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)