7
- 1 - University of Zagreb Faculty of Electrical Engineering and Computing Unska 3, HR-10000 Zagreb, Croatia e-mail: [email protected]; web: http://sociallab.education/innosoc INNOSOC esettanulmány ;ValeŶĐia ϮϬϭ7 válogatás; ďővített változatͿ Esettanulmány címe: RFID ŵűködése, alkalŵazásai és korlátai a ŵezőgazdaságbaŶ / élelŵiszeriparbaŶ Kulcsszavak: preĐíziós ŵezőgazdaság; állat azoŶosítás; élelŵiszer ŶLJoŵoŶ követhetőség; száŶtóföldtől-asztalig; félig-aktívcímkék (tag); okos csomagolás, RFID Az esettanulmány által megcélzott H2020 kihívás: ÉlelŵezésďiztoŶság, feŶŶtartható ŵezőgazdaság és erdészet, tengerkutatás, tengerhasznosítási célú és belvízi kutatás, valamint bio-gazdaság Esettanulmány bevezetése ÁltaláŶosaŶ kijeleŶthető társadalŵuŶk egészséges élelŵiszerek iráŶti igéŶLJ. Az élelmiszerbiztonság az EU-ďaŶ is egLJre Ŷövekvő figLJelŵet kap. Az egészséges élelŵiszer terŵék ;és állati takarmányok) biztosításának egyik módja a „száŶtóföldtől az asztalig fémjelzett nyomon követhetőség ďiztosítása. Az élelŵiszerďiztoŶságért felelős szervezetek, ŵiŶt pl.: az Európai ÉlelŵiszerďiztoŶsági Hivatal ;EFSAͿ, aŵelLJ az élelŵiszerek ďiztoŶságáért felelős, az élelŵiszerekkel ;takarŵáŶLJokkalͿ kapĐsolatos adatok összegLJűjtésére és elemzésére szolgáló eljárásokat határoz ŵeg a felŵerülő koĐkázatok azoŶosítása érdekéďeŶ. Másrészt az RFID ;rádió frekveŶĐiás azoŶosítóͿ teĐhŶológiák legfrisseďď fejlesztései hatalŵas lehetőségeket kíŶálŶak a kutatás, fejlesztés és innováció számára a ŵezőgazdaságďaŶ. Száŵos állattartó gazdaságďaŶ az RFID teĐhŶológiát évek óta használják az állatok azonosításra és nyomon követésére. Ezenkívül az élelmiszerlánc elemeiben is alkalŵazták a ŶLJoŵoŶ követhetőség ďiztosítására. A szenzorok címkékben (tagͿ törtéŶő elhelLJezése új alkalŵazások fejlesztését teszi lehetővé beleértve a környezeti vizsgálatokat (monitoring), az öntözést, a kiemelt növényeket (speciality ĐropsͿ és a ŵezőgazdasági gépesítést. VaŶŶak azoŶďaŶ olLJaŶ kihívások és korlátok is, aŵelLJekkel a következő évekďeŶ kell szeŵďeŶézŶüŶk [ϭ]. Ezek közé tartozŶak: ;ϭͿ a Ŷehéz körülŵéŶLJek közötti ŵűködtetés ;pl.: poros és/vagLJ edžtréŵ hőŵérsékletͿ; ;ϮͿ óriási ŶehezeŶ feldolgozható ŵeŶŶLJiségű adat; ;ϯͿ hosszaďď kiolvasási idő szükséglet, aŵelLJ az oďjektumok leárnyékolásából adódó gyenge jelerősség következŵéŶLJe; ;ϰͿ külöŶďöző frekveŶĐiák jelleŵzőiŶek értelŵezése, a ŵegfelelők kiválasztása; ;ϱͿ szaďváŶLJok és osztálLJozási sziŶtek/ŵódok ;graŶularitásͿ sokrétűsége. Jelen esettanulmány célja az információgyűjtés és az RFID alkalŵazás fejlesztéséŶek inicializálása, amely olcsó, költséghatékony megoldást kínál olyan vállalkozók számára, akik az állatteŶLJésztésďeŶ vagLJ terŵéŶLJ előállításďaŶ tevékeŶLJkedŶek, ďeleértve az élelŵiszerterŵelést és

INNOSOC esettanulmány - Sociallabsociallab.fer.hr/wordpress/wp-content/uploads/2017/10/2017-CS2-ext-vers-agriculture...Az esettanulmány befejeztével megoldási javaslatot kell látnunk

  • Upload
    others

  • View
    11

  • Download
    0

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: INNOSOC esettanulmány - Sociallabsociallab.fer.hr/wordpress/wp-content/uploads/2017/10/2017-CS2-ext-vers-agriculture...Az esettanulmány befejeztével megoldási javaslatot kell látnunk

- 1 -

University of Zagreb Faculty of Electrical Engineering and Computing

Unska 3, HR-10000 Zagreb, Croatia

e-mail: [email protected]; web: http://sociallab.education/innosoc

INNOSOC esettanulmány

Vale ia 7 válogatás; ővített változat

Esettanulmány címe:

RFID űködése, alkal azásai és korlátai a ezőgazdaságba / élel iszeriparba

Kulcsszavak: pre íziós ezőgazdaság; állat azo osítás; élel iszer o o követhetőség; szá tóföldtől-asztalig; félig-aktívcímkék (tag); okos csomagolás, RFID

Az esettanulmány által megcélzott H2020 kihívás: Élel ezés izto ság, fe tartható ezőgazdaság és erdészet, tengerkutatás, tengerhasznosítási célú és belvízi kutatás, valamint bio-gazdaság

Esettanulmány bevezetése

Általá osa kijele thető társadal u k egészséges élel iszerek irá ti igé . Az élelmiszerbiztonság az EU- a is eg re övekvő fig el et kap. Az egészséges élel iszer ter ék és állati takarmányok) biztosításának egyik módja a „szá tóföldtől az asztalig fémjelzett nyomon

követhetőség iztosítása. Az élel iszer izto ságért felelős szervezetek, i t pl.: az Európai Élel iszer izto sági Hivatal EFSA , a el az élel iszerek izto ságáért felelős, az élel iszerekkel takar á okkal kap solatos adatok összeg űjtésére és elemzésére szolgáló eljárásokat határoz

eg a fel erülő ko kázatok azo osítása érdeké e . Másrészt az RFID rádió frekve iás azo osító te h ológiák legfrisse fejlesztései hatal as lehetőségeket kí ál ak a kutatás, fejlesztés és innováció számára a ezőgazdaság a . Szá os állattartó gazdaság a az RFID te h ológiát évek óta használják az állatok azonosításra és nyomon követésére. Ezenkívül az élelmiszerlánc elemeiben is

alkal azták a o o követhetőség iztosítására.

A szenzorok címkékben (tag törté ő elhel ezése új alkal azások fejlesztését teszi lehetővé beleértve a környezeti vizsgálatokat (monitoring), az öntözést, a kiemelt növényeket (speciality

rops és a ezőgazdasági gépesítést. Va ak azo a ol a kihívások és korlátok is, a el ekkel a

következő évek e kell sze e éz ü k [ ]. Ezek közé tartoz ak: a ehéz körül é ek közötti űködtetés pl.: poros és/vag e tré hő érséklet ; óriási eheze feldolgozható e iségű

adat; hossza kiolvasási idő szükséglet, a el az o jektumok leárnyékolásából adódó gyenge

jelerősség következ é e; külö öző frekve iák jelle zői ek értel ezése, a egfelelők kiválasztása; sza vá ok és osztál ozási szi tek/ ódok gra ularitás sokrétűsége.

Jelen esettanulmány célja az információgyűjtés és az RFID alkal azás fejlesztésé ek inicializálása, amely olcsó, költséghatékony megoldást kínál olyan vállalkozók számára, akik az

állatte észtés e vag ter é előállítás a tevéke ked ek, eleértve az élel iszerter elést és

Page 2: INNOSOC esettanulmány - Sociallabsociallab.fer.hr/wordpress/wp-content/uploads/2017/10/2017-CS2-ext-vers-agriculture...Az esettanulmány befejeztével megoldási javaslatot kell látnunk

- 2 -

University of Zagreb Faculty of Electrical Engineering and Computing

Unska 3, HR-10000 Zagreb, Croatia

e-mail: [email protected]; web: http://sociallab.education/innosoc

az ellátási láncokat. A u kát elsősor a a fe t e lített gazdálkodási szi tekre kell összpo tosíta i. Az esettanulmány befejeztével megoldási javaslatot kell látnunk egy fenntartható, szabványosítható

a „szá tóföldtől az asztalig koncepció megvalósításához, amely optimalizálja az ellátási láncot az

RFID hasz álatával, és lehetőséget újt a felesleges hosszú kereskedel i útvo alak sökke tésére, a el ek a ai európai ter ékek szállításá ak eg ik jelle zője.

Az INNOSOC progra a résztvevő hallgatók, az INNOSOC előadók felügyeletével,

eg ütt űköd ek eg lehetséges esetes ta ul á egoldásá ak végrehajtásá a . Ezeket a tevékenységeket az ERASMUS+ „blended mobilitás részeként folytatják az INNOSOC Valencia 2017-

es workshop keretében és a munkát 2017 május végén véglegesítik.

Hogyan kapcsolódik ez az esettanulmány a kiválasztott H2020-as kihíváshoz?

Ahogy a világ népessége növekszik, mi, európaiak, nagyobb problémákkal kell

sze e éz iük, i t az élel iszerek előállítása, íg ost va itt az ideje, hog egoldást hozzunk az összes olyan folyamat automatizálására, amelyet a mai technológia automatizál.

A feldolgozóipar magas szinten automatizált, ezért a gépek, vegyszerek, gyógyszerek,

elektronika tiszta és zárt létesítményekben készülnek. Könnyen megtörténhet, hogy

elfelejtjük azt, hog Valószí űleg elfelejtjük, hog ételei k sza adföldi poros/koszos területekről szár az ak. Ezért egfelelő fig el et kell fordíta u k arra, a it elfog asztu k, ol a izto ságos és szár azását teki tve ol a visszakövethető leg e , i t a ikor a jobb

gépek és biztonságosabb autók választunk. Az élelmiszer-biztonság, amely magában foglalja

a teljes élel iszerlá ot a kap solódó szolgáltatásaival az alapa ag ter eléstől a fogyasztásig, az emberi élet egyik (ha nem) legfontosabb aspektusa, mivel az élelmiszer-

fog asztás hatással va az e eri egészségre és a kör ezetre. A te h ológiai fejlődés elő fogja segíte i a izto ságos élel iszerek előállításához szükséges követel é eket. A él az, hog lehetővé teg ük a ezőgazdasági ter ékek vag állatok felcímkézését a jobb nyomon

követhetőség és az azt követő adatfeldolgozást „big data , ezáltal a teljes ezőgazdaságot optimalizálva.

Hogyan kapcsolódik ez az esettanulmány az INNOSOC projekthez?

Ez az esetta ul á eteki tést e ged a ezőgazdasági és az élelmiszerbiztonsági

folyamatokba mérnöki hallgatók számára. Nagyon kevés mérnök dolgozik ezen a területen, klasszikus

értelemben vett mérnöki munkakörben, például a gépfejlesztésben, üzemtervezésben, üzemek vagy

elektronikai gyártmányok fejlesztésén. Erőfeszítéseket fogu k te i, azért, hog egkedveltessük ezt a területet azokkal a diákokkal, akik eltávolodtak az állatok és övé ek, az élőlé ek

fantasztikus világától. A diákoknak meg kell találniuk az agronómia és a mérnöki tudományok közötti

kompati ilitást, eg ezőgazdasági gépész ér ök segítségével, eg ag agrár törté ele ől.

Az INNOSOC program egyik célja, hogy egy nemzeteken átnyúló multidiszciplináris intenzív

tanulmányi program jöjjön létre az IKT alapú innovációk területén, amely az Európa 2020 és

Page 3: INNOSOC esettanulmány - Sociallabsociallab.fer.hr/wordpress/wp-content/uploads/2017/10/2017-CS2-ext-vers-agriculture...Az esettanulmány befejeztével megoldási javaslatot kell látnunk

- 3 -

University of Zagreb Faculty of Electrical Engineering and Computing

Unska 3, HR-10000 Zagreb, Croatia

e-mail: [email protected]; web: http://sociallab.education/innosoc

a Horizont 2020 programok által meghatározott társadalmi kihívásokra irányulnak.

Esetü k e az RF te h ológiák élel iszerlá a törté ő i tegrálása teljesíti az INNOSOC filozófiájának kritériumát. A rádiófrekvenciás azonosító (RFID) címkék az IKT-vel kombinálva

ag valószí űséggel fejlesztik a logisztikai és az értéklá e edzs e tet. Az RFID te h ológia segíthet az áruk i őségé ek és eredeté ek felderítésé e ielőtt azok értékesítésre kerülenk a szupermarketben vagy feldolgozóüzemekben. Ezáltal az áruk

ára lása sokkal hatéko a lesz, és e ől kii dulva öveli azok átláthatóságát. Ezt a te h ológiát valószí űleg teljes érték e alkal az i fogják, és -re viszonylag nagy

hatással lesz az élelmiszerláncra.

Az esettanulmány kidolgozásához megválaszolandó kérdések

A kérdések, amelyeket meg kell válaszolni nem kizárólag az alábbiakra korlátozódnak:

Mel ek az élel iszerekkel takar á okkal kap solatos o o követhetőségi u iós sza ál ok és ösztö zők?

Melyek az élelmiszer (takarmány) gyártási lá ai ak kul sszereplői szá tóföldtől az asztalig ?

Melyek a leggyakoribb veszélyforrások, amelyeket az RFID-technikák alkalmazásával el lehet

kerülni?

Mil e kihívások adód ak az RFID élel iszerlá ok a törté ő evezetésével?

Mi az RFID elő e a vonalkóddal szemben?

Mi az RFID elő e azo osító szalagokkal, tetoválásokkal, fülkrotáliákkal sze e ?

Melyek az RFID technológiák technikai paraméterei?

Mel ek az elő e adatok RFID hipeke törté ő tárolásá ak?

Hogyan lehet állatokon és növényeken bevezetni és alkalmazni címkéket (tag)?

Mil e eljárásokra va szükség ahhoz, hog i for á iókat g űjtsü k a í ké ől tagek ?

Mia cold chain hűtőlá ?

Hogyan kell nagyszámú adatokat kezelni?

Mi a FEFO? Hogyan lehet megvalósítani ez kis üzemekben?

Hogyan szü tetik eg a fe ti egoldások azokat az európai ezőgazdasági és fog asztói társadalmi rossz szokásokat, mint a pazarlás, az állatok fölösleges mészárlását és a nagy

sze ezőa ag ki o sátású áruszállítást?

Hivatkozások

[1] Ruiz-Garcia, L. and Lunadei, L. (2011). The role of RFID in agriculture: Applications, limitations and

challenges. Computers and Electronics in Agriculture, 79(1)

[2] Jacob, M., Farrell, P. and Brodie, G. (2015). Microwave and Radio-Frequency Technologies in Agriculture. An

Introduction for Agriculturalists and Engineers. 1st ed. Warsaw/Berlin: De Gruyter, pp.345-348, pp.1-17, p.25.

Page 4: INNOSOC esettanulmány - Sociallabsociallab.fer.hr/wordpress/wp-content/uploads/2017/10/2017-CS2-ext-vers-agriculture...Az esettanulmány befejeztével megoldási javaslatot kell látnunk

- 4 -

University of Zagreb Faculty of Electrical Engineering and Computing

Unska 3, HR-10000 Zagreb, Croatia

e-mail: [email protected]; web: http://sociallab.education/innosoc

[3] R. Hornbaker, V. Kindratenko, and D. Pointer (2004). An RFID Agricultural Product and Food Security Tracking

System Using GPS and Wireless Technologies.

[4] Bowman, K.D., (2010). Longevity of radiofrequency identification device microchips in citrus trees. Hortscience 45

(3), 451–452.

[5] Yang, I.-C., Chen, S., Huang, Y.-I., Hsieh, K.-W., Chen, C.-T., Lu, H.-C., Chang, C.-L., Lin, H.-M., Chen, Y.-L., Chen, C.-C.,

Lo, Y.M., (2008). RFID-integrated multi-functional remote sensing system for seedling production management. In:

2008 ASABE Annual International Meeting. Providence, Rhode Island, USA.

[6] Luvisi, A., Panattoni, A., Bandinelli, R., Rinaldelli, E., Pagano, M., Gini, B. and Triolo, E. (2010). RFID microchip internal

implants: Effects on grapevine histology. Scientia Horticulturae, 124(3), pp.349-353.

[7] Luvisi, A., Triolo, E., Rinaldelli, E., Bandinelli, R., Pagano, M. and Gini, B. (2010). Radiofrequency applications in

grapevine: From vineyard to web. Computers and Electronics in Agriculture, 70(1), pp.256-259.

[8] Ruiz-Garcia, L., Steinberger, G. and Rothmund, M. (2010). A model and prototype implementation for tracking and

tracing agricultural batch products along the food chain. Food Control, 21(2), pp.112-121.

[9] T. M. Brown-Brandt, T. Yanagi, Jr., H. Xin, R. S. Gates, R. A. Bucklin, and G. S. Ross, (2003). A new telemetry system

for measuring core body temperature in livestock and poultry. Applied Engineering in Agriculture, 19(5).

[10] Voulodimos, A., Patrikakis, C., Sideridis, A., Ntafis, V. and Xylouri, E. (2010). A complete farm management system

based on animal identification using RFID technology. Computers and Electronics in Agriculture, 70(2), pp.380-388.

Az esettanulmány kidolgozásához szükséges ismeretek és készségek

E: előkövetel é y; A: ajá lott, e előfeltétel

Elektronika (E)

RFID (E)

Felhő alapú te h ológia E

RFID gyártástechnológia (A)

Felhő alapú adat elő-feldogozás (A)

Szenzor kezelés (A)

Szá tóföldtől asztalig ko ep ió is erete A

Page 5: INNOSOC esettanulmány - Sociallabsociallab.fer.hr/wordpress/wp-content/uploads/2017/10/2017-CS2-ext-vers-agriculture...Az esettanulmány befejeztével megoldási javaslatot kell látnunk

- 5 -

University of Zagreb Faculty of Electrical Engineering and Computing

Unska 3, HR-10000 Zagreb, Croatia

e-mail: [email protected]; web: http://sociallab.education/innosoc

Figures describing this Case Study

. á ra: Az RFID te h ológia lehetővé teszi, hogy ter elők és kereskedők folya atosa

elle őrizhessék élel iszer ter elésüket; ásrészt alkal as a fogyasztói yo o követhetőség igényének kiszolgálására

Page 6: INNOSOC esettanulmány - Sociallabsociallab.fer.hr/wordpress/wp-content/uploads/2017/10/2017-CS2-ext-vers-agriculture...Az esettanulmány befejeztével megoldási javaslatot kell látnunk

- 6 -

University of Zagreb Faculty of Electrical Engineering and Computing

Unska 3, HR-10000 Zagreb, Croatia

e-mail: [email protected]; web: http://sociallab.education/innosoc

2. ábra: A „szá tóföldtől az asztalig” ko ep ió: a teljes ellátási lá ot a ter eléstől a kiskereskedele ig követhetőség.

. á ra: RF rádió frekve iás érzékelő í kék alkal azása külö öző élel iszer ter ékek e

Page 7: INNOSOC esettanulmány - Sociallabsociallab.fer.hr/wordpress/wp-content/uploads/2017/10/2017-CS2-ext-vers-agriculture...Az esettanulmány befejeztével megoldási javaslatot kell látnunk

This document has been prepared for the European Commission

however it reflects the views only of the authors, and the

Commission cannot be held responsible for any use which may

be made of the information contained therein.