Introduzione alle tecnologie RFID ed alcuni Case Studies

Marco Ciavarella

AGENDA

• Introduzione su RFID e Pervasive• Cenni su EPCglobal Network Architecture• Oracle & RFID (e piu’ in generale sensori)• Alcuni casi di successo italiani e

internazionali• Domande e risposte

Cosa significa Pervasive? Ed RFID?

• Pervasive Computing intende tutti quei sistemi di calcolo inseriti in dispositivi di uso quotidiano atti a rendere più facile l’interagire tra le informazioni e l’utente. L’utente è così in grado di fruire delle informazioni/servizi in maniera naturale, in ogni luogo ed in qualsiasi circostanza esso si trovi.

• Radio Frequency IDentification (o RFID) è una tecnologia per la identificazione automatica di oggetti, animali o persone. Le informazioni contenute in un Tag RFID vengono lette distanza usando dei lettori RFID (antenne). Un tag RFID e' generalmente costituito da un microchip che contiene dati e una antenna che permette di ricevere e di trasmettere radiofrequenza ad un transceiver RFID (antenna esterna).

Un po’ di numeri…

• 2006: smartphone venduti nel Mondo 86.407.000 ed Europa Occidentale 55.407.000

• Trend: – aumento Knowledge Workers, Mobile Workers…

Dispositivi totali venduti (.000)

2005 2006 2007Mondo 820.571 955.287 1.058.217Europa Occidentale 166.034 192.228 213.520

Source: OVUM 2006

Wireless & Pervasive, RFID

Pervasive?

M2MTelematics

Spatial

RFID

Mobile Workers Embedded

Voice

Location

Sensors

Pervasive “impact”

New

Dove si trova e dove puo’ trovarsi

Immaginate di conversare con oggetti intelligentiL’RFID è un fattore chiave per rendere “intelligenti” gli articoli

• Chi sei?• Chi ti ha creato?• Chi è il tuo proprietario?• Che tipo di prodotto sei?• Contieni materiali pericolosi?• Chi ti ha riparato?• Che cosa ti succede?• Qual è la tua data di scadenza?• Dove stai andando?• Qual è la tua destinazione?• Quando dovresti arrivare a destinazione?• Sei sul percorso corretto?• Sei già passato in dogana?• Che cosa pesi?• Sei caduto durante il viaggio?

Tipi diversi di identificazione

I Processi RFID e sensor based

Analisi

Cattura

Risposta

Gestione

Accessodi informazioni filtrate e appropriate da parte di una varietà di differenti lettori e sensori.

dell’esplosione di dati ed eventi in una singola sorgente di verità che è anche scalabile, affidabile e sicura.

dei dati e degli eventi in tempo reale per offrire business intelligence e monitoraggio delle attività di business per il miglioramento continuo dei processi.

alle informazioni in qualsiasi momento e luogo da parte di tutte le persone, applicazioni e procedure di business appropriate.

automatica a eventi e informazioni e possibilità di gestione mediante eccezioni da parte del personale.

Identificazione in radiofrequenzaCodice a barre intelligente… e molto altro

• RFID – la tecnologia di abilitazione degli “oggetti intelligenti”

• La tecnologia RFID permette la raccolta di dati e l’identificazione automatizzata, con una conseguente accelerazione dei processi di business e una maggiore precisione e tempestività dell’immissione dei dati.

• Le etichette RFID consistono di un chip che conserva dati e di un’antenna per la comunicazione dei dati stessi per mezzo delle onde radio.

Nozioni elementari dell’RFID Lettura/scrittura su più etichette in ambienti difficili

• L’etichetta RFID contiene chip e antenna RFID.

• L’etichetta RFID contiene un ID unica.

• L’etichetta RFID trasmette dati in modalità wireless via onde radio.

• Tipi etichetta : passiva, attiva

• Le applicazioni hanno accesso alle informazioni sugli elementi fisici basati sulle etichette RFID.

• I processi di business possono essere automatizzati (da macchina a macchina).

• I processi di business possono essere trasformati sulla base delle nuove informazioni disponibili.

Hardware e fisicaHardware e fisica

• Il middleware si connette a un lettore RFID e raccoglie e memorizza le informazioni lette dai lettori RFID.

• Livello astrazione lettore RFID.

• Livello gestione lettore RFID.

InformaticaInformatica

La tecnologia RFID La tecnologia RFID collega il mondo reale collega il mondo reale degli oggetti al mondo degli oggetti al mondo informatico e consente informatico e consente

ad applicazioni e ad applicazioni e computer di rilevare il computer di rilevare il

mondo fisico.mondo fisico.

• Lettore/scrittore RFID comunica via onde radio con le etichette RFID.

• Il lettore RFID passa i dati al server applicazione locale.

• Tipi di lettore: lettori per portali fissi (portoni di magazzini, nastri trasportatori), lettori portatili (slitta PDA, scheda CF, ecc.)

Nozioni elementari dell’RFIDVista schematica e semplificata dell’infrastruttura

Gli elementi intelligenti sono collegati a una rete e quindi sia alle informazioni archiviate in essa ma anche a un agente (software) decisionale, che agisce per suo conto.

ProdottiProdotti DispositiviDispositivi MiddlewareMiddleware

Chip RFID

Qualsiasi prodotto

ProductMarkup

Language(PML)

Qualsiasi

lettoreRFID

Qualsiasi rete(cablata/wireless)

Server”savant”

ServerONS

ServerEPC Info

ERPERP

Internet

Agisce per conto

di un prodotto specifico

MarcaturaMarcaturaDispositiviDispositivi ReteRete DatabaseDatabase AgenteAgentesoftwaresoftware

RFID – Pro e controAttuali vantaggi e sfide

Tecnologia matura

Standard definiti

Grande diffusione

Basso costo di implementazione

Facilmente leggibile

Tecnologia matura

Standard definiti

Grande diffusione

Basso costo di implementazione

Facilmente leggibile

Codice a Codice a barrebarre

TecnologiaTecnologia Punto di forza Punto di forza DebolezzaDebolezza

Necessità di una visuale sgombra

Sensibile all’orientamento

Necessita di intervento umano

Sensibile a stampa e abrasione

Contenuto dati statico

Necessità di una visuale sgombra

Sensibile all’orientamento

Necessita di intervento umano

Sensibile a stampa e abrasione

Contenuto dati statico

RFIDRFID Nessuna necessità di visuale sgombra

Raccolta dati passiva

Non sensibile all’ambiente

Lettura, scrittura e aggiornamento dati

Lettura/scrittura etichette multiple

Nessuna necessità di visuale sgombra

Raccolta dati passiva

Non sensibile all’ambiente

Lettura, scrittura e aggiornamento dati

Lettura/scrittura etichette multiple

Tecnologia emergente

Assenza di standard

Costo attuale moderato o alto

Codici leggibili solo come “extra”

Tecnologia emergente

Assenza di standard

Costo attuale moderato o alto

Codici leggibili solo come “extra”

RFID, una funzione – tanti utilizzi

Sfide dell’RFIDCi sono ancora dei problemi da risolvere

• Espansione incontrollata del volume di dati e transazioni– Granularità: a livello di confezione -> a livello di articolo -> a

livello di unità– Frequenza: transazione -> on-demand -> continua

• Risoluzione dell’ID etichetta per il contenuto oggetti– Identificazione: qual è l’informazione univoca?– Posizione: dove si trovano le informazioni da reperire?– Presentazione: come devono essere presentate le informazioni?

• Gestione eventi e informazioni– Transazioni: basate su UI -> basate su eventi -> basate su agenti– Architettura: centralizzata -> localizzata -> decentrata

• Diversità hardware e incompatibilità– Standard: frequenze e protocolli differenti– Integrazione: i lettori RFID hanno API differenti

Alcuni Benefici RFID…

• Produttività

– Riduzione dei punti di manipolazione dei pallet• Eliminazione della conta dei cartoni

• Eliminazione della lettura ottica di pallet e cartoni

• Eliminazione della stampa ed applicazione di etichette

– Riduzione dei tempi di check-in/check-out

• Qualità

– Incremento della precisione accuratezza dell’ordine• Riduzione delle perdite d’ordine

• Riduzione delle perdite nel trasporto

– Miglioramento della rotazione e del rifornimento dello stock

Potenziali vantaggi di business• Aumento della differenziazione e del vantaggio competitivo. Esempio: i

produttori devono incorporare rapidamente RFID per rispondere a esigenze di rivendita.

• Aumento della produttività. Esempio: RFID consente di eliminazione la scansione manuale del codice a barre per la verifica a magazzino.

• Aumento della visibilità della supply chain. Esempio: un rivenditore può ridurre le situazioni di esaurimento stock grazie alla gestione della disponibilità via RFID.

• Minimizzazione dei costi. Esempio: RFID può indicare con la massima precisione i punti deboli dei processi di produzione e minimizzare il numero di prodotti da richiamare.

• Massimizzazione della resa degli asset. Esempio: in ambiente sanitario, un ospedale può controllare gli asset più costosi (attrezzature mediche, sedie a rotelle, ecc) in qualsiasi momento e parte della struttura.

• Prevenzione di furti, frodi e contraffazioni. Esempio: ogni anno l’industria farmaceutica subisce perdite pari al 2-7% dei profitti a causa delle contraffazioni. RFID può eliminare i prodotti contraffatti grazie a ID specifiche per ciascun flacone.

• Riduzione di rischi e responsabilità. Esempio: il settore dell’allevamento può minimizzare il rischio associato alle emergenze sanitarie usando RFID per controllare il proprio bestiame.

Nota sulle frequenze…

Il vero sistema RFID

La tecnologia RFID introduce cambiamenti di tipo culturale. La gestione del cambiamento deve iniziare da una vision rispetto ai possibili campi di utilizzo.

Due sono i possibili approcci alla realizzazione dei sistemi RFID:

- Individuare un problema non risolvibile, se non con la tecnologia RFID (Importante, Ma ……)

- Agire in modo strategico, ridisegnando i processi della Catena del Valore, per beneficiare di tutti i vantaggi che la tecnologia offre. (Fondamentale!)

Il vero sistema RFID

Quando si parla di sistemi RFID la prima cosa importante èdistinguere il vero dalle “imitazioni” Quando si parla di sistemi RFID la prima cosa importante èdistinguere il vero dalle “imitazioni”

Cos’è un vero sistema RFID ?

• E’ un sistema in grado di rilevare dati, eventi e cambi di stato, come conseguenza naturale del fatto che un insieme strutturato di informazioni (variabili) sono rese disponibili in un certo istante a bordo di oggetti.

• E’ un sistema in grado di ridurre significativamente il numero di operazioni e i tempi richiesti per l’identificazione rendendole allo stesso tempo più sicure.

• E’ un sistema in grado di eliminare in misura significativa la necessità di dichiarare in modo esplicito, interattivo e volontario un dato, un evento, un cambio di stato rilevato all’interno di un processo esecutivo.

Cenni su EPCglobal Network Architecture

EPCglobal Network Architecture

EPCglobal Network Architecture

RFID Tags

RFID Readers

RFID Middleware

Application Specific Capture AppsApplication Specific Capture Apps

EPCIS Services

Solutions

EPC UHF Gen2 Protocol

EPC RP or LPRP

EPC ALE

EPCIS Capture Interface

EPCIS Query Interface

Requisiti minimi RFID middleware

I requisiti funzionali minimi di un middleware e dei relativi information service sono:

– reader management– event filtering– data aggregation– customised business event logic– integration with internal systems.

Dove risiede la potenzialità del RFID

L’usare le tecnologie RFID attiva una serie di eventi impattano fortemente sul processo. In effetti la

complessità può dipendere da cosa “tracciamo”, dove lo tracciato e dalle condizioni ambientali.

Ma il dato è il valore reale. Esso permette un miglioramento del processo.

Oracle & RFID (e piu’ in generale sensori)

Oracle Sensor-Based ServicesComponente chiave per realizzare un’azienda Real-Time

Supporto integrato per l’RFID e computing basato sui sensori.

BusinessIntelligence

Portal

Cache

E-BusinessIntegration

Management& Security

Dat

abas

esD

atab

ases

Ap

pli

cati

on

Ser

ver

Ap

pli

cati

on

Ser

ver

Vertical ApplicationsVertical Applications Horizontal ApplicationsHorizontal Applications

Ap

pli

cati

on

sA

pp

lica

tio

ns

PartnerPartnerApplicationsApplications

Wireless & Voice

Complete Mobile Solution

BACKEND BACKEND SYSTEMSSYSTEMS

EVENT EVENT SOURCES & SOURCES & RESPONSE RESPONSE

DEVICESDEVICES

GESTIONE

ANALISI

ACCESSO

Business Intelligence

JDeveloper

Business ProcessManagement

CATTURA

PortalMobile

Infrastruttura RFID Oracle

Integration

Sensor Edge Server

OracleE-Business Suite

Packaged Apps

Legacy

Other

ORACLE RFIDINFRASTRUCTURE

SecuritySensor Data Hub

EnterpriseManager

Oracle Edge Server

Lettore RFIDfisso

Lettori RFID & BarcodeScanners portatili

DriverFramework

Alien

Management and ToolsManagement and Tools

Device ManagerDevice Manager Filter ManagerFilter Manager

Altri sensori

EMS

FEIG

Intermec

Matrics

Zebra

Other

Data Dispatcher

Streams/AQ

JMS

Web Services

HTTP

Other/Custom

FilterFramework

Base

CrossRead

Pass

PalletPass

Shelf

PalletShelf

Other

PL/SQL, Other Queues, AQ/JMS, etc

JMS Client

Web Services (WSDL)

Servlet, JSP, etc

Custom Applications

Development KitDevelopment Kit

Filtri: Esempi

back-store front-store

trash

shipping

receiving

replenishment

unpacking stations

storage area

sma

rt sh

elve

s

checkout

Alcune esperienze ORACLE italiane e internazionali

• 140 societa’, 12 vallate, 450 impianti di risalita

• 450 impianti connessi via GSM/GPRS

• Tessere contactless usa e getta e permanenti (ricaricabili)

• Miglior servizio al cliente e piu’ efficienza interna

• Tracciatura itinerari, ripartizione introiti

• Blocco tessere rubate/smarrite

KCI e’ una filiale italiana di un gruppo che sviluppa e vende/noleggia una varieta’ di prodotti medicali innovativi

nella catena del valore della sanita’

La soluzione: prodotti con tag RFID per consentire il tracking e il monitoraggio.

Benefici: Miglior assistenza postvendita e migliore manutenzione, fatturazione piu’ accurata, certificazione dei

processi.

Perche’ RFID ?• Alta frequenza di movimentazione dei prodotti

• Tipologia del prodotto

• Flessibilita’ della tecnologia

• Resistenza ai lavaggi e alle alte temperature

• Tracciabilita’

•Automazione processi interni/esterni

•Automazione handling

KCI Italia: Schema MagazzinoLegenda:

RIPARAZIONECONTROLLO

QUALITA’

NOLEGGIO

VENDITA

SANIFICAZIONE

RICEVIMENTO

MERCI

RIENTRO DA

NOLEGGIO

PROGRAMMAZIONE

TAG

USCITA PER

NOLEGGIO

USCITA PER

VENDITA

ANTENNA FISSA GATE LETTORE RFID LETTORE BARCODE

1

2

6

2

3

3

3

3

45

7

ChemSecure

Gestione e controllo delle sostanze chimiche pericolose e

del loro smaltimento con RFID e servizi basati su sensori

"NASA Dryden Flight Research Center in partnership with the Department of Defense implemented the ChemSecure solution

using RFID tags to track hazardous chemicals in real-time. Built on the Oracle Sensor Edge Server and Oracle Database with

integration to the Hazardous Material Management System, ChemSecure enables the enforcement of Dryden’s chemical

management business processes and provides users full and cost-effective control over their chemical inventory management.”

-- Ralph Anton, Chemical Program Manager, NASA Dryden

ChemSecure

Obiettivo• Garantire la sicurezza per le sostanze

chimiche e le persone che accedono alle stesse nell’area di lavoro.

• Garantire la sicurezza del pronto intervento in caso di fuoriuscita di sostanze chimiche.

• Controllare la manipolazione delle sostanze chimiche sulla base di informazioni in real time sul contenuto e sulle credenziali degli addetti

• Gestire le eccezioni e innescare workflow in caso di condizioni di errore

Requirements• Catturare informazioni real time sugli

assets fisici attraverso sensori e RFID tag.

• Device mobili con suporto RFID integrato.

• Correlare assets chimici e informazioni sul personale: identità, stato, posizione

• Role based alerting (Personale di base, Management, prontointervento) con delivery multicanale

“Una miscela ipergolica si accende al semplice contatto tra i componenti, senza alcuna fonte esterna di accensione (calore o fiamma)”

Azienda Ospedaliera Universitaria

• Applicazione delle tecnologie RFID alla geolocalizzazione in ambito sanitario con particolare riferimento a un Pronto Soccorso

• Monitoraggio del paziente all’interno del Pronto Soccorso e delle aree adiacenti: servizio di Radiologia, Neuroradiologia, Emodinamica

Perché RFID

• Rintracciabilità dei pazienti• Trasparenza• Rintracciabilità della

documentazione• Rintracciabilità delle

apparecchiature• Rintracciabilità delle attrezzature• Rintracciabilità del personale

Hospital.Emergency area of Macchi Hospital in Varese (Italy). Tags are linked to devices

for quick location, to prevent theft and misplacement.

McCarran International Airport

Problemi• L’accuratezza dello scanning ottico usando

barcode e’ solo dell’80-90%

• Il costo di gestione dei bagagli inviati alla destinazione sbagliata e’ alto

• L’amministrazione per la Sicurezza dei Trasporti spinge per fare lo screening di ogni bagaglio dei passeggeri

• E’ richiesta una infrastruttura scalabile e flessibile per ottenere la traccia strocia di ogni bagaglio

Soluzioni• La soluzione di ARINC e Symbol su tecnologia

Oracle consente la visualizzazione near real time dell’ubicazione di ciascun bagaglio.

• L’effcieinte sistema di tracking dei bagagli ora soddisfa pienamente le richieste della TSA

• La soluzione RFID fornisce letture accurate vicine al 100%

Benefits• La miglior accuratezza delle letture via tag consentira’

di risparmiare circa 1M$ al giorno

• Maggior soddisfazione e sicurezza del viaggiatore

“We standardized on Oracle about 10 years ago andOracle has never skipped a beat so it was really anatural extension as we moved into the RFID arena toutilize an Oracle database.” Samuel Ingalls, Assistant Director of Aviation, Information Systems McCarran International Airport in Las Vegas

Las Vegas, Nevada, U.SLas Vegas, Nevada, U.S

Detention center example.Layout of cell with adjacent

areas and location of inmates. Yellow dots are inmates, red

dots are inmates in not-allowed areas and blue dots are

assistants-guards.

Ospedale “Vittorio Buzzi”Azienda Ospedaliera ICP di Milano

• Headquarter: Milan, Italy• Website: www.ICP.mi.it• Industry: Healthcare, Public

Sector• Yearly Income: €110m• 1600 Employees• Structure:

– 576 Beds– 2 Hospitals (Buzzi and

CTO)– 22 regional outpatients

clinic– 1.700.000 specific medical

practice

Progetti

Identificazione Mamma/BambinoIl progetto è stato implementato per il reparto di Ostetricia (3600 pazienti per anno)ed il suo scopo è di creare un sistema di monitoraggio e controllo per il corretto accoppiamento tra il bambino, la mamma e il fascicolo clinico inserendo dei braccialetti dotati di Tag RFID.Gestione manutenzione apparecchiature elettromedicaliIl sistema prevede l'applicazione su ogni apparecchiatura elettromedicale di un'etichetta Rfid che riporta le informazioni relative alla natura e alla tipologia dell'apparecchio, l'elenco degli interventi svolti sia in regime di manutenzione ordinaria che straordinaria, note dettagliate sui singoli interventi e sulle componenti sostituite, nonché informazioni utili per gli interventi programmati futuri.

Gestione del Blocco OperatorioPer migliorare la qualità delle attività in sala operatoria è stato implementato un sistema automatico di rilevazione dei tempi nel Blocco Operatorio. Il sistema, basato su tecnologia Rfid, mette il paziente al centro del flusso di lavoro del Blocco Operatorio, registrando automaticamente le procedure a cui è sottoposto nelle varie fasi e i tempi di esecuzione delle medesime.

bambino

Cartella

madre

Sistema automatico per la gestione ed il controllo dei documenti negli uffici del rettorato, facendo uso di Tag di tipo “passivo” con frequenza a 13,56 Mhz e con diversi apparati (reader seriali e antenne pad) basati sulla tecnologia RFID.

– Tracciabilità dei documenti– Ricerca delle pratiche amministrative – Ottimizzazione flussi documentali

Un Tag adesivo viene apposto su ogni documento e ne permette l’identificazione univocaScaffali, armadi, scrivanie sono dotati di un’antenna pad che segnala la presenza dei documenti, memorizzando le coordinate che identificano la posizione (es.Armadio n°1, scaffale n°100, scrivania n.1, etc.)

Università di Messina

Ufficio Protocollo

Primi UfficiUfficio Protocollo

•Apertura delle buste•Riconoscimento tipologia Documento e relativa associazione

Riconoscimento ed Associazione

Q U E S T I O N S

A N S W E R S

www.oracle.com/it/mobilitywww.oracle.com/it/mobility

marco.ciavarella@oracle.commarco.ciavarella@oracle.com

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