Đồ án quy trình sản xuất nhãn RFID ngành thời trang - ĐH SPKT TP.HCM

Phân tích chi tiết quy trình sản xuất nhãn RFID trong ngành thời trang từ chọn chip, đính inlay đến kiểm định chất lượng và đóng gói thành phẩm.

• Tác giả: Nguyễn Thảo Ngân
• Người hướng dẫn: TS. Trương Thế Trung
• Trường học: Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Công nghệ in
• Đề tài: Phân tích quy trình sản xuất nhãn RFID ứng dụng trong lĩnh vực thời trang
• Loại tài liệu: Đồ án tốt nghiệp
• Năm xuất bản: 2021
• Địa điểm: Thành phố Hồ Chí Minh

Tóm tắt

I. Tổng quan về công nghệ và quy trình sản xuất nhãn rfid thời trang

Công nghệ nhận dạng qua sóng vô tuyến (RFID) đóng vai trò then chốt trong ngành công nghiệp thời trang hiện đại. Nhãn RFID giúp định danh từng đơn vị sản phẩm may mặc thông qua mã số duy nhất. Hệ thống này bao gồm vi mạch lưu trữ dữ liệu và ăng-ten truyền tín hiệu. Việc ứng dụng công nghệ vô tuyến hỗ trợ tối ưu hóa quy trình kiểm kê và vận hành chuỗi cung ứng. Doanh nghiệp thời trang giảm thiểu đáng kể thời gian kiểm đếm hàng hóa khi xuất nhập kho. Độ chính xác trong kiểm kê hàng hóa đạt mức gần như tuyệt đối. Nhãn RFID dạng thẻ treo là loại phổ biến nhất tại các hệ thống bán lẻ. Thẻ vừa chứa đựng thông tin thương hiệu vừa mang chức năng mã hóa thông minh. Quy trình chế tạo nhãn đòi hỏi sự đồng bộ giữa kỹ thuật in ấn truyền thống và đóng gói vi mạch điện tử. Sự kết hợp này bảo đảm tính thẩm mỹ của nhãn may mặc và duy trì hiệu suất truyền dẫn sóng ổn định.

1.1. Cấu tạo cơ bản của nhãn rfid trong ngành may mặc

Nhãn RFID sử dụng trong thời trang có cấu tạo đa lớp hoàn chỉnh. Lớp mặt trước thường là giấy in couche hoặc ivory cao cấp chứa thông tin thương hiệu. Lớp lõi ở giữa chính là cấu phần inlay gồm vi mạch chip và ăng-ten nhôm mỏng. Ăng-ten thu phát sóng radio kết nối trực tiếp với chip điều khiển. Lớp keo chuyên dụng có nhiệm vụ cố định inlay vào bề mặt giấy. Lớp đế bảo vệ phía sau giúp tăng độ bền cơ học cho toàn bộ cấu trúc nhãn. Kích thước và kiểu dáng của ăng-ten được thiết kế tương thích với tần số vô tuyến chuẩn UHF. Mỗi thành phần vật liệu đều ảnh hưởng trực tiếp đến tầm đọc của thẻ.

1.2. Phân loại nhãn rfid ứng dụng phổ biến cho thời trang

Thị trường thời trang chủ yếu sử dụng hai phân loại nhãn RFID chính. Nhãn thụ động là dòng sản phẩm thông dụng nhất hiện nay. Loại này không cần trang bị nguồn pin riêng mà kích hoạt nhờ sóng từ đầu đọc. Chi phí sản xuất của nhãn thụ động rất tối ưu cho các lô hàng may mặc số lượng lớn. Ngược lại, nhãn chủ động tích hợp sẵn nguồn pin giúp gia tăng cự ly đọc sóng. Tuy nhiên kích thước của nhãn chủ động cồng kềnh và giá thành cao hơn. Vì vậy doanh nghiệp may mặc ưu tiên nhãn thẻ treo thụ động dải tần UHF. Loại thẻ này đáp ứng trọn vẹn cả tiêu chuẩn chi phí và hiệu quả vận hành bán lẻ.

II. Phân tích khó khăn trong quy trình sản xuất nhãn rfid thời trang

Quy trình sản xuất nhãn RFID may mặc đối mặt với nhiều thách thức kỹ thuật khắt khe. Độ nhạy của vi mạch điện tử rất dễ bị tổn hại do tác động nhiệt độ và áp lực cơ học. Quá trình in ấn offset truyền thống tạo ra lực ép lớn trên bề mặt vật liệu. Nếu căn chỉnh áp lực không chính xác, vi mạch và ăng-ten sẽ biến dạng hoặc đứt gãy. Tác động của tĩnh điện trong xưởng in cũng gây nguy cơ chập cháy chip inlay. Môi trường bảo quản vật tư đòi hỏi kiểm soát nghiêm ngặt về nhiệt độ và độ ẩm tương đối. Bên cạnh đó, hiện tượng nhiễu sóng từ các bề mặt kim loại hoặc phụ kiện cúc khóa quần áo làm giảm cự ly truyền nhận. Sự sai lệch trong công đoạn bế định hình cũng có thể cắt phạm vào vùng ăng-ten dẫn sóng. Việc kiểm soát tỷ lệ phế phẩm đòi hỏi tiêu chuẩn giám sát tự động khắt khe trên từng công đoạn.

2.1. Rủi ro hỏng chip inlay do lực ép và nhiệt độ khi in

Công đoạn in ấn và sấy khô tạo ra áp lực nhiệt và cơ học đáng kể lên nhãn. Máy in offset công nghiệp vận hành với tốc độ cao và lực ép trục lô mạnh. Lực ép vượt ngưỡng cho phép sẽ làm gãy tiếp điểm giữa chip và ăng-ten. Hệ thống sấy hồng ngoại hoặc đèn UV phát sinh nhiệt lượng cao có thể làm biến dạng lớp màng PET nền. Khi lớp màng bảo vệ bị co rút, mạch ăng-ten bằng nhôm dễ bị nứt vỡ. Điều này dẫn đến tình trạng thẻ mất tín hiệu hoàn toàn hoặc suy giảm cự ly đọc nghiêm trọng. Việc kiểm soát lực in và nhiệt sấy là yếu tố sống còn.

2.2. Kiểm soát chất lượng tín hiệu vô tuyến và tỷ lệ lỗi

Tỷ lệ chip lỗi trong quá trình sản xuất hàng loạt là bài toán kinh tế lớn. Các hư hỏng vi mô bên trong chip khó nhận biết bằng mắt thường. Nhãn sau khi in xong vẫn có thể hiển thị hình ảnh hoàn hảo nhưng chip bên trong đã ngừng hoạt động. Nếu thiếu thiết bị quét kiểm tra trung gian, nhãn hỏng sẽ lọt vào công đoạn gia công thành phẩm. Chi phí xử lý phế phẩm và thu hồi đơn hàng may mặc khi đó sẽ tăng rất cao. Doanh nghiệp cần bố trí thiết bị đọc tín hiệu tự động ở từng bước chuyển giao công đoạn.

III. Giải pháp chuẩn hóa quy trình sản xuất nhãn rfid bằng in offset

Giải pháp tối ưu hóa quy trình sản xuất nhãn RFID kết hợp chặt chẽ công nghệ in offset và thiết bị chèn inlay chuyên dụng. Quy trình khởi đầu bằng việc in ấn đồ họa sắc nét trên bề mặt giấy tiêu chuẩn. Sau đó, máy dán tự động tiến hành chèn cuộn inlay vào giữa hai lớp vật liệu với độ chính xác cao. Hệ thống sử dụng keo dán gốc nước hoặc keo nóng chảy để cố định vi mạch chắc chắn. Áp lực ép trục được hiệu chỉnh ở mức an toàn nhằm bảo vệ mối hàn vi điện tử. Kế tiếp, máy bế khuôn thực hiện cắt định hình thành phẩm theo quy cách thiết kế riêng của từng thương hiệu thời trang. Ngay sau công đoạn bế, hệ thống đầu đọc RFID tự động quét kiểm tra từng con nhãn trên dây chuyền. Những nhãn không phản hồi tín hiệu sẽ bị đánh dấu và loại bỏ tự động. Công đoạn cuối cùng là mã hóa dữ liệu EPC và in mã vạch biến đổi.

3.1. Các bước vận hành máy ghép inlay và gia công nhãn

Công đoạn ghép nối đòi hỏi sự phối hợp nhịp nhàng của máy gia công liên hoàn. Cuộn giấy in mặt và cuộn giấy đế được cấp vào vị trí định vị quang học. Máy cấp inlay bóc tách từng con chip và đặt chính xác vào vị trí quy định trên dải giấy. Lực ép dán màng được điều khiển tự động bằng cảm biến áp suất kỹ thuật số. Tiếp theo, dải nhãn đi qua trạm bế demi hoặc bế đứt để tạo hình dáng thẻ treo. Toàn bộ tiến trình diễn ra liên tục với tốc độ cao nhưng vẫn giữ an toàn cho cấu trúc ăng-ten nhạy cảm.

3.2. Quy trình mã hóa dữ liệu và kiểm thử chất lượng nhãn

Mã hóa dữ liệu là khâu hoàn thiện chức năng thông minh cho nhãn RFID. Thiết bị ghi dữ liệu truyền mã định danh EPC độc bản vào bộ nhớ chip của từng sản phẩm. Đồng thời, máy in nhiệt phụ trợ in mã vạch và số seri đồng bộ lên bề mặt thẻ. Đầu quét kiểm tra độ nhạy tần số UHF đọc lại dữ liệu vừa ghi để xác thực tính toàn vẹn. Nhãn đạt chuẩn sẽ được cuộn lại hoặc đóng gói theo số lượng yêu cầu. Dữ liệu mã hóa được lưu trữ vào hệ thống quản lý sản xuất để phục vụ truy xuất.

IV. Ứng dụng thực tiễn của quy trình sản xuất nhãn rfid thời trang

Ứng dụng nhãn RFID tạo ra bước ngoặt đột phá cho ngành bán lẻ thời trang toàn cầu. Nhãn gắn chip giúp các chuỗi cửa hàng quản lý tồn kho theo thời gian thực với độ chính xác trên 99%. Nhân viên kho có thể quét hàng trăm sản phẩm chỉ trong vài giây mà không cần quét trực diện từng món. Khâu kiểm đếm hàng hóa xuất nhập kho diễn ra nhanh chóng, giảm thiểu tối đa tình trạng thất thoát. Tại cửa hàng bán lẻ, nhãn RFID hỗ trợ hệ thống thanh toán tự động không chạm và cổng an ninh chống trộm thông minh. Trải nghiệm mua sắm của khách hàng được nâng cao nhờ khả năng tra cứu thông tin size màu tức thì. Hơn nữa, dữ liệu số hóa từ nhãn RFID tạo nền tảng vững chắc cho mô hình bán hàng đa kênh omnichannel. Quy trình sản xuất nhãn chuẩn hóa chính là chìa khóa giúp doanh nghiệp thời trang tối ưu chi phí và bứt phá doanh thu.

4.1. Tối ưu hóa chuỗi cung ứng và kiểm soát hàng tồn kho

Nhãn RFID rút ngắn thời gian luân chuyển hàng hóa từ xưởng may đến điểm bán lẻ. Đầu đọc cố định tại cửa kho tự động ghi nhận số lượng lớn kiện hàng đi qua. Quy trình đối soát hóa đơn diễn ra hoàn toàn tự động, loại bỏ lỗi thao tác thủ công. Nhà quản lý nắm bắt chính xác mức tồn kho tại từng điểm bán để kịp thời điều chuyển nguồn hàng. Tỷ lệ thiếu hụt sản phẩm giảm mạnh, giúp gia tăng doanh số bán hàng. Chuỗi cung ứng thời trang vận hành trơn tru và minh bạch hơn bao giờ hết.

4.2. Xu hướng phát triển công nghệ nhãn rfid trong tương lai

Xu hướng tương lai của nhãn RFID thời trang hướng đến vật liệu xanh và chip siêu nhỏ. Các nhà sản xuất đang nghiên cứu ăng-ten in bằng mực dẫn điện thân thiện môi trường thay cho màng nhôm. Vật liệu giấy phân hủy sinh học được ưu tiên ứng dụng để giảm rác thải nhựa. Ngoài ra, việc kết hợp nhãn RFID với công nghệ chuỗi khối blockchain giúp người tiêu dùng xác thực nguồn gốc xuất xứ quần áo chính hãng. Các cải tiến kỹ thuật này sẽ tiếp tục thúc đẩy ngành thời trang phát triển bền vững.

Trích đoạn nội dung tài liệu

PHẦN MỞ ĐẦU 1. Lý do chọn đề tài Ngày nay, với sự phát triển của khoa học kỹ thuật, nhiều công nghệ mới ra đời với mục đích làm cho mọi việc trở nên đơn giản, tiện lợi nhằm đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của con người trong mọi lĩnh vực. Các công nghệ với khả năng tự động hóa cao ngày càng được con người chú ý, quan tâm. Và một trong số đó có nhận dạng tự động là một trong những công nghệ có thể đáp ứng được các nhu cầu của con người.

Nhận dạng tự động là công nghệ dùng để giúp các thiết bị nhận dạng các đối tượng mà không cần nhập dữ liệu bằng nguồn lực nhân công. Từ đó thấy được các công nghệ nhân dạng tự động như: các mã vạch, các tag thông tin, nhận dạng đặc trưng quang học và nhận dạng tần số vô tuyến RFID (Radio Frequency Iditification) nhưng nổi bật, đang hiện hành và phát triển nhất là RFID, một xu hướng mới nổi đang được phát triển rộng rãi trên thế giới. Sự ra đời của công nghệ RFID - công nghệ nhận dạng đối tượng bằng sóng radio là một ý tưởng độc đáo. Công nghệ này đã và đang được phát triển mạnh ở nhiều nước trên thế giới với những ứng dụng rất đa dạng trong các lĩnh vực: sản xuất kinh doanh (các dây chuyền sản xuất công nghiệp, ứng dụng trong quản lý kho hàng, trong lĩnh vực thời trang, trong chăn nuôi, nuôi trồng thủy sản,.) an ninh, y tế.

Công nghệ RFID đã được nghiên cứu và ứng dụng khá sớm, nhưng trong vòng khoảng mười năm trở lại đây, RFID mới thực sự phát triển rầm rộ. Công nghệ này sẽ hết sức cần thiết cho sự phát triển của thế giới do đó nhiều nước đã và đang xúc tiến các công tác triển khai công nghệ này. Việt Nam cũng không là ngoại lệ, tuy RFID chưa thực sự phổ biến nhưng với xu hướng chung của thế giới, Việt Nam cũng đang nghiên cứu và từng bước triển khai công nghệ này. Bên cạnh đó, công nghệ RFID đang được sử dụng ngày càng phổ biến bởi nhiều ngành như xây dựng, kỹ thuật và sản xuất hóa chất, công nghệ RFID đã cho thấy một sự kết hợp hoàn hảo của nó trong ngành bán lẻ thời trang.

Các nhà bản lẻ hàng may mặc đã sử dụng RFID trong nhiều năm và khi các lĩnh vực bán lẻ khác như làm đẹp hoặc ngành công nghiệp thực phẩm bắt đầu khám phá khả năng của công nghệ này, họ sẽ tìm đến lĩnh vực bán lẻ thời trang để tham khảo và định hướng theo. 1 Đối với ngành thời trang hiện nay, việc quản lý các bộ sưu tập được ra mắt hằng tháng, hằng năm và hàng chục chiến dịch tiếp thị, thì các nhà bán lẻ thời trang phải đối mặt với nhiều thách thức. Số lượng hàng hóa cực kỳ lớn, với nhiều màu sắc, kiểu dáng và kích cỡ – phải được di chuyển dọc theo toàn bộ chuỗi cung ứng trong những chu kỳ ngày càng ngắn. Điều này liên quan đến các yêu cầu đặc biệt đối với quy trình, công nghệ và nhân viên trong ngành bán lẻ: • Có thể cung cấp thông tin cho khách hàng mọi lúc.

Điều này đòi hỏi chúng ta phải biết vị trí chính xác của tất cả các mặt hàng ở bất kỳ thời điểm nào. • Các quy trình trong cửa hàng cần phải được thực hiện hiệu quả. Điển hình như là nhập hàng nhanh, thường xuyên kiểm kê và thông bảo khi chuẩn bị hết hàng. • 100 % hướng tới khách hàng.

Giữ lời hứa cung cấp thông tin đáng tin cậy về tính sẵn có của từng loại hàng hóa vào bất kỳ lúc nào. Nhiều nhà bán lẻ thời trang đã nhận ra lợi ích của quản lý hàng tồn kho dựa trên RFID: biết chính xác vị trí của mọi mặt hàng tại mọi thời điểm là cơ sở để quản lý cửa hàng hiệu quả và bán lẻ đa kênh. Các chuỗi bán lẻ đã thực hiện áp dụng công nghệ RFID sẽ sớm thấy được những lợi ích khác như phân tích thời gian thực dựa trên dữ liệu về hàng hóa hoặc giảm chi phí lao động trong cửa hàng. Thực tế cho thấy các giải pháp dựa trên RFID có khả năng mở rộng cao, dễ thực hiện hơn bao giờ hết và ngày càng được coi là một khoản đầu tư an toàn, việc sử dụng RFID trong bán lẻ thời trang đang tăng lên hàng năm.

Chính vì những lý do đã nêu ở trên mà đề tài: “PHÂN TÍCH QUY TRÌNH SẢN XUẤT NHÃN RFID ỨNG DỤNG TRONG LĨNH VỰC THỜI TRANG” đã được nhóm chọn làm đề tài để phân tích và tìm hiểu trong khóa luận tốt nghiệp này. Mục tiêu đề tài - Mục tiêu chung: Tìm hiểu & phân tích công nghệ nhãn RFID ứng dụng trong lĩnh vực thời trang. - Mục tiêu cụ thể: 2 + Tìm hiểu các đặc điểm của nhãn RFID. + Phân tích công nghệ RFID ứng dụng trong lĩnh vực thời trang.

Câu hỏi đề tài hướng đến - Tính năng nổi bật của nhãn RFID? - Điểm khác nhau giữa FRID và Barcode là gì? - Khoảng cách đọc và độ chính xác là bao nhiêu? - Tại sao áp dụng công nghệ RFID lại trở thành các nhu cầu thiết yếu của các chuỗi bán lẻ thời trang? - Lợi ích của RFID đối với ngành thời trang bán lẻ là gì? - Quy trình sản xuất nhãn RFID gồm bao nhiêu công đoạn và được thực hiện như thế nào? 1. Đối tượng và phạm vi đề tài 1. Đối tượng đề tài Trong công nghệ nhãn RFID có rất nhiều yếu tố ảnh hưởng đến quá trình sản xuất cũng như chất lượng sản phẩm cuối cùng. Do đó đề tài sẽ tập trung phân tích sâu vào đặc điểm nhãn RFID và quy trình, công đoạn sản xuất ra được một con nhãn: - Tìm hiểu đặc điểm hệ thống và nhãn RFID - Phân tích quy trình công nghệ nhãn RFID ứng dụng trong lĩnh vực thời trang.

Phạm vi đề tài - Phân tích về công nghệ RFID ứng dụng trong lĩnh vực thời trang. - Ứng dụng công nghệ RFID trong các lĩnh vực khác nhau. - Phân tích quy trình sản xuất cụ thể để tạo ra được một sản phẩm. Phương pháp đề tài - Phân tích định tính: Nhằm phân tích quy trình sản xuất nhãn RFID trong lĩnh vực thời trang: từ mục tiêu ban đầu, dựa trên cơ sở lý thuyết, tác giả xây dựng bảng câu hỏi định tính.

- Phân tích định lượng: Tìm hiểu thị trường tag RFID trên toàn cầu và sự phát triển tăng vọt. Ý nghĩa đề tài Đề tài này sẽ đem lại một số ý nghĩa của quy trình sản xuất nhãn RFID trong lĩnh vực thời trang cụ thể như sau: Kết quả phân tích sẽ góp phần giúp cho các sinh viên cũng như doanh nghiệp Việt Nam hiểu được vai trò của quy trình sản xuất nhãn RFID cho thời trang may mặc. Từ kết quả nghiên cứu này, các doanh nghiệp có thể có cơ sở cho việc áp dụng quy trình này để giúp cho chuỗi cung ứng sản phẩm dễ dàng quản lý sản phẩm nhất, được vận hành trơn chu nhất. Kết quả phân tích này sẽ góp phần bổ sung tài liệu tham khảo về quy trình sản xuất nhãn RFID trong lĩnh vực thời trang.

Nó có thể áp dụng để phát triển cho những nghiên cứu tiếp theo về quy trình sản xuất nhãn RFID trong lĩnh vực khác nhau và theo những qui mô lớn hơn. Bố cục đề tài Chương 1: Tổng quan về công nghệ RFID (Radio Frequency Identification) Chương 2: Tìm hiểu về đặc điểm nhãn RFID Chương 3: Phân tích quy trình sản xuất công nghệ in nhãn RFID ứng dụng trong lĩnh vực thời trang. Chương 4: Kết luận 4 PHẦN B: PHẦN NỘI DUNG CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ RFID (RADIO FREQUENCY IDENTIFICATION) 1. Công nghệ RFID và quá trình phát triển 1.

Giới thiệu về công nghệ RFID Công nghệ RFID (Radio Frequency Identification) cho phép một thiết bị đọc thông tin sản phẩm (chứa trong chip RFID) mà không cần tiếp xúc trực tiếp ở khoảng cách xa, không thực hiện bất kỳ giao tiếp vật lý nào hoặc giữa hai vật không nhìn thấy. Công nghệ này cho ta phương pháp truyền, nhận dữ liệu từ một điểm này đến một điểm khác. Kỹ thuật RFID sử dụng truyền thông không dây trong dải tần sóng vô tuyến để truyền dữ liệu từ các tag (thẻ) đến các reader (bộ đọc). Tag có thể được đính kèm hoặc gắn vào đối tượng được nhận dạng chẳng hạn sản phẩm, nhãn, hộp hoặc giá kê (pallet).

Reader scan dữ liệu của tag và gửi thông tin đến cơ sở dữ liệu có lưu trữ dữ liệu của tag. Ví dụ: các tag có thể được đặt trong các nhãn mác thời trang để kiểm soát số lượng bán ra hay hàng tồn kho. Dạng đơn giản nhất được sử dụng hiện nay là hệ thống RFID bị động làm việc như sau: reader truyền một tín hiệu tần số vô tuyến điện từ qua antenna của nó đến một con chip. Reader nhận thông tin trở lại từ chip và gửi nó đến máy tính điều khiển đầu đọc và xử lý thông tin lấy được từ chip.

Các chip không tiếp xúc không tích điện, chúng hoạt động bằng cách sử dụng năng lượng nhận từ tín hiệu được gửi bởi reader. Lịch sử và quá trình phát triển - Năm 1897: Guglielmo Marconi phát hiện ra sóng radio, tạo nền tảng để phát triển RFID. - Năm 1937: phòng thử nghiệm nghiên cứu Naval U.S phát triển hệ thống xác định Friend – or – Foe (IFF) cho phép xác định những đối tượng thuộc về quân ta hay quân địch. 5 - Trong suốt thập niên 50: chủ yếu dùng trong quân đội, phòng LAB nghiên cứu, các doanh nghiệp lớn và những thiết bị này có giá rất cao và kích thước lớn.

- Cuối thập kỉ 60 đầu thập kỉ 70: nhiều công ty như Sensormatic and Checkpoint Systems giới thiệu những sản phẩm mới ít phức tạp hơn và ứng dụng rộng rãi hơn do công nghệ được tích hợp trong IC, chip nhớ lập trình được. Các công ty bắt đầu phát triển thiết bị giám sát điện tử để bảo vệ và kiểm kê sản phẩm như quần áo trong cửa hàng, sách trong thư viện. Hệ thống RFID thương mại ban đầu này chỉ là hệ thống Tag 1bit giá rẻ để xây dựng, thực hiện và bảo hành. Tag không đòi hỏi nguồn pin (thụ động) dễ dàng đặt vào sản phẩm và thiết kể để cảnh báo khi tag đến gần bộ đọc, thường đặt tại lối ra vào để phát hiện sự có mặt của tag.

- Suốt thập kỉ 70: nghiên cứu và phát triển những dự án để tìm cách dùng IC dựa trên hệ thống RFID. Có nhiều ứng dụng trong công nghiệp tự động, xác định các loài động vật, theo dõi lưu thông.