse på og utforming av brikke 6.2.2 MÅL - Plassering Vårt mål er å plassere brikken optimalt for avlesning på MØR, slik at den ikke er i veien for operativt bruk. Herunder: Kunne avleses på lengst mulig hold Kunne avleses fra flest mulig vinkler Kunne multiavleses på lager, og på pall/transportkolli 6.2.3 MÅL - Avlesning/antenne Vårt mål er å komme med en anbefaling på antenne/leser som fungerer optimalt sammen med brikketypen som vi anbefaler. Herunder: Kunne lese av våpen manuelt med håndholdt leser. Kunne lese av våpen på disk med diskmontert leser. Kunne lese av våpen som passerer en portal, en vanlig dør eller en kjøreport. Kunne lese av våpen som står til oppbevaring inne på et lager slik at man har en live lagerstatus. Kunne komme med en anbefaling på hvordan våpen må plasseres/lagres/stables for å oppnå optimal lesing med minst mulig feilmargin. H111E6 5
6.2.4 MÅL - SAP integrasjon Dette målet vil være avhengig av at vi lykkes med de forestående mål. Dersom vi får knapt med tid vil vi prioritere bort dette målet. Vårt mål er at testdatabasen i SAP, via en mellomvare (programvare), oppdateres i realtime med status på merket materiell(utlån/beholdning). Herunder: Mellomvaren må oppdateres med brikkestatus Mellomvaren må kommunisere dette til testdatabasen i SAP, som oppdateres med gyldige data 6.2.5 MÅL - Hvis tiden tillater Dette er mål som vi vil jobbe med i ledig tid, for egen lærings skyld. Disse målene vil ikke bli prioritert, og vil stille bakerst i køen av arbeidsoppgaver. Vi vil likevel jobbe mot å klare disse, da vi ser på det som en utfordring. Vi vil lage en UHF passive RFID 1 class, 2 Gen EPC reader Vi vil lage en UHF passive RFID 1 class, 2 Gen EPC antenne Vi vil lage en UHF passive RFID 1 class, 2 Gen EPC brikke 7 Rammebetingelser 7.1 Tidsplan/Milepælsplan/Møteplan Se vedlegg 2. Dette er et levende dokument som vi deler i google docs. Oppdragsgiver og veiledere har fått tilgang pr epost. Det krever at man oppretter en gratis google konto. 7.2 Bestillinger og lån Dette er våre anbefalte bestillinger, oversikten over utstyr som vi har lånt eller fått, samt en logg over kontakter og møter. Vi har fått låne mye utstyr. Verdien av det vi låner eller har avtale om å få låne pr nå overskrider 50.000,-. Se vedlegg 3. Dette er et levende dokument som vi deler i google docs. Oppdragsgiver og veiledere har fått tilgang pr epost. Det krever at man oppretter en gratis google konto. 7.3 Metodikk og teststrategier Vi vil gjennomføre en rekke praktiske tester for å nå våre mål. Vi har delt testingen inn i 5 faser. Dette er faser som vi ser for oss i forkant av reell testing, og vi ser for oss at det kan komme endringer underveis i prosjektet grunnet uforutsette utfordringer eller knapphet på tid. Rammer for testing er at all testing dokumenteres med testrapporter og bilder (eventuelt film hvis aktuelt), slik at både journal, bilder og filmklipp foreligger i etterkant. I tilfelle det skulle bli aktuelt så har vi gjort en avtale med NXTECH AS i Fredrikstad om å få låne deres testlokaler. De har vibrasjonsmaskin, trykk/temperaturkammer, dropp-jig, samt et EM-kammer. Vi vil prioritere fasene i nummerert rekkefølge. Dersom tiden ikke strekker til så vil vi prioritere bort de siste fasene. H111E6 6
7.3.1 Fase 1 Teststed er primært lab på Høgskolen i Østfold. LF/HF/UHF grunnleggende testing for å bli kjent med tanke på leseavstand, multiread, egenskaper på metall. Herunder sortere bort brikketyper som ikke er praktisk anvendbare. Med ikke praktisk anvendbare mener vi brikker som fremstår som klart dårligere alternativer en gjennomsnittet innen leseavstand, lesevinkler, og egenskaper på metall. Teste de brikketypene som vi finner praktisk anvendbare på replikavåpen (softgun). 7.3.2 Fase 2 Teststed er lab Høgskolen i Østfold, Hengsvann militære skytebane, samt Rygge flystasjon. Ta med egnede brikker og teste disse på (12,7 MØR, HK416, Glock, AG-3, MP-5, MP-7, MG-3) mtp leseavstand, multiread, egenskaper på metall. Herunder: o Teste begrensninger og muligheter for håndholdt lesing o Teste begrensninger og muligheter for disklesing o Teste begrensninger og muligheter for portallesing o Teste begrensninger og muligheter for lagerstatuslesing Teste feste av brikke på metall. Hva tåler festet på metall? Stresstest brikker. Skytetesting med Ole Terje Sannes. Lage testsoftware for interface mot SAP. 7.3.3 Fase 3 Teststed er lab Høgskolen i Østfold, samt Rygge flystasjon. Lage fungerende test system (i ikke militære omgivelser) med leser og antenne for multilesing av flere 12,7 MØR mot testdatabase/sap. 7.3.4 Fase 4 Teststed er lab Høgskolen i Østfold, samt på Rygge flystasjon. Lage simulator i militære omgivelser for håndholdt, portal og lagerstatuslesing opp mot SAP. 7.3.5 Fase 5 Teststed er depot på Rygge flystasjon. Lage en liten pilot i samarbeid med depotet på Rygge flystasjon. 7.4 Test utstyr 7.4.1 Lesere og antenner Vi har fått låne mye utstyr av ulike produsenter, og vil fortsette å jobbe med å få låne mest mulig fremfor å kjøpe underveis i prosjektet. Hensikten er å teste utstyr av de bedre produsentene på markedet for så å sammenligne resultater. Pr nå så har vi fått avtale om å låne en R600 leser av Scirocco.se med antenner, samt låne en Intermec IF5 leser med antenner fra hrafn.no. Vi jobber med en avtale med CaenRFID om lån av leser/antenne. I tillegg planlegger vi å kjøpe et ALR-9900 +EMA-DevC developers kit som inneholder en ALR-9900 +EMA leser med sirkulær polariserte antenner fra Alientechnology.com. Med de 3 leserne med antenner samt den håndholdte leseren så tror vi at vi skal klare teste ut de 4 leser konseptene: Håndholdt Disk Portal Lager H111E6 7
7.4.2 Brikker Vi har fått en rekke passive UHF RFID brikker fra ulike produsenter som vi vil teste ut. Vi jobber også fortløpende med å få tak i flere brikker, slik at vi har en best mulig dekning fra det vi kan finne av lovende produsenter. Vi er i dialog med en rekke produsenter for å finne de beste. Pr nå så har vi fått tak i følgende brikker spesielt egnet for metall: Titantag (RF camp - Korea) Ironside (Confidex - Finland) Ironside micro (Confidex - Finland) Steelwave (Confidex - Finland) Prox Fi (Omni-ID - UK) 7.5 Økonomi Etter samtale med vår oppdragsgiver Terje Noren så har vi fått en innledende ramme for prosjektet på kr 25.000,-. I tillegg har vi fått godkjenning på bruk av inntil 189 USD i forbindelse med tegning av abonnement hos RFID Journal. Vi har laget et budsjett basert på de forespeilede 25000,- kr: Kommentarer til postene i budsjettet: 1. Vi ser for oss at vi er nødt til å lage noen stativer for å henge opp antenner og lesere. I tillegg er det mulig at vi trenger å endre på kabler. 2. Alien Technology har et bra "plug and play" utviklings sett med passiv RFID UHF leser og sirkulært polariserte antenner, der vi har mulighet til eksperimentere en del. 3. I forbindelse med at vi har lånt mye utstyr så blir det en del reising for å hente og få opplæring på utstyre. Vi skal blant annet til Stockholm på mandag 11. april for å låne lesere og antenner, og få opplæring på dette hos scirocco.se. 4. Vi er 3 personer som jobber fulltid i litt over 2 måneder med prosjektet. 5. Vi skal blant annet til Rygge flystasjon en rekke ganger, til Oslo på møter, og til Heistadmoen/Hengsvann for testing. 6. Vi har registrert et.com domene for prosjektet vårt, i tillegg til skolens hjemmeside. Vi benytter pr nå domenet primært som mailserver. 7. Vi må returnere lånt utstyr til Trondheim og Stockholm. Vi ser at budsjettet pr nå dekker forutsette kostnader, men at det er en mulighet for uforutsette kostnader underveis i prosjektet. Spesielt hvis det skulle vise seg at vi likevel ikke får tak i noe som vi planlegger å låne. H111E6 8