Tecnologia RF-ID

1
RFIDINTRODUZIONETECNOLOGIE
2
Lidentificazione automatica - introduzione

• AIDC (Automatic Identification and Data Capture)
• Indica il reperimento automatizzato dei dati di
  riconoscimento univoco di un oggetto
• Permette di identificare con certezza, precisione
  e rapidità persone e oggetti
• Consente un maggior controllo dei flussi dati
  nellazienda e nel processo distributivo
• Barcode (mono e bidimensionali) e tag RFID
  costituiscono i principali strumenti AIDC
  attualmente disponibili.

3
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

4
RFID - funzionamento

• Il sistema è composto da
• tag (attivo/passivo, read only/riscrivibile)
  Memorizza un identificativo univoco e
  opzionalmente ulteriori dati
• di fatto un tag è lequivalente 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

Source EPCglobal
TAG
ANTENNA
INFRASTRUTTURA SOFTWARE
5
RFID tipologie di tag
Capacitàmemoria
Tipomemoria
Tipologia
Frequenza
1 bit
SEMI PASSIVI
ATTIVI
N Kbit
6
Caratteristiche tecniche tag RFID
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 elevato molto elevato
Capacità lettura metalli/liquidi buona discreta scarsa pessima
Dimensione molto grande grande medio piccolo
Applicazioni tipiche controllo accessi, tracc. animali controllo accessi, tracc. oggetti tracc. pallet e contenitori, pedaggio elettronico supply chain, pedaggio elettronico
7
BARCODE vs. RFID vantaggi RFID

Memoria Capacità limitata Capacità elevata
Flessibilità Informazioni statiche Possibilità di riscrittura
Efficienza Una sola lettura alla volta Più letture quasi contemporanee
Portata di lettura Qualche cm manualmente in contatto visivo Da qualche cm a qualche metro in modo automatico o manuale
Robustezza Difficoltà di lettura dovuta allo sporco, al danneggiamento Immunità allo sporco, maggiore resistenza strutturale
8
BARCODE vs. RFID vantaggi BARCODE

Costo Economico, costo dellinchiostro Da qualche cent a diversi Euro
Diffusione Diffusione planetaria omogenea Ancora in fase di adozione
Disponibilità Tutti 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
9
Evoluzione del mercato RFID
Fonte AMR Research, 2003
10
BARCODE vs. RFID - Impieghi

• Le tecnologie Barcode e RFID sono spesso
  complementari e non antagoniste nelle diverse
  aree del processo produttivo e distributivo
• Produzione
• Magazzino
• Vendita

Barcode
RFID
11
Applicazioni RFID - produzione

• - Contenitori riutilizzabili
• - Movimentazione componenti
• - Controllo assemblaggio
• - Controllo avanzamento produzione
• - Monitoraggio semilavorati / prodotti finiti

12
Applicazioni RFID magazzino

• - Unità di trasporto (carrelli, contenitori
  mobili)
• - Containers riutilizzabili
• - Pallets
• - Tracking in tempo reale dei prodotti
• - Controllo dellinventario
• - Monitoraggio temperatura/umidità merci
• - Controllo automatizzato carico/scarico merci

13
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

14

• RFIDNORMATIVA

15
Aree di standardizzazione

• Tecnologia compatibilità e interoperabilità HW
• tecniche, frequenze, tempistiche, codifiche,
  protocolli e sistemi anticollisione
• Dati - compatibilità e interoperabilità SW
• struttura, formato, organizzazione dei dati
• Applicazione
• architetture di soluzioni tecniche per specifiche
  applicazioni o settori
• Conformità
• specifiche di comportamento conformi a
  particolari performance e test di verifica
  operativi

16
Enti di standardizzazione RFID - I

• ISO International Organization for
  Standardization
• Si occupa di definire le modalità di protocollo e
  interfacciamento utilizzando le frequenze normate
  (in Europa da ETSI)
• ETSI European Telecommunication Standards
  Institute
• Si occupa di normare frequenze, potenze e canali
  di utilizzo delletere in campo europeo

17
Enti di standardizzazione RFID - II

• GS1 (EAN-International - European Article
  Numbering)
• Associazione industriale responsabile
  dellassegnazione a livello mondiale dei numeri
  di identificazione per aziende e prodotti
• Auto-ID Center
• Gruppo di ricerca del M.I.T. di Boston ideatore
  del progetto EPC (Electronic Product Code)
• EPC Global
• Società detentrice della proprietà intellettuale
  del progetto EPC nata nel 2003 da una joint
  venture tra EAN e UCC (Uniform Code Council)

18
Normative ISO di riferimento per RFID

• ISO 14223/1/2/3 Identificazione animali (lt 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)

19
Normative EPCglobal di riferimento

• Specifiche per tag di identificazione e
  radiofrequenze
• Classe 0 UHF 900 MHz
• Classe 1 HF 13,56 MHz
• Classe 1 UHF 860-930 MHz
• Classe 1 Gen2 UHF 860-960 MHz
• Standard per la serializzazione dei codici
  EAN/UCC
• GTIN (Global Trade Item Number)- es codice
  bottiglia
• SSCC (Serial Shipping Container Code) es
  pallet
• GLN (Global Location Number) es magazzino
• GRAI (Global Returnable Asset Identifier)
• GIAI (Global Individual Asset Identifier)
• GID (General IDentifier)

20
Esempio di traduzione GTIN/EPC
Source IBM consulting
21
Confronto ISO/EPCglobal

• Punti di contatto
• La definizione di EPC Classe 1 HF è derivata
  dallISO 15693 del 2001
• La 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
22
Bande di frequenza RFID nel mondo
23
Bande di frequenza - normative

• LF (lt 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 4W
• Giappone nessuna banda autorizzata
• Europa normative ETSI EN300 220 e EN302 208
• MW (2,54 GHz)
• Non standardizzata su tutto il pianeta

24
UHF Normativa europea in vigore
ETSI EN302 208 è stato sviluppato appositamente
per applicazioni RFID
Potenza (mW)
2000
ETSI 302 208
500
ETSI 300 220
25
Freq (MHz)
856,6
867,6
869,4
869,65
25
UHF Normativa italiana in vigore
La banda ETSI EN302 208 è usata dal Ministero
della Difesa La banda ETSI EN300 220 è limitata a
25 mW di potenza
Potenza (mW)
2000
ETSI 302 208
500
ETSI 300 220
25
Freq (MHz)
856,6
867,6
869,4
869,65
26

• RFIDETRACCIABILITA

27
Tracciabilità degli alimenti

• La tracciabilità consente di risalire
  allidentità, alla storia e allorigine di un
  prodotto
• La tracciabilità dovrebbe essere un processo
  end-to-end (dal produttore al consumatore finale)
  per garantire la trasparenza dellintera 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

28
Regolamento CE 178/2002

• Larticolo 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

29
Tracciare o Rintracciare?

• 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

30
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

31
Tipologie di tracciabilità
Tracciabilità interna
Tracciabilità esterna (a valle/a monte)
Tracciabilità di filiera
Fornitori
Produttori
Distributori
Consumatori
materie prime
prodotti finiti
32
Tracciabilità interna - definizione
Materie primeAltri prodotti
Produzione
Prodotti finiti
La tracciabilità interna copre le fasi che sono
sotto il controllo delloperatore allinterno
della filiera. Ciò vale per ciascun operatore. E
fondamentale che sia collegata ai processi a
valle e a monte.
33
Tracciabilità esterna - definizione
Fornitori
Produttori
Distributori

• 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
  produzione
• E 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.

34
Tracciabilità di filiera - definizione
Consumatori
Fornitori
Produttori
Distributori

• La tracciabilità di filiera è la composizione
  delle tracciabilità interne ed esterne di tutti
  gli attori
• Lo scopo di questa tracciabilità è di rendere
  trasparente e potenzialmente accessibile lintera
  filiera ai consumatori

35
Tracciabilità processi coinvolti

• Per ottenere tracciabità, allinterno 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 prodotto
• Integrazione inserire ed integrare le
  informazioni raccolte dai processi di
  identificazione e registrazione allinterno dei
  sistemi aziendali
• Comunicazione condividere informazioni con gli
  altri attori della filiera tramite regole
  standard. E il cuore della tracciabilità

36
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 nelloperazione di raccolta automatica e
  immagazzinamento dei dati, semplificando e
  favorendo la comunicazione degli stessi nella
  filiera

37
EPCnetwork e tracciabilità

• Codice EPC (Electronic Product Code)
• identificativo univoco associabile ad un prodotto
• possibilità 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

38
EPCnetwork - struttura
ONS
Source EPCglobal
TAG
Antenna
Middleware
EPC IS
Applicativi
Middleware aggregazione e filtraggio eventi EPC
Information Service database informazioni Object
Name Service EPC gt Produttore (simile a
DNS) ONS Discovery Service individua ulteriori
agenti correlati al produttore
39
EPCnetwork architettura produttore
ROOT ONS
- Instradamento richieste per prodotti dotati di
codice EPC- Collaborazione per rintracciabilità
tra più agenti
Enterprise applications
Discovery
Local ONS
EPC DS
- Informazioni sulloggetto EPC (statiche e
dinamiche) tramite linguaggio XML (PMLPhysical
Markup Language)
DBinterno(ERP)
Storage
EPCIS
- Funzioni di filtro ed aggregazione- Gestione
dei reader
Filter
Middleware EPC
- Acquisizione dati letti- Funzioni di filtro
semplici (anticollisione)
Reader
dati
evento
punta a
query
- Trasmissione dati tramite RFID- Trasmissione
dati sensori
TAG
40
EPCnetwork esempio rintracciabilità
Local ONS
ONS ROOT
2
(3)
3
(4)
EPC DS
1
EPC IS
EPC IS
EPC
Retailer
41
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

42

• RFIDAPPLICAZIONI

43
Sperimentazioni e applicazioni - I

• Identificazione singoli prodotti
• Grana Padano, prosciutto di Parma Inserimento
  di tag nel prodotto per seguire le fasi di
  lavorazione
• Deutsche 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
• Logistica
• Galbani, Parmalat Utilizzo di soluzioni miste
  barcode-RFID per carico/scarico merci e
  tracciabilità prodotti

44
Sperimentazioni e applicazioni - II

• Tracciabilità sanitaria
• Ospedale San Raffaele (MI) Identificazione
  sacche di sangue per i processi di
  autotrasfusione
• Tracciabilità produzioni alimentari
• Milano 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

45
Sperimentazioni e applicazioni - III

• Tracciabilità carni
• Applicazione 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 ortofrutticola
• Cooperativa 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
  terreno
• Relazione automatica lotti di prodotto finito con
  bins e lotti di terreno di origine

46
Sperimentazione - Nokia

• Tecnologia NFC (near field communication) basata
  su frequenza 13,56 MHz
• Borsellino personale pagamenti e acquisto
  biglietti (autobus, parcheggi ecc)
• Compatibile con infrastrutture di pagamento a
  distanza tramite carte di credito
• Sperimentazione sulla rete autobus di Hanau
  (Francoforte)

47
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

48
Sperimentazione WALMART - II

• Volume sperimentazione (fonte Week-it 8 Aprile
  05)
• 14.000 etichette
• 1,5 milioni di codici EPC
• 7.161 pallet e 200.000 imballaggi
• 140 punti vendita
• Tasso riconoscimento
• 66 pallet
• 90 imballaggi
• 98 confezioni prodotto
• Vantaggi
• - lettura automatizzata e contemporanea di più
  tag
• - maggior efficienza nella gestione dei magazzini
  (prodotti persi per parecchi miliardi di dollari)

49
Sperimentazione METRO

• Passaggio dal barcode allRFID graduale (smart
  label, da un lato RFID, dallaltro 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)

50

• RFIDCONCLUSIONISVILUPPI FUTURI

51
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 dellhardware ed integrazione nel
  sistema informativo aziendale

52
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 dellinvestimento)

53
Problemi per la diffusione degli RFID - III

• Violazione della privacy
• Possibilità di raccogliere informazioni circa le
  abitudini dei consumatori tracciandone il
  percorso allinterno del supermercato e
  verificando quali prodotti usa/indossa/trasporta
• Utilizzo 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
  lobbligo di una informativa per i
  produttori/utilizzatori di tag RFID (il consenso
  non è richiesto)
• Possibilità di disattivare e/o rimuovere i tag

54
Conclusioni e sviluppi futuri

• Conclusioni
• Elevati costi della struttura RFID (lettori, tag,
  software), RFID non può sostituire completamente
  la tecnologia barcode
• Analisi 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 hardware
• Standardizzazione globale frequenze e codici (EPC
  Gen II)