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tiziana-simonetti
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RFID:INTRODUZIONE
TECNOLOGIE
L’identificazione automatica - introduzione
AIDC (Automatic Identification and Data Capture)Indica il reperimento automatizzato dei dati di riconoscimento univoco di un oggettoPermette di identificare con certezza, precisione e rapidità persone e oggettiConsente un maggior controllo dei flussi dati nell’azienda e nel processo distributivoBarcode (mono e bidimensionali) e tag RFID costituiscono i principali strumenti AIDC attualmente disponibili.
RFID - evoluzione
Tecnologia utilizzata per la prima volta durante la seconda guerra mondiale dalla RAF per IFF (Identification Friend or Foe)
Fine anni ’60 - Identificazione del personale nelle aree nucleari
1977 - I laboratori di Los Alamos rendono la tecnologia di dominio pubblico
Anni ’80 – Primi Tag passivi e applicazioni commerciali
Anni 2000 – Primi standard e interesse delle grandi compagnie
RFID - funzionamentoIl sistema è composto da:
tag (attivo/passivo, read only/riscrivibile) – Memorizza un identificativo univoco e opzionalmente ulteriori dati
• di fatto un tag è l’equivalente di un dischetto letto a distanza, privo di capacità elaborativa propria
antenna – Legge i dati contenuti nei tag tramite radiofrequenza• tag univoco per poter discriminare gli oggetti letti in contemporanea
infrastruttura software – Raccoglie e filtra i dati letti contenuti nei tag e li rende disponibili al sistema informativo aziendale
TAG ANTENNA INFRASTRUTTURA SOFTWARE
Source: EPCglobal
RFID – tipologie di tag
ATTIVI
PASSIVI
SEMI
PASSIVI
Tipologia
LF HF UHF MW
UHFMW
Classe 0
Classe 1
Classe 2
Classe 3
Classe 4
1 bit
N Kbit
Capacitàmemoria
TipomemoriaFrequenza
LF125 KHz
HF13,56 MHz
UHF 850-950 MHz
MW2,54 GHz
Range lettura (tag passivi)
0,5 m 1 – 1,5 m 3 m 5 – 10 m
Data rate scarso buono elevatomolto elevato
Capacità lettura metalli/liquidi
buona discreta scarsa pessima
Dimensionemolto grande
grande medio piccolo
Applicazioni tipiche
controllo accessi, tracc. animali
controllo accessi, tracc. oggetti
tracc. pallet e contenitori, pedaggio elettronico
supply chain, pedaggio elettronico
Caratteristiche tecniche tag RFID
Memoria Capacità limitata Capacità elevata
Flessibilità Informazioni statiche Possibilità di riscrittura
Efficienza Una sola lettura alla volta
Più letture quasi contemporanee
Portata di letturaQualche cm manualmente in contatto visivo
Da qualche cm a qualche metro in modo automatico o manuale
RobustezzaDifficoltà di lettura dovuta allo sporco, al danneggiamento
Immunità allo sporco, maggiore resistenza strutturale
BARCODE vs. RFID – vantaggi RFID
BARCODE vs. RFID – vantaggi BARCODE
Costo Economico, costo dell’inchiostro
Da qualche cent a diversi Euro
Diffusione Diffusione planetaria omogenea
Ancora in fase di adozione
DisponibilitàTutti i produttori dispongono di stampanti e lettori
Scarso numero di produttori di tag e lettori
Standard Consolidati da decine di anni (EAN-UCC)
Ancora in evoluzione
Interferenze Sporco e danneggiamento
Compatibilità elettromagnetica, metalli, liquidi
Evoluzione del mercato RFID
Fonte: AMR Research, 2003
Le tecnologie Barcode e RFID sono spesso complementari e non antagoniste nelle diverse aree del processo produttivo e distributivo
Produzione
Magazzino
Vendita
BARCODE vs. RFID - Impieghi
Barcode
RFID
- Contenitori riutilizzabili- Movimentazione componenti- Controllo assemblaggio- Controllo avanzamento produzione- Monitoraggio semilavorati / prodotti finiti
Applicazioni RFID - produzione
Applicazioni RFID – magazzino
- Unità di trasporto (carrelli, contenitori mobili)- Containers riutilizzabili- Pallets- Tracking in tempo reale dei prodotti- Controllo dell’inventario- Monitoraggio temperatura/umidità merci- Controllo automatizzato carico/scarico merci
Applicazioni RFID – vendita
- Scaffali intelligenti- Riordino automatico prodotti sottoscorta- Gestione inventario in tempo reale- Protezione dai furti- Riduzione errori di fatturazione- Localizzazione prodotti in magazzini e punti vendita
RFID:NORMATIVA
Aree di standardizzazione
Tecnologia – compatibilità e interoperabilità HWtecniche, frequenze, tempistiche, codifiche, protocolli e sistemi anticollisione
Dati - compatibilità e interoperabilità SWstruttura, formato, organizzazione dei dati
Applicazionearchitetture di soluzioni tecniche per specifiche applicazioni o settori
Conformitàspecifiche di comportamento conformi a particolari performance e test di verifica operativi
Enti di standardizzazione RFID - I
ISO – International Organization for StandardizationSi occupa di definire le modalità di protocollo e interfacciamento utilizzando le frequenze normate (in Europa da ETSI)
ETSI – European Telecommunication Standards InstituteSi occupa di normare frequenze, potenze e canali di utilizzo dell’etere in campo europeo
Enti di standardizzazione RFID - II
GS1 (EAN-International - European Article Numbering)Associazione industriale responsabile dell’assegnazione a livello mondiale dei numeri di identificazione per aziende e prodotti
Auto-ID CenterGruppo di ricerca del M.I.T. di Boston ideatore del progetto EPC (Electronic Product Code)
EPC GlobalSocietà detentrice della proprietà intellettuale del progetto EPC nata nel 2003 da una joint venture tra EAN e UCC (Uniform Code Council)
Normative ISO di riferimento per RFID
ISO 14223/1/2/3 – Identificazione animali (< 135 KHz)
ISO 14443/4 – Controllo accessi/Carte credito (13,56 MHz)
ISO 15693 – Identificazione prodotti (13,56 MHz)
ISO 18000 – Air interface-1: definizione architettura e parametri-2/7: parametri di comunicazione (da 135 KHz a 2,45 GHz)
Normative EPCglobal di riferimento
Specifiche per tag di identificazione e radiofrequenze:
Classe 0: UHF 900 MHzClasse 1: HF 13,56 MHzClasse 1: UHF 860-930 MHzClasse 1 Gen2: UHF 860-960 MHz
Standard per la serializzazione dei codici EAN/UCC
GTIN (Global Trade Item Number)- es codice bottigliaSSCC (Serial Shipping Container Code) – es palletGLN (Global Location Number) – es magazzinoGRAI (Global Returnable Asset Identifier)GIAI (Global Individual Asset Identifier)GID (General IDentifier)
Esempio di traduzione GTIN/EPC
Source: IBM consulting
Confronto ISO/EPCglobal
Punti di contattoLa definizione di EPC Classe 1 HF è derivata dall’ISO 15693 del 2001La definizione di EPC Gen2 è in attesa di ratifica da parte di ISO quale ISO 18000-6c nel corso del 2005
Differenze
ISO EPC
Architettura Decentralizzata Centralizzata
Capienza dati Kbit 64-96 bit
Trattamento dati Non definito Definito
Numbering – cosa Free EAN
Numbering – chi Produttore tag Produttore bene
Bande di frequenza RFID nel mondo
Bande di frequenza - normative
LF (< 135 KHz)Non standardizzata su tutto il pianeta
HF (13,56 MHz)Considerata standardizzata su tutto il pianeta a partire dalla fine del 2000
UHF (850-950 MHz)Nord America: 902-915 MHz fino a 4WGiappone: nessuna banda autorizzataEuropa: normative ETSI EN300 220 e EN302 208
MW (2,54 GHz)Non standardizzata su tutto il pianeta
UHF – Normativa europea in vigore
Freq (MHz)
Potenza (mW)
856,6 867,6 869,4 869,65
2000
500
25
ETSI
302 208ETSI
300 220
ETSI EN302 208 è stato sviluppato appositamente per applicazioni RFID
UHF – Normativa italiana in vigore
Freq (MHz)
Potenza (mW)
856,6 867,6 869,4 869,65
2000
500
25
ETSI
302 208ETSI
300 220
La banda ETSI EN302 208 è usata dal Ministero della Difesa
La banda ETSI EN300 220 è limitata a 25 mW di potenza
RFIDE
TRACCIABILITA’
Tracciabilità degli alimenti
La tracciabilità consente di risalire all’identità, alla storia e all’origine di un prodotto
La tracciabilità dovrebbe essere un processo end-to-end (dal produttore al consumatore finale) per garantire la trasparenza dell’intera filiera produttiva
A partire da Gennaio 2005 è entrato in vigore il regolamento CE 178/2002 che impone la tracciabilità per tutte le imprese del settore alimentare
Regolamento CE 178/2002
L’articolo 3 del regolamento CE 178/2002 definisce tracciabilità:“la possibilità di ricostruire e seguire il percorso di un alimento, di un mangime, di un animale destinato alla produzione alimentare o di una sostanza destinata o atta ad entrare a far parte di un alimento o di un mangime attraverso le fasi della produzione, della trasformazione e della distribuzione”
Tracciare
Capacità di raccogliere e tener traccia delle informazioni relative al flusso dei materiali (materie prime, additivi, semilavorati, imballaggi) lungo il processo produttivo e distributivo
Rintracciare
Capacità di ricostruire, a partire dai dati di tracciabilità, la storia di un prodotto partendo da un qualsiasi punto della filiera produttiva
I termini Tracciabilità e Rintracciabilità sono spesso indistinti. Si parla in generale di Tracciabilità
Tracciare o Rintracciare?
Benefici della tracciabilità
- Fidelizzazione clientela e valorizzazione prodotti (aumento della trasparenza e della fiducia sul prodotto)- Aumento della sicurezza alimentare (tramite integrazione con sistemi HACCP, BRC, IFS ecc.)- Gestione efficiente ed efficace del ritiro merci- Affinamento dei controlli sui processi- Anticontraffazione- Riduzione collusioni clienti/fornitori- Promozione della collaborazione e conseguente vantaggio competitivo per gli attori della filiera
Tipologie di tracciabilità
Fornitori Produttori Distributori
materie prime
prodotti finiti
Consumatori
Tracciabilità interna
Tracciabilità esterna (a valle/a monte)
Tracciabilità di filiera
Tracciabilità interna - definizione
Materie primeAltri prodotti
Produzione Prodotti finiti
La tracciabilità interna copre le fasi che sono sotto il controllo dell’operatore all’interno della filiera. Ciò vale per ciascun operatore.E’ fondamentale che sia collegata ai processi a valle e a monte.
La tracciabilità esterna (a valle e a monte) consiste per ogni azienda nel tenere traccia delle relazioni esistenti tra i prodotti ricevuti e quelli distribuiti a livello di lotto di produzioneE’ obbligatoria secondo il Regolamento CE 178/2002.Si noti che anche il materiale usato per la confezione del prodotto (ad esempio la scatoletta per la carne in scatola) ricade sotto la normativa.
Tracciabilità esterna - definizione
Fornitori Produttori Distributori
Tracciabilità di filiera - definizione
Fornitori Produttori Distributori Consumatori
La tracciabilità di filiera è la composizione delle tracciabilità interne ed esterne di tutti gli attoriLo scopo di questa tracciabilità è di rendere trasparente e potenzialmente accessibile l’intera filiera ai consumatori
Tracciabilità – processi coinvolti
Per ottenere tracciabità, all’interno delle aziende sono necessarie:
Identificazione univoca – individuare in modo univoco locazioni, unità logistiche e prodotti che hanno avuto lo stesso percorso di trasformazione (lotto)Raccolta e registrazione – definire quali informazioni memorizzare durante la produzione e trasformazione del prodottoIntegrazione – inserire ed integrare le informazioni raccolte dai processi di identificazione e registrazione all’interno dei sistemi aziendaliComunicazione – condividere informazioni con gli altri attori della filiera tramite regole standard. E’ il cuore della tracciabilità
Tracciabilità – strumenti e tecnologie
PRINCIPI DI TRACCIABILITA’
TECNOLOGIE ABILITANTI
STRUMENTI
Identificazione univoca
Identificazione automatizzata
GTIN, SGTIN, SSCC, GLN
Raccolta e registrazione dati
AIDC EAN/UCC 128, RFID
Integrazione dati e gestione legami
Elaborazione elettronica dei dati
Applicativi software
Comunicazione dati(es. documento di
trasporto)
EDI (Electronic Data Interchange)
EANCOM®/XML
La tecnologia RFID si propone di fornire vantaggi nell’operazione di raccolta automatica e immagazzinamento dei dati, semplificando e favorendo la comunicazione degli stessi nella filiera
EPCnetwork e tracciabilità
Codice EPC (Electronic Product Code)identificativo univoco associabile ad un prodottopossibilità di tracciare e rintracciare la storia dei singoli prodotti
EPCnetwork (internet degli oggetti)obiettivo: creare una rete di interconnessione globale (produttori, fornitori, distributori, ecc…) per tracciare e rintracciare i singoli prodotti lungo la supply chain
EPCnetwork - struttura
TAG Antenna Middleware EPC IS
ONS
Applicativi
Source: EPCglobal
Middleware – aggregazione e filtraggio eventiEPC Information Service – database informazioniObject Name Service – EPC => Produttore (simile a
DNS)ONS Discovery Service – individua ulteriori agenti
correlati al produttore
EPCnetwork – architettura produttore
- Trasmissione dati tramite RFID- Trasmissione dati sensori
- Acquisizione dati letti- Funzioni di filtro semplici (anticollisione)
- Funzioni di filtro ed aggregazione- Gestione dei reader
- Informazioni sull’oggetto EPC (statiche e dinamiche) tramite linguaggio XML (PML–Physical Markup Language)
- Instradamento richieste per prodotti dotati di codice EPC- Collaborazione per rintracciabilità tra più agenti
TAG
Reader
Middleware EPC
EPCIS
Local ONS
ROOT ONS
Enterprise applications
DBinterno(ERP)
punta a
datievento
query
EPC DSDis
covery
Sto
rage
Filt
er
EPCnetwork – esempio rintracciabilità
Produttore (Company Prefix)
Distributore Retailer
EPC
ONS ROOT
EPC IS EPC IS
EPC DS
Local ONS
1
2
3
(3)
(4)
Produttori di soluzioni EPC
ConnecTerra RFTagAware
GlobeRanger iMotion for RFID
IBM RFID Premises Server
Microsoft RFID infrastructure
ORACLE Sensor Edge Server
SAP RFID
Sun Java System RFID
Sybase RFID Anywere
…
RFID:APPLICAZIONI
Sperimentazioni e applicazioni - I
Identificazione singoli prodottiGrana Padano, prosciutto di Parma – Inserimento di tag nel prodotto per seguire le fasi di lavorazioneDeutsche Post – Inserimento dei tag nei camion e nei container per tracking e tracing Poste Italiane – Spedizioni di lettere “civetta” contenenti tag per la verifica e il controllo di qualità e velocità del servizio di posta prioritaria
LogisticaGalbani, Parmalat – Utilizzo di soluzioni miste barcode-RFID per carico/scarico merci e tracciabilità prodotti
Sperimentazioni e applicazioni - II
Tracciabilità sanitariaOspedale San Raffaele (MI) – Identificazione sacche di sangue per i processi di autotrasfusione
Tracciabilità produzioni alimentariMilano Ristorazione – Automazione fasi di carico/scarico ingredienti di base, prelievo assistito e preparazione controllata dei menù, tracciatura contenitori alimenti preparati, possibilità di reperimento immediato informazioni sugli ingredienti componenti il pasto
Sperimentazioni e applicazioni - III
Tracciabilità carniApplicazione di tag sui capi di bestiame (orecchio, impianto sottopelle, capsula)Applicazione di tag sui ganci trasporto mezzene – Controllo movimentazione mezzene, relazione automatica mezzene/prodotti destinati alla vendita
Tracciabilità ortofrutticolaCooperativa OrtoAmico, Bio “Il Melograno” – Automazione processo di raccolta dati di tracciabilità sui campi (quaderno di campagna: trapianti/semine, trattamenti chimici, ecc…)Identificazione tramite tag dei bins di raccolta ortofrutta, relazione automatica con i lotti di terrenoRelazione automatica lotti di prodotto finito con bins e lotti di terreno di origine
Sperimentazione - Nokia
Tecnologia NFC (near field communication) basata su frequenza 13,56 MHzBorsellino personale: pagamenti e acquisto biglietti (autobus, parcheggi ecc)Compatibile con infrastrutture di pagamento a distanza tramite carte di creditoSperimentazione sulla rete autobus di Hanau (Francoforte)
Sperimentazione – WALMART - I
137 fornitori hanno partecipato volontariamente alla sperimentazione di tag RFID su Pallet e Contenitori (79% si sono adeguati con successo)
Da Aprile 2005 si aggiungeranno i 100 più grandi fornitori
In autunno la sperimentazione sarà estesa a 600 negozi e 12 centri di distribuzione
Entro il 2006 tutti i fornitori dovranno adeguarsi altrimenti perderanno il contratto con Wal Mart
Sperimentazione – WALMART - II
Volume sperimentazione (fonte Week-it 8 Aprile 05)
14.000 etichette1,5 milioni di codici EPC 7.161 pallet e 200.000 imballaggi140 punti vendita
Tasso riconoscimento66% pallet90% imballaggi98% confezioni prodotto
Vantaggi- lettura automatizzata e contemporanea di più tag- maggior efficienza nella gestione dei magazzini (prodotti persi per parecchi miliardi di dollari)
Sperimentazione – METRO
Passaggio dal barcode all’RFID graduale (smart label, da un lato RFID, dall’altro barcode)
Camerini Intelligenti (sperimentazione sul vestiario)In ogni camerino è presente uno schermo attivabile leggendo il tag di un capo. E’ possibile visionare la disponibilità di taglie e colori e ottenere suggerimenti per abbinamenti possibili di accessori ecc.
Vantaggi:- riduzione dei furti (tag sulla merce ad alto valore)- ricerca veloce della merce (scaffali intelligenti)
RFID:CONCLUSIONI
SVILUPPI FUTURI
Problemi per la diffusione degli RFID - I
E’ utilizzabile attualmente da nicchie di mercato
Può soddisfare sistemi chiusi (esigenze applicative fini a se stesse)
Scarsità di applicazioni a livello di filiera
Costi elevati per sviluppo applicazioni, predisposizione dell’hardware ed integrazione nel sistema informativo aziendale
Problemi per la diffusione degli RFID - II
Sono indispensabili conoscenze specifiche per la corretta applicazione (studi di fattibilità)
Richiede revisione dei processi aziendali per massimizzare i benefici applicazioni RFID
Mancanza attuale di standard univoco (scarsa protezione dell’investimento)
Problemi per la diffusione degli RFID - III
Violazione della privacyPossibilità di raccogliere informazioni circa le abitudini dei consumatori tracciandone il percorso all’interno del supermercato e verificando quali prodotti usa/indossa/trasportaUtilizzo di frequenze e protocolli standard può facilitare il reperimento di queste informazioni anche da terze parti non autorizzate
Marzo 2005 - Il Garante della privacy ha indicato l’obbligo di una informativa per i produttori/utilizzatori di tag RFID (il consenso non è richiesto)
Possibilità di disattivare e/o rimuovere i tag
Conclusioni e sviluppi futuri
Conclusioni:Elevati costi della struttura RFID (lettori, tag, software), RFID non può sostituire completamente la tecnologia barcodeAnalisi complessa di costi/benefici, occorre valutare i singoli casi
Sviluppi futuri:Riduzione costi tag ed integrazione diretta su contenitori e singoli prodotti (inchiostro magnetico stampato direttamente su package come per i barcode)Aumento performance e interoperabilità dispositivi hardwareStandardizzazione globale frequenze e codici (EPC Gen II)