Режим чтения
Скачать книгу

RFID-технологии на службе вашего бизнеса читать онлайн - Маниш Бхуптани, Шахрам Морадпур

RFID-технологии на службе вашего бизнеса

Маниш Бхуптани

Шахрам Морадпур

Технология радиочастотной идентификации получает все большее распространение. Она используется в производственных процессах, для маркировки грузов при их транспортировке, в розничной торговле, для обеспечения безопасности и контроля доступа, наблюдения за тяжелыми пациентами в больницах, предотвращения подделки лекарств, отслеживания передвижения животных и во многих других областях.

В книге, написанной двумя видными экспертами в области RFID, рассмотрены существующие сферы применения и конкретные приложения на основе этой технологии, ее издержки и выгоды, представлена схема развертывания и проанализированы успешные примеры ее внедрения в крупных ведомствах и корпорациях США.

Книга предназначена для руководителей и менеджеров компаний, технических специалистов в области RFID и всех читателей, интересующихся особенностями этой технологии.

Маниш Бхуптани, Шахрам Морадпур

RFID-технологии на службе вашего бизнеса

Пейри – за безграничную поддержку и мудрость, а также Райану, Дилану и Миган – за самый приятныйи ободряющий массаж в мире.

    Шахрам

Моим родителям и жене Прайе – за ободрение и поддержку.

Моим детям Сонам и Михир. Вы – украшение нашей жизни.

    Маниш

Перевод А. Сатунина

Научный редактор Н. Троицкий

Технический редактор Н. Лисицына

Корректор Л. Мусатова

Компьютерная верстка А. Абрамов, Ю. Юсупова

Художник обложки С. Дьяков

© Sun Microsystems, Inc., 2005

Впервые издано Pearson Education, Inc., под маркой Prentice Hall PTR/Sun Microsystems Press

© Издание на русском языке, перевод, оформление. ООО «Альпина Бизнес Букс», 2006

Все права защищены. Никакая часть электронного экземпляра этой книги не может быть воспроизведена в какой бы то ни было форме и какими бы то ни было средствами, включая размещение в сети Интернет и в корпоративных сетях, для частного и публичного использования без письменного разрешения владельца авторских прав.

Предисловие к российскому изданию

История внедрения технологии радиочастотной идентификации (RFID) в России насчитывает уже без малого десять лет. Бесконтактные карты на метрополитене или на проходных многих офисов и предприятий стали обычной приметой нашего времени. Решения на основе этой технологии существуют и в промышленном производстве, и в складском хозяйстве. Тем не менее, российский рынок и по сей день не может похвастаться широким перечнем удачных внедрений RFID. Что же препятствует широкому распространению этой технологии? Основных причин несколько.

Предположим, например, что предприятие выявило какие-то проблемы в своем бизнес-процессе или технологическом цикле, которые мешают успешно развиваться дальше и на равных конкурировать с соперниками по рынку. Можно проанализировать свой бизнес-процесс, наметить пути усовершенствования и самостоятельно подобрать техническое решение, а затем интегрировать полученную систему в уже имеющуюся инфраструктуру. Применительно к RFID это требует специальных знаний, которыми ИТ-отделы и инженеры предприятия могут и не обладать. К тому же такая работа требует больших финансовых и временных затрат. Поэтому обычно для таких проектов привлекаются специализированные компании – системные интеграторы в области автоматической идентификации. Первый важный шаг – выбор надежного партнера-интегратора, обладающего необходимым набором знаний в предметной области предприятия-заказчика и опытом внедрения технологии RFID. И тут на пути успешной реализации проекта встает первая проблема: в России не так уж много системных интеграторов, которые отвечали бы этим требованиям. Тем не менее, интерес к радиочастотной идентификации как к удобному инструменту для отслеживания грузов и технологических процессов стремительно растет, соответственно увеличивается и число успешных внедрений. В результате повышается опыт компаний-интеграторов, к тому же они активно занимаются обучением своих сотрудников и освоением нового оборудования.

Допустим, вам удалось найти проектировщика нужного решения, но средства радиочастотной идентификации (особенно радиометки) по-прежнему гораздо дороже традиционной штрихкодовой технологии, а следовательно, требуют значительных начальных капиталовложений и постоянных расходов на радиометки в дальнейшем. Далеко не все предприятия готовы на это пойти, особенно если они не видят быстрой отдачи от внедрения RFID вместо штрихкода. Это вторая проблема, поскольку даже в зарубежной практике вопросы окупаемости RFID решены не во всех целевых отраслях. В России цены на многие товары намного ниже общемировых, поэтому доля затрат на радиометки в себестоимости конкретного товара может быть гораздо выше, чем, скажем, в Германии или Италии. Однако этот аспект становится все менее значимым с ростом в России цен на товары и в то же время удешевлением распространенных типов радиометок.

И третья причина состоит в том, что руководителей предприятий пугают трудности, связанные с планируемым внедрением. Бизнес-процессы предприятия приходится подстраивать под новую технологию, занимаясь при этом обучением персонала и менеджеров.

Книга, предлагаемая вниманию читателя, представляет собой хорошо структурированное руководство, позволяющее справиться со многими возникающими трудностями при внедрении RFID. Для людей, еще не знакомых с этой технологией, авторы представляют увлекательный рассказ о ее становлении, особенностях, преимуществах и ограничениях, а также рассматривают существующие типы приложений и основные компоненты для решений типовых задач. Сложные концепции и понятия разъясняются доступным и очень живым языком.

Не надо воспринимать эту книгу как подробные пошаговые инструкции по внедрению RFID. Авторы хотят донести до читателя основополагающую идею: внедрение RFID, как и любой другой новой технологии в бизнесе, – это прежде всего экономическое и политическое решение. Пока технология нова, нельзя исключать, что решение о ее внедрении мотивируется желанием следовать технологической моде. Это категорически неверный подход, который обрекает начинание на полный провал. Истинные мотивы для внедрения должны основываться на желании при помощи RFID повысить эффективность ведения бизнеса и добиться конкурентного преимущества.

Помимо чисто экономической стороны вопроса, авторы уделяют большое внимание подготовке благоприятной среды для внедрения внутри компании. Необходимо показать всем вовлеченным в проект сотрудникам выгоды внедряемой технологии, а также адекватно разъяснить их новые обязанности и научить новым приемам работы. Они считают это столь же важным, как и выбор правильного и элегантного технического решения для бизнес-задачи.

Еще одно важное преимущество этой книги состоит в последовательном использовании авторами методологии проектного управления, суть которой состоит в дроблении большой задачи на ряд подзадач, которые проще планировать и выполнять. Разделив процесс внедрения на этапы и отдельные задачи, авторы предлагают критерии, которыми следует руководствоваться на различных стадиях проекта, и предостерегают от распространенных ошибок.

Наконец, обладая богатым
Страница 2 из 18

опытом работы в области ИТ-управления и хорошей осведомленностью о состоянии отрасли RFID, авторы дают в приложениях богатую подборку кейсов – интересных реальных проектов, осуществленных за последние годы лидерами мирового рынка. Это позволяет оценить, как применяется и какие выгоды дает радиочастотная идентификация в различных областях бизнеса.

Следует также отметить, что, помимо внедрения технологии RFID, методология, которой предлагает следовать эта книга, применима ко многим другим проектам в сфере ИТ, поэтому ее можно рекомендовать широкому кругу технических специалистов (в частности, из компаний-интеграторов) и представителям бизнеса, желающим при помощи технической модернизации поднять бизнес-процессы на своем предприятии на новый уровень. А это может принести пользу в промышленности, торговле, при перевозках грузов и во множестве других отраслей. Остается только радоваться, что такая полезная и разносторонняя книга доступна теперь и на русском языке.

    Н.А. Троицкий,

    Руководитель департамента бесконтактных технологий Группы компаний НКТ,

    Главный редактор «ID News», журнала о технологиях автоматической идентификации

Предисловие

Число устройств, подключенных к глобальной Сети[1 - Понятие «Сеть» обозначает здесь совокупность вычислительных устройств и устройств связи, объединенных с целью обмена данными. Лет двадцать назад под Сетью понимали просто набор мейнфреймов или мини-компьютеров, связанных по выделенным линиям между собой. В начале 1990-х гг. в Сеть вошел Интернет, который с тех пор стал синонимом самой Сети. Сегодня Сеть содержит не только связанные между собой компьютеры, но и мобильные телефоны, персональные помощники секретаря, компьютеры, встроенные, к примеру, в автомобили, и даже радиометки. В той или иной мере они все способны передавать данные по Сети.], растет по экспоненте, и столь же стремительно возрастают ценность самого Интернета и преимущества подключения к нему. Сначала тысячи мейнфреймов и мини-компьютеров позволяли коллективно работать с коммерческой информацией. Их потеснили миллионы персональных компьютеров, за которыми последовали десятки миллионов мобильных телефонов и карманных компьютеров, породивших еще более ценные сетевые услуги, такие как электронная почта, прямая телефонная связь, совместное использование файлов, B2B-коммерция и др. Сегодня совместный доступ к сервисам и приложениям – привычное дело, но революция только начинается. Скоро к Сети будут подключены миллиарды устройств, каждое – со своим собственным «цифровым пульсом». Во многих устройствах такого рода будет использоваться одна мощная технология – радиочастотная идентификация (RFID).

Радиометки будут встраиваться повсюду начиная от пачек с кукурузными хлопьями и лекарствами, отпускаемыми по рецепту, и кончая деталями самолетов и многих других машин. Эти метки, находясь вблизи датчиков определенного типа, будут передавать данные об объектах, в которые они встроены (например, размеры, местоположение, серийный номер, график колебаний температур, которые пришлось выдержать маркированному объекту, а также много других статических и динамических характеристик). Множество датчиков, размещенных в больницах, магазинах, автомобилях, на производстве, будут собирать данные, агрегировать их и отправлять заинтересованным лицам, а также системам поддержки принятия решений в организациях.

Сервисы на основе собранной информации принесут огромные выгоды. Компании станут работать более эффективно, а потребители получат более качественные и современные услуги. К примеру, можно будет предотвратить потери продаж в гастрономе, связанные с тем, что потребители не найдут на его полках фасованного мяса. Радиометки в приобретаемых упаковках мясных продуктов вовремя «расскажут» системе внутренних датчиков магазина, что полки более чем наполовину пусты, а это повлечет за собой формирование повторного заказа поставщику. Последний, владея самой свежей информацией о положении с доставкой мяса (благодаря радиомаркировке паллет с грузом в грузовиках, связанных с центральным пунктом по GPS), направит ближайший доступный рейс в данный магазин. Когда же в зоне приемки грузовик, доставивший товары, будет разгружен, радиометки на коробках с товаром оповестят систему контроля магазинных запасов. Она, в свою очередь, уведомит грузчика о подготовке к пополнению полок. Время, сэкономленное благодаря своевременному автоматическому обнаружению снижения складских запасов и соответствующей доставке, означает, что гастроном не допустит дефицита мяса и увеличит доход.

Помимо этого, метки будут содержать данные о температуре, при которой коробки находились в пути. Если холодильная установка грузовика работала плохо, и несколько упаковок имели в машине температуру выше рекомендуемой, метки помогут работнику склада найти и отделить упаковки с испортившимся товаром. Выявление потенциально некачественных товаров означает, что покупатель не должен будет страдать от последствий своей покупки и избежит возможного ущерба здоровью, сохранив лояльность к данному магазину.

В этом – перспективы RFID. Но что из этого в конце концов подтвердится, а что останется рекламным ходом? Как простая радиометка может сделать все это возможным? Что вы как читатель должны делать, чтобы воспользоваться феноменом этого мира на «фундаменте RFID»? Как работает технология RFID? Какие виды приложений бывают, и кто использует технологию? Каковы движущие факторы и барьеры при распространении RFID? В чем заключается очередной шаг компании, пытающейся понять, как двигаться дальше в деле развертывания системы? Уверены, что многие из этих вопросов вы уже себе задавали.

В этой книге мы надеемся ответить на эти вопросы. Наш опыт работы в отрасли позволяет иметь общее видение многих вновь создаваемых технологий и новых примеров их практического использования. Мы знакомы с последними программными продуктами молодых компаний по разработке программного обеспечения, а также с потребностями бизнеса и ИТ-подразделений крупнейших компаний, входящих в список Fortune 500. Мы видели много технических инноваций, которые были перспективными только на словах, а не на деле. Мы встречали много поставщиков, которые собирались вместе в попытке извлечь прибыль из инноваций, но терпели крах, поскольку не сумели добиться солидной выручки или создать связанные с этими технологиями бизнес-модели. В то же время мы сталкивались с клиентами, применявшими самые современные технологии в повседневной деятельности как инструмент в борьбе за достижение конкурентного преимущества.

Работая с компаниями, которые заявляли об использовании RFID для решения сложных проблем бизнеса, и с клиентами, воспринимавшими эту технологию как средство, способное помочь им «перепрыгнуть» через конкурентов, мы поняли, что некоторые компании, занятые продажей или развертыванием RFID, недостаточно задумывались над перечисленными вопросами и подвергают себя, а также своих клиентов риску провалить проект. В то же время отдельные ранние приверженцы технологии набирали свой ценный опыт и извлекали выгоду от развертывания RFID. Мы спросили себя о том,
Страница 3 из 18

как фирма, нацеленная на понимание и реализацию технологии, может принять обдуманное решение и начать действовать. Ответ на этот вопрос должна вам дать книга.

Эта книга не является теоретическим трактатом о конкурентных преимуществах предприятий, хотя в ней даны примеры того, как бизнес может получить их от развертывания RFID. Не стала она и техническим справочником с примерами кода, хотя при обсуждении основ RFID вы обнаружите весьма подробное обсуждение технических аспектов. Эта книга – отраслевое руководство для специалиста-практика.

Подобным специалистом-практиком может оказаться сотрудник, занятый основным бизнесом, его технической поддержкой или тем и другим одновременно. Им может быть топ-менеджер предприятия, стремящийся отделить шум вокруг технологии RFID от реальности и понять, способна ли та помочь ему добиться конкурентного преимущества. Им может быть директор завода, пытающийся осмыслить проблемы снабжения и производства, связанные с установкой радиометок на продукцию в процессе изготовления. Все эти специалисты найдут в этой книге жизненные примеры развертывания RFID, анализ проблем, связанных с человеческим фактором, бизнес-процессами и технологиями работы, и советы, как добиться успеха на этапе развертывания.

Книга состоит из трех частей. В первой описывается технология RFID, рассказывается об истории, компонентах RFID-систем и перспективах применения в работе вашей организации. Поскольку ни одна технология не может пользоваться успехом или распространяться, пока не станет помогать бизнесу в решении одной или нескольких основных экономических проблем, таких как снижение расходов, повышение прибыли и достижение конкурентного преимущества, в этой части мы приведем ряд примеров использования RFID, описав выгоды для потребителей и компаний.

Во второй части раскрываются возможности эффективного применения RFID в условиях предприятия. Здесь темой станут стандарты в сфере RFID, анализ и схема внедрения, баланс издержек и выгод, обзор рынка поставщиков. Здесь описывается также целостный подход к ведению проекта развертывания RFID, позволяющий заставить работать эту сложную технологию для реализации бизнес-целей. Конечно, кто-то, возможно, полагает, что нанести радиометку на коробку несложно (и действительно, рабочий-сборщик тратит на закрепление метки лишь 10 секунд, после чего коробка движется дальше, т. е. работа по принципу «наклеил и отгрузил»). Однако, если этот процесс тщательно не продумать, вряд ли можно получить выгоды от маркировки товара. Проблема не в закреплении метки, а в ревизии имеющихся бизнес-процессов или замене их на новые, полностью использующие мощные возможности RFID по сбору данных в реальном времени. Впрочем, развертывание RFID сопряжено с рядом новых проблем. К примеру, как обработать все данные, полученные от миллиардов меток в цепочке поставок; как фильтровать данные, которые обработаны; как интегрировать отфильтрованные данные в существующие системы и процессы для получения дополнительных преимуществ. Предложенные во второй части средства и схема внедрения помогут вам тщательно обдумать эти вопросы с учетом окружающей среды в вашей компании.

Третья часть – это, образно говоря, лежащая перед нами дорога. В ней речь пойдет о том, как внешние факторы (деловые инициативы, законы и нормативы, политический интерес и озабоченность покупателей, например проблемами безопасности и защиты), могут влиять на расширение сферы распространения технологии. Там же вы найдете общий обзор тенденций, связанных с развертыванием RFID, – от тенденций в конструкции меток до создания новых бизнес-моделей.

Книга призвана утолить жажду знаний специалистов разного профиля. Одним покажется интересным сначала прочесть всю книгу и получить целостное представление о технологии. Другие могут просто искать ответы на свои конкретные вопросы. Желая сбалансировать потребности как первых, так и вторых, мы поместили в начало каждой главы раздел, названный нами «Пять вопросов, на которые ответит эта глава». Подготовленные читатели сочтут эти вопросы весьма полезными для того, чтобы понять, какие сведения будут изложены до конца текущей главы. К примеру, вы хотите узнать о разных типах радиометок и частотах, на которых они работают? Читайте третью главу. Сбиты с толку стандартами RFID в США, Европе или Китае? Разъяснение содержит глава 4. Хотите рассказать вашему финансовому директору, чем именно технология RFID для него привлекательна? Обсуждение кратко– и долгосрочной выгоды от проекта и советы по проведению анализа издержек и преимуществ ищите в главе 7. Желаете узнать о перспективных направлениях RFID? Рассказ об этом читайте в главе 11. Дополнительные сведения о RFID включая анализ более чем 250 поставщиков вы найдете на веб-сайте книги по адресу: www.rfidfieldguide.com.

На обложке вы не найдете других имен, кроме наших, но проект такого масштаба почти всегда поддерживает большая команда клиентов, поставщиков, редакторов, рецензентов. Без их готовности прийти на помощь и поддержать, а также высказать свои предложения эта книга не смогла бы продвинуться дальше своего замысла. В нашей виртуальной команде слишком много людей, чтобы упомянуть каждого, однако несколько ее членов заслуживают этой чести в особой мере. Мы хотим выразить благодарность своим издателям Prentice Hall и Sun Microsystems Press за их неутомимое стремление придать книге ее нынешний вид. Это Грег Денч, Дженнифер Блэкуэлл, Стефани Накиб, Майкл Терстон, Джилл Томич, Келли Брукс, Мэтт Томпсон, Мирна Ривера и Дженнифер Конке. Мы благодарны нашим рецензентам, уделившим время прочтению книги: Биллу Камарде, Санжею Шарме и Бобу Гэнли. Особую благодарность за вклад в наши исследования и оказанную помощь приносим Анджеле Чен, Джиму Кларку, Эли Коверт, Соуд Фархуд, Сэнди Фрай, Роберту Фордрейну, Кевину Кирку, Стивену Лэмбрайту, Кайджун Ли, Майклу Лайарду, Фреди Наделю, Пауле Фелан, Стивену Филпи, Джерри Проку, Виджей Сарати, Скотту Стюарту, Йенсу Фогсу, Карен де Врис и Джайхи Вонг. В процессе написания книги мы провели множество интервью с клиентами и специалистами-практиками. Их видение и знание реальных проблем развертывания RFID было исключительно полезным для превращения книги в отраслевое руководство. Без их обстоятельных бесед с нами такого руководства бы не было. Им – наша самая искренняя признательность.

Надеемся, что, прочитав эту книгу, вы обретете лучшее понимание технологии и практическое видение того, как поставить RFID на службу своему бизнесу.

    Маниш Бхуптани

    Шахрам Морадпур

Часть I

Что такое RFID?

1. Что делает нашу жизнь лучше?

Изобретение колеса считается одним из величайших открытий, когда-либо совершенных людьми, причем такое отношение к колесу связано вовсе не с тем, на что оно способно как таковое, а с тем, что существует немало вариантов его использования для уменьшения трения между объектами и поверхностями. За 8500 лет с момента, когда первые горшечники поняли, как удобен гончарный круг, символами прогресса разных эпох становились тележки, повозки, велосипеды, автомобили и самолеты. Такие прекрасно известные всем примеры облегчают жизнь каждого, однако дают лишь самое поверхностное представление
Страница 4 из 18

о несметном числе существующих способов использования колеса. Во многом по тому же пути, но куда более быстрыми темпами следует изобретение радиочастотной идентификации (Radio Frequency Identification – RFID) – технологии, которая становится еще одним вездесущим помощником, делающим нашу жизнь лучше, чем мы привыкли.

В типичной RFID-системе, подробное описание которой приведено в главе 3 («Компоненты RFID-систем»), объекты помечаются миниатюрными радиомаячками (радиометками), несущими в себе определенные данные об этих объектах. Излучая радиоволны, маяки передают эти данные на ближайшие от них считывающие устройства (считыватели), которые осуществляют сбор и обработку данных. Подобная связь радиометок и считывателей открывает дорогу к реализации огромного количества практических приложений, где требуются эффективное обнаружение, распознавание и отслеживание объектов. И хотя уже сегодня существует множество примеров созданных на основе RFID приложений, через пять лет следует ожидать, что их число резко возрастет. Так, по оценкам компании Venture Development Corporation, проводящей исследования технологических рынков, среднегодовые темпы роста продаж RFID-систем по всему миру составят 45,6 сложных процентов[2 - Среднегодовые темпы роста в сложных процентах (compounded annual growth rate – CAGR).] (с 1,5 млрд долл. в 2004 г. до 4,7 млрд долл. в 2007 г.)[3 - Источник: Venture Development Corporation. Используется с разрешения. – Прим. ред.]. Другой источник – ABI Research – прогнозирует продажу 12,3 млрд радиометок в 2008 г. по сравнению с приблизительно 365 млн в 2003 г.[4 - Источник: ABI Research. Используется с разрешения. – Прим. ред.]

В этой главе мы представим современную картину использования RFID-приложений и расскажем, как они облегчают нашу жизнь. Мы поделим эти приложения на категории и опишем их с точки зрения основных выгод, которые они обеспечивают, таких как:

• защита и установление подлинности;

• безопасность;

• удобство;

• эффективность процессов и процедур.

Подобный подход позволит вам:

• глубже оценить возможности RFID-технологий;

• наглядно представить пользу RFID в целом ряде сфер бизнеса.

В основе наших примеров лежат реальные приложения, которые либо уже внедрены, либо находятся на стадии разработки. В ряде случаев, как показывает таблица 1.1, выгод от использования RFID-приложений может быть несколько. Скажем, прямой выгодой от внедрения электронного анализа происхождения лекарственных средств являются верификация и подтверждение происхождения препарата (подтверждение подлинности), а дополнительной выгодой – защита потребителя (безопасность). Тем не менее, в следующих разделах каждое приложение будет описано исключительно с позиций приносимой им прямой выгоды.

Защита и подтверждение подлинности

Один из самых ранних примеров использования RFID был связан с защитой и подтверждением подлинности. Возможность идентифицировать (зачастую однозначно) объект, человека или животное достаточно просто реализуется с помощью радиометок. Среди наиболее распространенных RFID-приложений в этой области – электронное слежение за товарами (electronic article surveillance – EAS)[5 - Противокражные технологии (или electronic article surveillance) основаны на схожем с RFID принципе действия, однако такие системы выполняют только функцию оповещения о самой попытке вынести товар из магазина, не оплатив его. То, какой товар выносят, обычные противокражные системы определить не могут. – Прим. науч. ред.], подтверждение подлинности документов и электронный анализ происхождения лекарственных средств.

Электронное слежение за товарами

Что это такое?

Электронное слежение за товарами (EAS), – одно из основных RFID-приложений для целей защиты (рис. 1.1). Защищаемые объекты, например предметы одежды, маркируются весьма дешевыми «1-битовыми» метками. Эти метки не позволяют однозначно распознавать объекты, но поднимают тревогу или инициируют работу видеокамеры, когда объект попадает в область действия особым образом расположенных считывателей.

Сейчас получила развитие новая категория EAS-решений с усложненными метками. В этих приложениях метки помещают «внутрь» продуктов при производстве, тем самым, выпуская изделия, которые идентифицируют себя сами, что значительно снижает риск мошенничества, фальсификации или подделки. Производство таких меток обходится дороже, поэтому они используются обычно для маркировки таких дорогостоящих товаров, как дизайнерская одежда или флаконы с медицинскими препаратами.

Зачем это нужно?

Ежегодный ущерб, наносимый розничным торговцам магазинными кражами, исчисляется миллиардами долларов. Системы EAS способны значительно снизить потери товаров от краж при розничных и оптовых операциях. В дополнение к этому, может серьезно сократиться и вероятность появления вызванного кражами дефицита (когда товар какого-либо наименования вдруг исчезает с полок). Ситуация дефицита может очень дорого обойтись как компании-продавцу, так и фирме-производителю. Столкнувшись с дефицитом товара, покупатель может решить приобрести аналогичный продукт у другого производителя или попросту уйти в другой магазин и купить там тот же самый продукт. И в том, и в другом случае лояльность клиента окажется под угрозой.

Подтверждение подлинности документов

Что это такое?

Подтверждение подлинности документов (аутентификация) – новая область использования RFID[6 - Очень интересная область. При нынешних темпах миниатюризации и без того крохотных микросхем существуют вполне реальные планы внедрять чипы радиометок в банкноты. – Прим. науч. ред.]. В ней нашли применение метки, которые однозначно идентифицируют и подтверждают подлинность тех документов, к которым их прикрепляют. Так, в январе 2004 г. приглашения на церемонию вручения премии Golden Globe Award содержали незаметные встроенные радиометки, которые снизили вероятность подделки билетов, повысили общий уровень безопасности мероприятия и обеспечили более быстрый и простой доступ для участников церемонии. В числе других более совершенных примеров – использование RFID для подтверждения подлинности важных документов и ценностей: начиная от свидетельств о доставке грузов и заканчивая паспортами, идентификационными картами и даже валютой.

Зачем это нужно?

Аутентификация документов является не только мерой против фальсификации и подделки, но и позволяет выявлять и предотвращать обман и мошенничество. При этом выгоды от внедрения этой технологии распространяются не только на существующие компании и рядовых потребителей. Следует полагать, что в будущем данная технология будет использоваться в интересах правительства и оборонных структур.

Контроль доступа

Что это такое?

Радиометки, встроенные в карточки, брелки для ключей или другие подобные носители, дают возможность контролировать доступ в такие закрытые зоны, как здание офиса, гараж на территории парковки или автомобиль. Метки можно запрограммировать на однозначное распознавание собственного владельца, предусмотрев тем самым очень тонкую настройку считывателя с целью аутентификации. К примеру, определенный сотрудник фирмы может иметь доступ в вестибюль здания и конкретные офисы, при этом ему будет отказано в
Страница 5 из 18

доступе в помещение, где находится сервер, или защищенную зону хранилища информации.

Зачем это нужно?

Радиометки для контроля доступа – очень удобный и экономически эффективный способ организации безопасного доступа с идентификацией субъекта. Метки непросто подделать, нечаянно вывести из строя и отключить. Кроме того, правила управления доступом, реализованные в программе считывателя, легко модифицировать, не перепрограммируя при этом сами метки.

Электронный анализ происхождения лекарственных препаратов

Что это такое?

Основная проблема фармацевтических компаний и поставщиков лекарственных средств – уязвимость цепочек поставок. В них слишком много потенциально опасных промежуточных элементов – от вторичных или иностранных оптовых продавцов до компаний, занятых переупаковкой товаров, и интернет-аптек. RFID-технологии могут использоваться для маркировки упаковок лекарств и, по сути, для создания схемы регистрации происхождения медикаментов по мере их продвижения по цепочке поставок.

Зачем это нужно?

Поддельные препараты не только наносят материальный ущерб фирмам-производителям, но и, что самое главное, подвергают возможному риску потребителя. При их изготовлении могут использоваться менее строгие стандарты, а сами лекарства часто отличаются низким качеством. На деле они вообще могут не содержать действующих веществ, а в некоторых даже присутствуют вредные вещества. Электронные методы анализа происхождения препаратов могут помочь обезопасить потребителя и установить подлинность лекарств, полученных от производителя, а также сократить риск фальсификации и подмены. Такое применение технологий RFID дает возможность отслеживать происхождение медикаментов по мере движения их по многочисленным элементам цепочек поставок. Кроме того, возможность мониторинга и регистрации данных на каждом шаге цепочки поставок поможет выявить источник контрафактных лекарств.

Безопасность

В целом члены современного общества разрабатывают персональные приложения защиты и стремятся гарантировать безопасность людей в приближении к каждому человеку. В мире бизнеса обеспечение безопасных сред для сотрудников и клиентов связано с определенными финансовыми выгодами. Например, больница может застраховаться от риска врачебных ошибок по более низкой ставке, если сможет продемонстрировать сокращение числа случаев назначения пациентам неправильного лечения. В ряде практических приложений технология RFID помогает создать более безопасные условия труда и окружающую среду, не забывая при этом и о душевном спокойствии человека. Несколько популярных примеров использования RFID приведены ниже.

Наблюдение за людьми

Что это такое?

Возможность знать местонахождение человека и отслеживать его движение дает ряд существенных выгод. Конечно, наблюдение за людьми без их согласия может привести к нарушению их права на неприкосновенность частной жизни, однако существуют примеры, когда использование таких приложений разрешено. Один из таких примеров – наблюдение за пожилыми людьми, которое может оказаться не только полезным, но и спасти им жизнь.

Ряд парков аттракционов по всему миру предлагает родителям услугу, позволяющую им с помощью браслета RFID следить за своими детьми и точно знать, где они находятся. Этот пример проиллюстрирован на рис. 1.2. В данном примере детям надевают активные RFID-браслеты, сигналы с которых могут отслеживаться с помощью размещенных в определенных местах парка считывателей. Соответствующие радиометки вручают и взрослым. Станции мониторинга позволяют родителям с помощью радиометок подтвердить свою личность, что дает им исключительный доступ к информации о том, где именно пребывает их ребенок. После установления местонахождения ребенка в пределах парка, размещенные должным образом камеры дают крупным планом изображение, на котором видно точное положение и состояние малыша.

Другое приложение позволяет контролировать положение и перемещение пожилых людей и инвалидов. Например, чтобы находящиеся в медицинском учреждении пациенты, страдающие болезнью Альцгеймера, гарантированно не покидали комнат, не взяв ключей, дверные ручки можно оснастить считывателями RFID, которые смогут определить отсутствие маркированного радиометкой ключа от комнаты и уведомить об этом пациента и (или) медицинский персонал, задействовав определенную комбинацию тревожных сигналов.

Зачем это нужно?

Две важных выгоды от наблюдения за потенциально уязвимыми, но дорогими для вас людьми связаны с контролем их безопасности в режиме реального времени и сохранением вашего душевного равновесия при получении информации по запросу. Кроме того, возможность мониторинга местонахождения, а также перемещений детей, пожилых, инвалидов может сэкономить немало средств и времени за счет снижения потребности в индивидуальном уходе, которая возникла бы в отсутствие наблюдения.

Уход за больными

Что это такое?

Существуют различные способы, позволяющие с помощью RFID создать более безопасную и комфортную среду для пациентов больниц. Один из самых распространенных – браслеты с радиометками, надеваемые на новорожденных в родильном отделении с тем, чтобы каждого из них всегда можно было гарантированно отождествить с матерью, а также предотвратить несанкционированный вынос ребенка из отделения. Если браслет ломается или его снимают без разрешения, поднимается звуковая тревога.

Применение браслетов с метками может не ограничиваться однозначной идентификацией пациента и предписанного режима лечения. Такая мобильная база данных о пациенте может содержать дополнительные сведения, например о группе крови, подверженности аллергии и прочую информацию о здоровье. Новые данные, куда может входить жизненно важная статистика или дата последнего визита к врачу, можно записывать на метку в режиме реального времени, что обеспечивает врачам и медсестрам мгновенный и безошибочный доступ к данным о пациенте. Наглядный пример таких приложений приведен на рис. 1.3.

Зачем это нужно?

Здоровье, безопасность и комфорт пациентов – главная забота лечебных учреждений. И хотя ответственность за безопасность больных в первую очередь несут врачи, сестры и другой персонал, технология RFID позволяет сделать процесс ухода более эффективным. Наряду с обеспечением безопасности она способствует росту удовлетворенности пациентов, поскольку снижается вероятность ошибок, обусловленных «отделением» информации от больного. Не говоря уже об очевидных выгодах – безопасности пациентов и хорошей репутации клиники – уменьшение количества ошибок в данных, приходящегося на одного пациента, поможет сократить число жалоб на недобросовестность медиков и ставки страховых премий в этой отрасли.

Зондирование и мониторинг окружающей среды

Что это такое?

Технология RFID может реализовываться в устройствах для зондирования и мониторинга различных параметров окружающей среды. К примеру, цепочки поставок домашней птицы и мяса всегда являются серьезным испытанием для систем точного мониторинга изменений температуры. Во избежание порчи такой
Страница 6 из 18

скоропортящийся товар должен подвергаться тщательному контролю. Технология RFID решает эту проблему с помощью температурных датчиков особой конструкции[7 - Сейчас появляются смежные технологии идентификации, чем-то похожие на RFID и в корне отличающиеся от «родительской» технологии. Вообще любая технология, которая позволяет обнаружить и идентифицировать объект посредством радиосвязи, условно может быть названа «радиочастотной идентификацией». – Прим. науч. ред.], которые крепятся на упаковки с мясом для непрерывного контроля температуры. Датчики можно запрограммировать на обнаружение момента выхода за предварительно заданный температурный порог, регистрацию факта и оповещение о нем. Эта же технология может использоваться в условиях клиник для мониторинга температуры донорской крови и органов в процессе транспортировки. Свою лепту в дело безопасности могут вносить и радиометки с бактериальными сенсорами, которые замеряют и выдают данные о возможном бактериальном загрязнении продуктов питания.

Еще одна область, где сенсорные устройства могут продемонстрировать свою пользу, – обнаружение подделки продукции с особыми критериями безопасности, такой как косметика и препараты безрецептурного отпуска. Специальные сенсоры, содержащие радиометки, могут обнаруживать и регистрировать упаковки с признаками вскрытия и подмены. Это позволяет проверять подлинность сразу многих упаковок продукта, возможно, находящихся в запечатанной таре или паллетах, избегая отнимающего немало времени, а значит, затратного процесса проверки каждой единицы товара. В дополнение к этому можно контролировать целостность продукта при следовании по цепочке поставок, что позволит выявить и установить потенциальный источник фальсификаций.

В следующем примере сенсорные устройства интегрируются с RFID для мониторинга и уведомления о давлении в шинах транспортных средств. Датчики давления воздуха контролируют и записывают давление в шине на радиометку, куда бортовой считыватель автомобиля может направить запрос, при этом данные выводятся на приборную панель для сведения водителя (рис. 1.4).

Зачем это нужно?

Сенсоры на основе технологии RFID быстро становятся общепринятым инструментом измерения различных условий окружающей среды и уведомления о них – инструментом, влияющим на нашу повседневную жизнь. Мониторинг и оповещение о происшествиях дают нам несколько выгод. Для потребителя это означает обеспечение недостижимого в других условиях душевного равновесия при том огромном количестве параметров среды, изменение которых может угрожать нашей безопасности в повседневной жизни. Для бизнеса это лучший механизм контроля безопасности, дополнительной выгодой от использования которого становится снижение риска наступления ответственности, а также повышение удовлетворенности и доверия потребителей.

Удобство

Сервисы и приложения на базе RFID, призванные обеспечить больший комфорт для потребителя, обычно способствуют созданию более эффективных процессов и процедур у самого поставщика приложений или сервисов и соответственно снижению его издержек. Иными словами, такая выгода, как удобство для потребителя, влечет за собой неизбежное снижение затрат поставщика, отвечая тем самым на вопрос «Зачем это нужно?», который мы задавали в каждом предыдущем разделе. В этом разделе главы, чтобы не быть многословными, мы откажемся от структурного деления на подразделы «Что это такое?» и «Зачем это нужно?».

Платежи и лояльность потребителя

RFID-карты для осуществления платежей и подтверждения лояльности являются удобным для потребителя инструментом оплаты приобретенных товаров. Поместив метку электронной системы сбора платежей на приборной панели автомобиля, вы упростите себе проезд по платным дорогам, мостам, тоннелям.

Снабженный устройством RFID брелок для ключей ускоряет процесс оплаты топлива на заправочной станции благодаря «бесконтактной» выписке счета. Платежные метки обеспечивают также дополнительные удобства, когда незримо используются для оплаты услуг в общественном транспорте или продуктов, продаваемых через торговые автоматы. При этом первичным источником комфорта для потребителя является бесконтактная природа RFID, которая сводит на нет проблемы поиска сдачи или кредитных карт и уменьшает, если не устраняет, неудобные очереди.

Управление массовыми скоплениями людей

Использование радиометок, чтобы убедиться, что клиенты оплатили определенные услуги и получили определенные привилегии, стало довольно распространенным явлением. В числе примеров этого рода можно назвать снабженные радиометками билеты на вход в зоны отдыха или на стадионы, которые не требуют физической (как для штрих-кода) или визуальной проверки. Такие метки обычно объединяют с метками для внесения платежей, что позволяет потребителю одновременно приобретать продукты питания или другие товары по предварительно оплаченному им счету удобным, бесконтактным способом.

Эти выгоды для потребителя не только придают большую точность и эффективность бизнес-процессам, но и обеспечивают лояльность клиентов. Кроме того, фактор удобства может стать стимулом для закупки ими большего количества товаров и услуг, чем раньше.

Недавно, как сообщалось в прессе, отдельные VIP-члены клуба Baja Beach Club в Барселоне включились в процесс «подкожного освоения» технологий RFID. Взамен ношения традиционных платежных карт они могут выбрать процедуру введения микросхемы под кожу путем инъекции в верхнюю часть левой руки, в район трицепса, при местной анестезии. Микросхема не только дает возможность VIP-посетителям быстрее пересекать зону контроля, но и служит постоянно носимой ими с собой дебетовой картой, которая позволяет на безбумажной основе вести расчеты и платежи.

Контроль времени в спорте

Радиометки служат также очень удобным средством точного измерения времени на спортивных соревнованиях. Это RFID-приложение приобрело популярность лишь в последние годы и, вероятно, продолжит набирать обороты, по мере того как стоимость компонентов RFID будет падать, а сама технология станет более экономически выгодной, чем сегодня.

Слежение за мячом в гольфе

Коль скоро одним из самых любимых увлечений для нас является гольф, мы кратко остановимся и на нем. В гольфе есть две удобные точки для использования приложений RFID, одна связана с самим полем, другая – с оценкой дальности удара. Первый случай (рис. 1.5) – поиск потерянных мячей. Обнаружить и разыскать радиометку, встроенную в мяч для игры в гольф, можно с помощью ручного считывателя. Выигрыш от этого – не только в ускорении игры и сокращении до минимума штрафов за неправильные удары, но и в экономии средств – за счет того, что число потерянных мячей будет меньше. Второе приложение RFID дает возможность замера расстояния, которое преодолеет мяч, снабженный радиометкой. Такие маркированные мячи распознаются расположенными в определенных местах поля считывателями.

Эффективность процессов и процедур

Компании все время ищут пути оптимизации структуры своих расходов. Один из способов снижения издержек – рационализация различных
Страница 7 из 18

оперативных процессов. Для непрерывной и тонкой настройки хода ведения бизнеса жизненно важно точно и эффективно измерять эффективность процессов и процедур. Приложения на основе RFID способны обеспечить такие возможности наблюдения и контроля в целях значительного усовершенствования широкого спектра бизнес-процессов. В то же время радиочастотная идентификация позволяет осуществлять электронный отбор данных при выполнении конкретных шагов бизнес-процесса, поэтому сведения о результатах проведения операций становятся более доступными в режиме реального времени. Это, в свою очередь, содействует более глубокому анализу и тонкой настройке оперативных процессов. Далее мы обсудим несколько типичных RFID-приложений, способных повысить эффективность бизнес-операций.

Отслеживание и установление местонахождения

Зачем это нужно?

Отслеживание и установление местонахождения – одно из самых популярных RFID-приложений, помогающих повысить эффективность процессов и снизить накладные расходы. Обзор нескольких распространенных приложений такого рода приведен ниже.

Управление запасами. Польза, приносимая устройствами для автоматического отслеживания запасов и управления ими на предприятиях и складах, связана прежде всего с уменьшением издержек за счет сокращения ручных операций. Помимо RFID существуют и другие средства автоматизации установления местонахождения. Наиболее распространенное из них – технология штрихового кодирования. Однако по сравнению со штрих-кодом технология RFID обладает несколькими важнейшими выгодами:

RFID не требует прямой видимости объекта. Радиометки могут считываться вне зависимости от положения или ориентации объекта по отношению к считывателю, причем гораздо быстрее, чем штрих-коды.

В зависимости от технологии, положенной в основу RFID, чтение меток может производиться с большего расстояния – вплоть до нескольких метров; для сравнения: диапазон чтения штриховых кодов обычно измеряется сантиметрами.

Штрихкод – носитель, доступный только для чтения. Дополнительной же выгодой от использования радиометок с возможностью записи данных является их функционирование в качестве мобильных мини-баз данных, способных по нашему желанию мгновенно сохранять информацию.

Штрихкод можно легко нарушить или стереть, кроме того, его трудно наносить на ряд материалов, таких как шкуры животных или одежда.

На рисунке 1.6 показаны этапы работы фабрики, выпускающей фасованные товары, где множество операций отслеживания и установления местонахождения традиционно выполняется вручную или с помощью систем штрихового кодирования. Указанные операции могут быть переориентированы на RFID, что позволит добиться большей эффективности и прозрачности производственных и складских операций.

Слежение за багажом. Слежение за багажом с использованием RFID может помочь достичь нескольких целей, связанных с экономией времени. Так, радиометки можно крепить на багаж в момент регистрации пассажира. Это позволит эффективнее сортировать и направлять по нужным маршрутам багаж во время его движения по транспортировочной ленте, оснащенной расположенными в определенных местах считывателями RFID, которые управляют механизмом автоматической маршрутизации ленты на транспортере. Радиометки минимизируют потребность в ручных операциях, тем самым, повышая скорость и точность распределения багажа. А поскольку радиометки не обязательно должны находиться в зоне прямой видимости считывателей, багаж не нужно переворачивать или брать в руки для того, чтобы прочесть данные. После прохождения регистрации подозрительную кладь можно пометить и направить на вторичный досмотр. После досмотра радиометка на багаже гарантирует его быстрый и эффективный возврат по назначению при минимальной потребности в ручных манипуляциях.

Контроль над движением документов. Контроль над важными документами, такими как карты пациентов больницы или папки с клиентской документацией в адвокатском бюро и страховой компании, способен ускорить их нахождение, а также снизить риски потери бумаг по причине небрежного обращения. Ярлык, используемый как метка на документе, может нести сведения о работе с ним уполномоченных лиц и даже хронологию обращений. Все это помогает сделать историю оборота конкретных документов более полезной, повысив при этом их сохранность.

Прокат и временное использование. Длинные полки библиотек, пунктов проката видеофильмов и т. д. отпугивают потенциальных клиентов. Применяя RFID-системы, можно добиться серьезного повышения скорости реализации цикла «прокат (аренда) – возврат». Сокращение периода ожидания повышает удовлетворенность клиентов сервисом, к тому же больший объем работ теперь легко может выполнять не столь многочисленный персонал.

Управление активами. Любой актив в бизнесе или любую вещь в доме можно отслеживать (и управлять ими) с помощью радиометок. Решение снабдить какую-либо вещь (актив) радиометкой напрямую зависит от ценности этой вещи (или актива) как денежной, так и утилитарной. В разнообразную группу вещей, товаров, изделий, за которыми нужно следить и которые маркируют метками, входят:

• книги,

• спортивные сувениры,

• предметы домашнего обихода, которые легко перемещаются по дому,

• одежда в службе химчистки,

• подносы в кафе,

• пивные бочонки,

• железнодорожные вагоны,

• ключи к игровым автоматам, установленным в казино.

«Умные» полки. Оборудование «умных» полок (smart shelves) позволяет обнаруживать на них маркированные предметы благодаря определенным образом установленным считывателям и антеннам на полках и вокруг них. Идея состоит в том, чтобы фиксировать момент удаления с полки или размещения на ней единицы хранения, например в целях более точного управления запасами или мониторинга продаж. Чаще всего «умные» полки служат для слежения за дорогостоящими предметами, такими как хирургические инструменты в лечебном учреждении. Широкое внедрение и массовое использование «умных» полок непосредственно зависит от стоимости их оборудования. В этом случае немалую роль в определении целесообразности приложения может сыграть расчет, при котором стоимость меток, исчисляют как долю (%) от стоимости предметов. Если данная единица хранения не представляет особой ценности, как, скажем, коробка конфет, использовать данную технологию может быть экономически нецелесообразно. Существенное значение в решении вопроса о целесообразности внедрения могут также иметь затраты на инсталляцию новой или созданной с учетом пожеланий заказчика инфраструктуры полок на основе RFID-технологии. Сегодня на стадии рассмотрения находится ряд пилотных проектов организации «умных» полок в крупных розничных магазинах для слежения за такими обыденными товарами, как бакалейные продукты или одежда. Однако в силу вышеприведенных соображений в отношении издержек «умные» полки в рознице, на наш взгляд, не найдут широкого применения еще несколько лет.

Зачем это нужно?

Пользоваться RFID, чтобы отслеживать объекты, выгодно само по себе, поскольку это позволяет добиться большей эффективности процессов, снизить число ошибок, уменьшить затраты и
Страница 8 из 18

накладные расходы. Тем не менее, задача маркировки и отслеживания товаров в рамках цепочки поставок – это еще и первый и решающий шаг в создании более эффективной интегрированной цепочки, о чем мы будем говорить немного позднее.

Промышленная автоматизация

Что это такое?

Применение RFID в промышленной автоматизации – обычная практика. В ходе производства машин и автомобильного оборудования, дисководов и компьютеров деталь может проходить в цехе через сотни этапов обработки от исходного состояния до окончательного продукта. При этом радиометки служат для снижения издержек и уменьшения ошибок, связанных с подобным поэтапным перемещением, а так как один шаг обработки должен следовать за другим, конкретным и наперед заданным, шагом, метки RFID помогают фиксировать этапы, пройденные конкретной деталью. На каждом новом этапе считыватель посылает метке запрос, тем самым, гарантируя прохождение деталью всех требуемых операций, предшествующих данному этапу. Наибольшую пользу это приносит, когда в процессе движения деталь непрерывно меняет свой вид, скажем, при повторной окраске. Так, при поступлении детали автомобиля на новый участок сборочного конвейера технологический процесс может требовать учета исходного цвета детали, который уже не виден. Однако о нем может сообщить встроенная или должным образом расположенная радиометка, что позволит правильно обработать деталь на данном этапе.

Зачем это нужно?

RFID-технология в производственном цехе или на автоматизированной сборочной линии экономит время, сокращая ручной труд и число человеческих ошибок. Часто она является единственным эффективным способом надежного распознавания объекта, прошедшего через различные виды обработки, такие как радикально меняющее внешний облик механическое воздействие, воздействие экстремальных температур или изменение цвета.

Интеграция цепочек поставок товаров

Что это такое?

Интеграция цепочек поставок – это, по сути, самое крупномасштабное приложение для целей отслеживания и установления местонахождения товаров. Она объединяет отслеживание буквально всех элементов цепочки поставок от сырья различных поставщиков до производства, а также всех маршрутов, ведущих к последнему этапу – доставке продукта конечному потребителю. Цепочка поставок – это набор многочисленных, кажущихся несвязанными между собой бизнес-единиц, вовлеченных в процессы передачи товара по звеньям цепочки в направлении конечного потребителя. Сбор и интеграция данных об истории обработки и нынешнем местоположении объекта в цепочке поставок может помочь в создании более эффективных и гарантированных от ошибок рабочих процессов и процедур. RFID – идеальный инструмент для отслеживания перемещений продуктов по звеньям цепочек поставок, изучения, анализа поступающих от меток данных, определения дальнейших действий с учетом этих данных, а также возможного добавления на метки новых или более полезных данных, которые могут использоваться на следующем участке цепочки.

Количество компаний, вовлеченных в цепочку, и множество процессов, которые возможно придется перестраивать при развертывании RFID-технологий, делают принятие решения об оснащении всей цепочки, от начала до конца, устройствами RFID пугающе трудным. Всю сложность этого показывает исследование на примере конкретной ситуации (case study) в компании Smart and Secure Tradelanes, приведенное в приложении A. В данном широкомасштабном коммерческом проекте по организации цепочки поставок, в котором участвуют 65 фирм на трех континентах, требуется мониторинг 818 транспортных контейнеров на 18 торговых путях. Осуществление этого многоэтапного проекта началось в июле 2002 г. и, по прогнозам, продлится несколько лет.

Развертывание RFID-технологий в цепочках поставок стимулируетсянедавними инициативами министерства обороны США, компании Wal-Mart и других розничных торговцев, а также более благоприятными ценами на RFID-компоненты, прежде всего на метки. И хотя большинство сегодняшних решений для построения цепочек поставок с использованием радиочастотной идентификации ориентировано на применение RFID только между двумя точками (в пределах единственного звена), считают, что полная интеграция всех звеньев приведет к реальной либерализации цен. Чем больше в цепочке поставок процессов, допускающих интеграцию, основанную на данных, собранных с использованием RFID, тем выше потенциал для повышения эффективности. В этом – вся сила RFID. Снабжение ресурсами, упаковка, дистрибуция, управление запасами, прогнозирование, транспортировка, логистика – эти процессы являются общими для многих цепочек поставок. Связать их во всех компаниях и интегрировать все процессы в общую цепочку поставок – задача следующего десятилетия.

Теперь настало время предупредить читателя об одном обстоятельстве. Хотя RFID – естественное средство создания интегрированной цепочки поставок, полноценно использовать потенциал этой технологии можно лишь после того, как вы решите ряд задач промежуточного характера. Здесь мы опишем эти задачи кратко, подробно же обсудим их в главах 4 и 5.

• Однозначная идентификация. Сегодня большинство процессов и приложений в цепочках поставок создано для работы с технологией штрихового кодирования. По сути, в эти процессы и приложения не заложено понятия об уникальном идентификаторе каждого продукта или изделия (штрих-код может указывать только на класс товаров, к примеру, конкретную торговую марку или объем коробки с кукурузными хлопьями). В результате, прежде чем система на основе RFID-техноло-гий начнет приносить реальную пользу, необходимо будет переработать все бизнес-процессы и связанные с ними программные приложения[8 - Именно в связи с этим некоторые компании опасаются внедрять RFID и подобные решения, поскольку это вынудит их вносить кардинальные и болезненные изменения в свои бизнес-процессы и технологический цикл. – Прим. науч. ред.] с учетом концепции однозначного распознавания.

• Синхронизация данных. Синхронизация данных включает в себя полное, точное и своевременное обновление данных о продуктах или товарах, обмен которыми ведут торговые партнеры в рамках цепочки поставок, а также уведомление сторон о таком обновлении. Исторически эта проблема возникала между такими контрагентами, как производители фасованных потребительских товаров и розничные торговые предприятия. Хотя синхронизация данных как таковая не является сферой применения RFID, эта жизненно важная проблема требует своего разрешения, особенно по той причине, что радиочастотная идентификация может усугубить ситуацию, поскольку потенциально может собрать много неточных данных и сделать их легкодоступными.

• Стандартизация. Интеграция цепочки поставок требует, по определению, взаимосвязи и взаимодействия широкого спектра аппаратных и программных средств, а также множества несхожих между собой коммерческих контрагентов. Стандартизация – единственный действенный способ, позволяющий соблюсти данное требование эффективно и с минимальными экономическими затратами. Более того, следуя стандартам, можно во многом решить проблемы однозначной идентификации и синхронизации данных. Тема
Страница 9 из 18

стандартизации настолько для нас важна, что мы посвятили ей целую главу книги – четвертую.

Зачем это нужно?

Согласно ожиданиям аналитиков, бизнесменов, поставщиков, интеграция цепочек поставок станет одним из наиболее широко используемых приложений RFID. Рост эффективности процессов в результате повышения прозрачности цепочки поставок любых товаров – от фасованных товаров до сельскохозяйственных животных – дает экономию средств многим компаниям одновременно, поскольку обработкой товара в рамках цепочки поставок могут быть заняты десятки организаций и предприятий. В конечном итоге сокращение затрат может обернуться выгодой для конечного потребителя/пользователя, например розничных продаж, а следовательно, и для всей отрасли.

Заключение

Повсеместное внедрение RFID уже идет полным ходом. Количество радиометок, находящихся в обороте, к концу 2004 г. уже превысило миллиард, а до конца нынешнего десятилетия оно, по нашим прогнозам, вырастет до десятков миллиардов.

Мы пользуемся RFID-технологией, когда входим в здания наших офисов или приобретаем любимую пару туфель. Мы пользуемся RFID при игре в гольф и проведении марафонов. RFID защищает наши автомобили и позволяет пользоваться платными дорогами без задержек для внесения платежа. Радиометки помогают уберечь продукты питания, а также донорские органы или кровь от непреднамеренной порчи, гарантируют более высокий уровень безопасности и безошибочность согласования медицинской информации с данными о пациентах больницы. В соответствии с определенным планом действий, RFID позволяет определять местоположение и защищать близких нам людей. В недалеком будущем RFID, возможно, даже не позволит открыть огонь из оружия никому, кроме его собственного владельца, имеющего лицензию.

С началом применения RFID в цепочках поставок товаров мы ожидаем новую волну повсеместного внедрения описанных технологий. Развертывание решений на основе RFID, способных объединить всю цепочку поставок – от производства сырья до доставки товара конечному потребителю, – будет способствовать повышению эффективности процессов, значительному снижению затрат и сделает более удобной работу каждой из сторон, занятых в структуре цепочки поставок. Эта работа займет какое-то время, так как сама экономика развивается и растет, а ценность инноваций для бизнеса часто непросто сформулировать и воплотить в жизнь. Следующую главу книги мы начнем с исторического обзора появления RFID, что позволит вам лучше почувствовать, как далеко продвинулась технология с момента ее первого использования во время Второй мировой войны.

2. История и развитие RFID

Анализ развития технологии RFID и ее компонентов поможет вам наглядно представить и лучше осознать весь потенциал использования RFID сегодня и на ближайшие годы. Глава, которую мы посвятим этой теме, содержит:

• описание истории эволюции радиочастотной идентификации и основные вехи ее развития до наших дней,

• беглый обзор преимуществ, которые даст потребителям, а вместе с ними и бизнесу повсеместное внедрение технологий RFID.

Технология RFID и изобретение радио

Хотя историю RFID можно проследить только до 1930-х гг., технология, лежащая в ее основе, уходит своими корнями в 1897 г., когда Гульельмо Маркони изобрел радио. В RFID используются те же физические принципы, что и при радиовещании, когда по радиоволнам, представляющим собой вид электромагнитной энергии, ведутся передача и прием данных того или иного типа.

Для того чтобы лучше понять сходство этих явлений, представьте себе радиостанцию, которая транслирует голос или музыку, используя для этого передатчик. Очевидно, что эти голос и музыка представляют собой данные, которые закодированы в радиоволны определенных частот. Находящийся на расстоянии слушатель имеет приемник, который он можно настроить на декодирование передаваемых станцией данных (голос и музыка). При этом почти каждый замечал изменения в качестве приема сигнала во время поездки в автомашине. Чем дальше от передатчика, тем слабее сигнал. Расстояние (или область), которое в любом направлении может покрыть передатчик, определяется условиями среды, а также размером и мощностью антенн на каждой стороне, образующей канал связи. Если воспользоваться терминологией RFID, то получится, что передающее устройство радиостанции выполняет функцию метки, или транспондера (от слов transmitter – передатчик и responder – ответчик), радиоприемник же играет роль устройства, считывающего сигнал (запросчика). Антенны определяют предел досягаемости сигнала, или диапазон.

Эти три компонента – метка (или транспондер), считыватель (или приемник), а также антенна – являются составными частями каждой RFID-системы. Разброс по мощности, размеру, дизайну антенн, рабочим частотам, объему данных, а также различные варианты программных продуктов для управления и интерпретации данных порождают бесчисленное количество потенциальных сфер применения RFID-технологии, в которых она может использоваться для решения реальных проблем бизнеса.

RFID: начало пути

В 1930-е гг. армия и флот США столкнулись с проблемой адекватного распознавания целей на земле, на море и в воздухе. В 1937 г. Исследовательской лабораторией ВМС США (U.S. Naval Research Laboratory – NRL) была разработана система опознавания «свой – чужой» (Identification Friend or Foe noun – IFF), позволявшая отличать вражеские объекты от дружественных, таких как самолеты союзников. Начиная с конца 1950-х гг. эта технология легла в основу действующих во всем мире систем управления воздушным движением. До того времени из-за высокой стоимости и немалых размеров компонентов первые случаи применения радиоидентификации в основном ограничивались военными исследовательскими лабораториями и крупными промышленными предприятиями. Но даже те дорогие и объемистые стойки с аппаратурой были ранними предвестниками современной RFID. Фотографии элементов системы опознавания «свой – чужой» в сравнении с типичными современными RFID-комплектующими представлены на рис. 2.1[9 - Показанные на рис. 2.1 современные RFID-компоненты по своим функциям и возможностям отличны от элементов системы опознавания и применяются в приложениях иных типов.].

Однако появление RFID в том виде, в каком мы ее знаем сегодня, и превращение ее в объект широкого коммерческого внедрения произошло только после разработки более компактных и эффективных с точки зрения за-трат технологий, таких как интегральные схемы (ИС), программируемые модули памяти, микропроцессоры, современные программные продукты и языки программирования.

В конце 1960-х – начале 1970-х гг. такие компании, как Sensormatic и Checkpoint Systems предложили новые способы использования RFID в менее сложных и более распространенных практических приложениях. Эти фирмы начали разработку оборудования для системы Электронного слежения за товарами (electronic article surveilance – EAS) для предотвращения краж одежды в универмагах и книг в библиотеках. Первые коммерческие системы RFID, известные также как системы с одноразрядными (1-битовыми) метками, были весьма недороги в создании, внедрении и техническом обслуживании. Метки не требовали питания от батареек (т. е. были пассивны) и просто крепились на предметы, чтобы
Страница 10 из 18

поднять тревогу, когда их проносили мимо считывателя, который обычно располагался у выхода и был призван обнаружить наличие метки.

От распознавания – к однозначной идентификации

В 1970-е гг. в обрабатывающей промышленности, животноводстве и на транспорте начались исследования и разработки проектов использования RFID-систем на базе ИС. В центре внимания оказались такие сферы применения, как промышленная автоматизация, опознание животных и слежение за транспортом. В этот период метки на базе ИС продолжали развиваться и обрели память с возможностью записи, более высокую скорость считывания и больший радиус действия. Многие приложения RFID строились по частным проектам и не давали выигрыша в сравнении с подходами на базе стандартов.

В начале 1980-х гг. более развитые технологии RFID стали применяться для таких целей, как идентификация железнодорожных вагонов в Соединенных Штатах или отслеживание сельскохозяйственных животных на фермах в Европе. RFID-системы использовались также при изучении дикой природы – для маркировки экзотических или исчезающих видов, например рыб, и слежения за ними при минимальном вторжении в их природные местообитания.

В 1990-х гг. популярность по обе стороны Атлантики приобрели электронные системы сбора платежей, а их коммерческое внедрение было проведено в Италии, Франции, Испании, Португалии, Норвегии и США (в Далласе, Нью-Йорке, Нью-Джерси). В этих системах была предложена более сложная форма контроля доступа, поскольку они включали еще и платежные механизмы.

В 1990 г. несколько региональных агентств по сборам платы за проезд по частным дорогам на северо-востоке США объединили свои усилия, создав межведомственную группу E-ZPass Interagency Group (IAG) и разработав согласованную Электронную систему сбора платы за проезд по частным дорогам для всего региона. Этот шаг стал заметной вехой на пути создания стандартов взаимодействия на уровне приложений. До этого большая часть усилий по стандартизации была сосредоточена только на технических аспектах, таких как рабочая частота и протоколы обмена данными с аппаратурой.

В системе E-ZPass одной метке соответствует один расчетный счет на автомобиль. Помеченная машина имеет доступ на автострады различных собственников, при этом ей не нужно останавливаться у киосков сборщиков платежей. E-ZPass позволила сделать поток транспорта более равномерным, а также заметно сократила затраты труда на взимание платы и обработку наличности.

Примерно в это же время большую популярность приобрели ключи на базе RFID-карт, которые пришли на смену таким традиционным механизмам контроля доступа, как металлические ключи и замки с секретными комбинациями. Эти так называемые бесконтактные смарт-карты хранили сведения о владельце и позволяли, тем самым, реализовывать более персонифицированный метод контроля доступа, который к тому же недорого создать и запрограммировать. Сравнение самых распространенных вариантов контроля доступа с RFID-контролем приведено в таблице 2.1.

Поддержка RFID-технологий контроля доступа со стороны потребителей продолжает расти. Уже около десяти лет радиометки служат для управления системой зажигания транспортных средств, что в результате привело к существенному снижению числа угонов, а совсем недавно ряд фирм-производителей автомашин снабдил их RFID-системами, которые напрямую контролируют доступ в салон и багажник автомобиля.

RFID шествует по планете

К концу XX века число новых приложений RFID на планете стало экспоненциально расти. Ниже мы рассмотрим несколько важных разработок, которые внесли свой вклад в такое ускоренное распространение технологии.

Передовые разработки Texas Instruments в США

Пионером в создании современных RFID-систем в США явилась компания Texas Instruments, в 1991 г. предложившая платформу Texas Instruments Registration and Identification Systems (TIRIS). Известная сегодня как TI-RFid (Texas Instruments Radio Frequency Identification System), она стала продуктивной основой для разработки и внедрения десятков новых классов приложений RFID.

Опережающий старт Европы

Еще раньше, чем Texas Instruments обозначила свое присутствие на рынке RFID, фрагменты новой технологии стали складываться в Европе. Уже начиная с 1970-х гг. швейцарская фирма EM Microelectronic-Marin (EM-Marin), входящая в Swatch Group Ltd., спроектировала миниатюрные интегральные схемы со сверхмалым энергопотреблением для наручных часов. В 1982 г. компания Micron Integrated Microelectronics разработала технологию ASIC, а в 1987 г. – учредила в Австрии дочернее подразделение Micron Graz для создания технологии, специально ориентированной на микросхемы смарт-карт и карт идентификации личности. В 1995 г. Micron Graz перешла в собственность Philips Semiconductors. Сегодня EM Microelectronic и Philips Semiconductors являются двумя ведущими игроками на рынке RFID в Европе.

Рост использованияпассивных меток в 1990-е гг.

Еще несколько лет назад большинство приложений на базе так называемой пассивной RFID (табл. 2.2) строились в спектральной области низких частот (НЧ) и высоких частот (ВЧ). Диапазон и скорость передачи данных в системах обоих типов имели ограничения. Так, пригодный для практических целей диапазон этих систем измеряется сантиметрами. Ограничения в скорости не позволяют вести считывание сигналов от меток в тех приложениях, где считыватель может одновременно «видеть» сотни, а то и тысячи меток, находящихся в его поле. Ситуация не менялась до конца 1990-х гг., когда были предложены пассивные метки, работавшие на сверхвысоких частотах (СВЧ) и обладавшие лучшим рабочим диапазоном, более высокой скоростью передачи данных и привлекательной стоимостью, что дало возможность преодолеть ограничения, присущие пассивным меткам первоначально[10 - При этом добавилось другое неприятное ограничение, которое можно условно назвать «эффект микроволновки». СВЧ и микроволновое излучение прекрасно поглощается водой и некоторыми другими жидкостями. А это сильно ограничивает применение RFID при отслеживании поставок напитков, жидких моющих средств и других подобных товаров. – Прим. науч. ред.]. Благодаря своим новым возможностям основанные на СВЧ RFID-системы стали самыми вероятными претендентами на использование в цепочках поставок, включая такие приложения, как отслеживание паллет и грузовой тары, управление запасами, складской и логистический менеджмент. Разнообразные параметры и практические примеры работы различных технологий пассивных меток мы подробно обсудим в главе 3.

В конце 1990-х – начале 2000-х гг. розничные торговцы, такие как Wal-Mart, Target и Metro Group и агентства при правительстве США, включая министерство обороны, содействовали продвижению RFID, а затем и потребовали использования этой технологии от своих поставщиков. Примерно в это же время при содействии бизнеса был создан некоммерческий консорциум EPCglobal. Консорциум поддерживает Сеть электронных кодов продуктов (Electronic Product Code (EPC) Network), ставшую де-факто стандартом автоматической идентификации товаров в цепочках поставок по всему миру. Таким образом, впервые прозвучало требование по внедрению RFID-систем в глобальном масштабе, и был создан орган стандартизации, готовый оказать помощь в решении этой задачи.

Что такое EPCglobal

EPCglobal – некоммерческая организация, созданная
Страница 11 из 18

совместными усилиями EAN International и Совета по единым системам кодирования (Uniform Code Council – UCC) с целью поддержки сети электронных кодов продуктов (Electronic Product Code – EPC) как стандарта автоматической идентификации товаров в цепочках поставок для компаний по всему миру. Спонсорскую поддержку EPCglobal оказывают более сотни ведущих мировых фирм, многие из которых, в том числе Gillette и Procter and Gamble, являются известными производителями товаров народного потребления. EPC и сеть EPCglobal призваны помочь бизнесу повысить прозрачность его активов и гарантировать сохранность и целостность продуктов в пределах цепочки поставок. Первоначально сеть EPCglobal разрабатывалась Центром автоидентификации (Auto-ID Center) при Массачусетском технологическом институте (Massachusetts Institute of Technology – MIT) под началом руководителя исследований этого Центра д-ра Санджея Сармы. Имея в своем составе три рабочие группы, EPCglobal представляет интересы потребителей всех категорий. В центре внимания консорциума – создание программных и аппаратных средств и потребности бизнеса. Подробнее о EPCglobal вы можете прочесть в главах 3 и 4.

Заключение

Историки и эксперты в области технологий в целом разделяют тезис о том, что от создания технологии до ее коммерческого использования проходит от 20 до 30 лет, а через 40–50 лет она достигает вершины развития. Аналогично радио и телевидению, транзисторам и компьютерам RFID-технология в первые 30 лет после создания довольно слабо использовалась. Затем, после затянувшегося инкубационного периода, произошел всплеск, кульминацией которого стали полная коммерциализация RFID и соответствующие изменения в жизни миллионов людей по всему миру. Теперь RFID находится на грани очередного заметного эволюционного поворота, который снова изменит образ жизни граждан и деятельность корпораций в мировом масштабе[11 - Первый толчок к распространению RFID – это появление действительно общепринятых и распространенных в мире стандартов взаимодействия считывателей и меток. Благодаря этому радиометки от разных поставщиков могут быть считаны ридерами разных производителей. – Прим. науч. ред.].

В истории известно также немало примеров того, что новые примеры творческого применения технологий, в том числе и RFID, возникают, когда спрос на их внедрение начинает диктоваться экономическими причинами. Во время войны жизненно необходимой была технически реализованная к тому моменту система опознавания «свой – чужой». Спустя 20 лет аналогичные технологии стали использоваться в системах управления воздушным движением. Сегодня стимулом к разработке и внедрению новых RFID-приложений явились удобство, экономическая выгода и перспективы межсистемных взаимодействий.

Хотя технология, положенная в основу RFID, существует уже с тех пор, как на заре XX века Маркони изобрел радио, мы лишь недавно в полной мере задействовали потенциал ее приложений. Начало XXI века стало точкой роста RFID-систем, так что сейчас мы входим в новую волну инноваций в деле использования RFID, которая изменит нашу повседневную жизнь еще больше.

Оставшаяся часть книги будет посвящена обсуждению элементов, необходимых для успешного создания и внедрения RFID-приложений. Детальное описание самых распространенных компонентов, используемых при каждом развертывании RFID, откроет следующую главу.

3. Компоненты RFID-систем

В этой главе мы заложим основы успешного планирования RFID-решений, для чего в общих чертах опишем функции самых распространенных компонентов, используемых при внедрении приложений на базе RFID. Мы расскажем о компонентах RFID-систем, необходимых для построения решений в широком диапазоне – от самых простых до сложных, изучим их функции, узнаем о преимуществах и ограничениях в работе. И хотя для понимания того, как может быть спроектирована RFID-система, не требуется знать все технические детали, представить себе порядок взаимодействия различных частей системы, образующих прикладное решение, будет все же полезно.

В связи с большим интересом к внедрению RFID в приложениях, используемых в цепочках поставок, мы обсудим также важнейшие компоненты, необходимые для этого по стандартам организации EPCglobal.

Эта глава, в частности, содержит:

• Обзор основ устройства радиочастотного оборудования и базовых физических принципов, на которых строится технология,

• Описание методов связи и обмена данными между программными и аппаратными компонентами RFID-систем, включая взаимодействие между существующими и новыми приложениями,

• Общее функциональное описание EPCglobal Network – набора компонентов, дающих возможность создавать RFID-системы, соответствующие стандартам EPCglobal.

Описание работы RFID-систем

Коротко говоря, радиочастотная идентификация заключается в обнаружении и идентификации помеченного объекта по данным, которые пересылает[12 - Вернее, данные об объекте посылает в ответ на запрос считывателя радиометка, которая данный предмет маркирует. – Прим. науч. ред.] этот объект. Для RFID требуется метка (транспондер), считыватель (ридер) и антенны (устройства связи), размещенные на каждом конце системы. Считыватель обычно подключен к хост-компьютеру или другому устройству, обладающему достаточным «интеллектом» для дальнейшей обработки данных, поступающих с метки, и выработки ответной реакции. Хост-компьютер нередко является частью большой сети предприятия и в ряде случаев имеет подключение к Интернету. Такая базовая архитектурная единица может найти применение во всем спектре решений с использованием RFID, как сложных, так и простых. К примеру, в магазине одежды, где на продаваемые товары крепят радиометки, при обнаружении метки считывателем просто звучит тревожный сигнал. На другом конце «шкалы сложности» находится развитое приложение для поддержки цепочки поставок, в котором обнаружение паллеты с коробками кукурузы, выгружаемой на товарный склад супермаркета, приводит к обновлению сведений о запасах и целому ряду других действий. Производится также обновление данных в финансовой системе организации с целью возможной оплаты выставленных счетов, а сотрудникам склада уходит уведомление о пополнении запасов на полках, производителю – возможно, по Интернету или посредством подключения по EDI-протоколу обмена данными (Electronic Data Interchange) – подтверждение того, что отгруженный им товар был получен.

Один из ключевых элементов функционирования RFID – передача данных в системе. Она осуществляется посредством соединения метки и считывателя с помощью антенн на каждой стороне (т. е. радиосвязи), как показано на рис. 3.1.

Связь радиометка – считыватель в большинстве RFID-систем может быть как электромагнитной (backscatter), так и магнитной (индуктивной). Метод, используемый в конкретной системе, зависит от таких требований, как стоимость, размеры, скорость, дальность считывания и точность. К примеру, дальность считывания в RFID-системах с индуктивной связью обычно невелика и измеряется в дюймах. Системы такого типа используются главным образом в приложениях, где нужен именно малый диапазон, скажем, в контроле доступа. В этом случае метка отключит блокировку дверного замка с RFID, только если ее поднести непосредственно к считывателю; если же мимо этого считывателя у
Страница 12 из 18

двери по коридору пройдет человек, у которого метка может оказаться в бумажнике или сумке, система это проигнорирует.

Элементом, обеспечивающим связь метки и устройства считывания сигнала, служит антенна. И метка, и считыватель имеют свои антенны.

Другим важным атрибутом системы RFID является рабочая частота связи считывателя и метки. Выбор конкретной частоты зависит от таких требуемых параметров приложения, как скорость, точность, условия среды, а также стандарты и нормативы, которые регламентируют работу данного приложения. Скажем, RFID-приложения для отслеживания животных работают в частотном диапазоне 134.2 кГц, выбранном согласно принятым стандартам и нормативам.

Что такое модуляция с обратным отражением?

В основе одного из распространенных вариантов коммуникации метки и устройства считывания сигнала лежит физический принцип, известный как модуляция с обратным отражением. Во время сеанса связи считыватель посылает сигнал (порцию энергии) метке, которая отвечает, отражая часть этой энергии обратно на считыватель. Добиться такого отражения позволяет находящийся в метке конденсатор или иное устройство – накопитель заряда. Конденсатор заряжается, сохраняя в себе энергию, которую передал считыватель. При отклике метки эта энергия используется для обратной передачи сигнала, конденсатор в процессе этого разряжается.

Хотя идентификация и сбор данных возложены на аппаратные компоненты, за управление и манипулирование данными, пересылаемыми по каналам «метка – считыватель» и «считыватель – компьютер», отвечает программное обеспечение приложения RFID.

Различные компоненты RFID-системы и их взаимосвязь в процессе работы показаны на рис. 3.2.

Аппаратные компоненты

В следующих разделах мы опишем три общие аппаратные составляющие, которые присутствуют во всех системах RFID, – метки, считыватели и антенны.

Метка

Метка, именуемая также транспондером (от слов transmitter – передатчик и responder – ответчик), содержит данные, передаваемые на считыватель, когда тот ведет опрос метки. Самые распространенные на сегодняшний день метки содержат интегральную схему (ИС) с памятью, т. е., по сути, представляют собой микропроцессорный чип (рис. 3.3). Все прочие метки являются безмикросхемными и интегральных схем также не содержат. Безмикросхемные метки наиболее эффективны в тех приложениях, где от них требуется лишь небольшой набор функций, хотя при этом они могут показывать высокую точность и лучшие показатели дальности опознания при возможно меньших затратах, чем их аналоги, содержащие микросхемы. Здесь и до конца книги термин «метка» будет служить для обозначения меток на базе ИС. Если нам нужно будет описать, метки, не содержащие микросхем, мы будем это оговаривать особо.

В процессе опроса метки производится считывание и пересылка данных из ее памяти. При этом метка может совершать как простейшие действия (чтение/запись из памяти/в память), так и иные манипуляции данными. Память метки может быть доступной только для чтения (read-only – RO), однократной записи и многократного считывания (write once-read many, WORM) или допускающей перезапись (read-write – RW). Возможность записи в память, как правило, повышает стоимость метки, но при этом расширяет ее способность выполнять более сложные операции. Вместе с тем в метке, имеющей память только для чтения, отсутствует риск случайной или умышленной перезаписи данных.

Типы меток

В настоящее время наибольшей популярностью пользуются пассивные метки. Они имеют удобные форм-факторы[14 - Вообще-то форм-факторов радиометок очень много. Можно найти метки самой разной конструкции для совершенно различных задач. – Прим. науч. ред.] и могут производиться по очень низкой цене, отчасти благодаря тому, что не нуждаются в батарее питания. В метке такого рода используется энергия электромагнитных волн, которые испускает считыватель. На сегодняшний день внедрено немало решений, где применяются пассивные метки, включая системы отслеживания животных, управления активами, промышленной автоматизации, электронного слежения за товарами, а также приложения, обеспечивающие контроль доступа.

Активная метка, в отличие от пассивной, имеет батарею питания, снабжающую ее энергией и позволяющую работать с большей точностью и дальностью считывания, производить более сложный информационный обмен и задействовать более развитый набор возможностей обработки. Благодаря наличию собственного источника такие метки могут передавать данные, не требуя, чтобы считыватель снабжал их энергией (заряжал). Однако из-за наличия батареи активные метки имеют ограниченный срок службы. Один из самых распространенных вариантов их применения – удаленное слежение за высокоценными или дорогостоящими объектами, к примеру, маркировка вооружений и контроль военных поставок по всему миру. Впрочем, активные метки используются и многими коммерческими приложениями, в которых условия среды и потребности самих приложений вынуждают делать выбор в пользу более надежной связи меток и считывателей.

Кейсы[15 - «Operation Enduring Freedom/Operation Iraqi Freedom (OEF/OIF)» и «Woolworths, Inc.».], приведенные в приложении A, служат иллюстрацией того, как одна и та же технология активных радиометок производства Savi Technology нашла военное и (независимо от него) гражданское коммерческое применение при работе в крайне сложных условиях внешней среды.

Существует также класс так называемых полуактивных, или полупассивных, меток (название которых меняется в зависимости от предпочтений производителя). Для питания микросхемы и выполнения элементарных задач метки такого типа пользуются энергией из находящейся в них батареи питания. Однако для «пробуждения» и накопления энергии на передачу данных на считыватель они используют его электромагнитное поле. С 1980-х гг. эта категория меток нашла широкое применение в системах электронного сбора пошлин и платежей. Батареи питания таких меток обычно служат несколько лет, так как энергия расходуется только при активации и пребывании метки в зоне видимости считывателя.

Корпуса меток

Существенную роль в создании RFID-приложений играет корпусировка радиометок. Поскольку метка может потребовать внедрения или крепления на объектах, различных по габаритам, форме и материалу поверхности, корпус, в котором она содержится, в немалой степени определяет ее полезные свойства.

Размеры корпуса метки часто определяются размерами и формой ее антенны. Современные технологии сделали возможным производство гибких радиометок, известных также как смарт-этикетки (smart labels). Работает такая метка как привычная этикетка на клеящейся основе и часто в дополнение к встроенной радиометке содержит отпечатанный традиционный штрих-код.

Смарт-этикетки крепятся на объекты и используются в таких приложениях, как переработка багажа или отслеживание объектов. Среди гибких меток есть даже метки со встроенной батареей. Они называются активными смарт-этикетками (smart active labels, SAL). Подробнее технологию SAL мы обсудим в главе 11.

Помимо этого, метки могут встраиваться в целый ряд прочих объектов, включая:

• пластиковые карты автоматической системы расчетов,

• ключи от автомобиля и брелки для управления
Страница 13 из 18

доступом,

• стеклянные имплантаты для введения под кожу человека или животных,

• нерастворимые капсулы для введения в желудок животных,

• метки, подшиваемые к этикеткам предметов одежды,

• прочие специализированные типы радиометок для отраслевых приложений.

Объем памяти меток

Память метки – чрезвычайно важный элемент RFID-системы на базе ИС. Правильное планирование и расход памяти могут существенно расширить функциональные возможности приложения. В ряде примеров использования RFID в рамках цепочек поставок, например при отслеживании скота, память метки может изначально хранить уникальный идентификатор объекта. Впоследствии на любом этапе цепочки поставок данные в ней могут обновляться, храниться и считываться. В описанном приложении к таким данным можно отнести: историю болезни животного, количество произведенных телят, дату и место передачи прав собственности, вес на момент продажи и пр.

Конфигурации памяти меток могут серьезно меняться с учетом стоимости и физических требований. В случае EAS (электронного слежения за товарами) метка, по сути, имеет 1 разряд (1 бит) памяти и относительно низкую стоимость по сравнению с метками, в которых емкость памяти больше. Такие метки не содержат уникальных идентификаторов и служат лишь для того, чтобы сигнализировать о своем присутствии при попадании в поле, которое контролирует считыватель. Если не брать в расчет 1-битовые метки, то обычно объем памяти может меняться от 16 бит до сотен килобит для ряда активных меток. Размер памяти, имеющейся на метке, определяется потребностями приложения и/или соответствующими стандартами или нормативными документами. Так, благодаря ожидаемому принятию стандартов EPCglobal по всему миру объем памяти пассивных меток следующих поколений составит 2 килобита и даже больше.

Сводная информация о параметрах меток и сравнение их характеристик приведены в таблице 3.1.

Безмикросхемные (бесчиповые) метки

Новая технология радиочастотной идентификации, обеспечивающая распознавание без использования микросхем, может способствовать распространению RFID на еще большее количество приложений. Безмикросхемные метки – пассивные, поэтому лишены части возможностей, присущих наделенным памятью меткам на базе ИС. Однако они способны повысить производительность приложений другими путями. Говоря простыми словами, большая часть технологий «без микросхем» основана на идее создания на поверхности различных отражающих материалов уникального кодового шаблона. Позднее такой шаблон становится той информацией, которая в форме радиосигнала отражается на специально созданный считыватель. Единственное, для чего безмикросхемным меткам требуется энергия, – это передача радиоволн. В них нет микросхемы, для которой нужна дополнительная энергия и без которой не могут работать метки на базе ИС. И хотя принципы работы безмикросхемных меток выходят за рамки этой книги, важно отметить те значимые преимущества, которые они могут дать:

• бо?льшую точность при чтении меток вблизи металлов и жидкостей,

• более эффективную защиту от радиочастотной интерференции,

• повышенную дальность считывания сигнала,

• работоспособность при экстремальных температурах,

• возможность незаметного включения в бумажные документы,

• более низкую цену в расчете на метку.

Отметим, что эти свойства присущи не всем безмикросхемным технологиям меток, однако они показывают диапазон возможностей различных безмикросхемных решений.

Безмикросхемные метки появились на этикетках продуктов, документах и упаковке. По мнению разработчиков технологии, рынком сбыта для таких меток должны стать медицинские, фармацевтические компании, производители потребительской упаковки, а также организации и агентства, которые работают с интеллектуальной собственностью и секретной информацией, ценными бумагами и банкнотами.

Сенсорные метки

Сенсорные метки дают возможность контроля, замера и регистрации различных условий окружающей среды. Идея весьма проста. Датчик объединяется в одном корпусе с меткой, взаимодействующей с ним и регистрирующей тот показатель, для мониторинга которого датчик и предназначен. Однако реализация описанной технологии может оказаться проблематичной, если приложение требует пассивных сенсорных меток. Во-первых, это означает, что датчик не получит энергии, пока метка находится вне поля зрения считывателя, а во-вторых, даже когда считыватель попадет в диапазон дальности метки, самой энергии окажется чересчур мало. Перечень самых интересных сенсорных меток, существующих на сегодняшний день или находящихся в разработке, включает метки, способные обнаруживать, записывать и передавать изменения атмосферного давления, температуры, объема жидкости либо присутствие химических или бактериальных агентов. Существуют также метки для обнаружения действий, ведущих к порче продуктов, их помещают туда в процессе изготовления.

Считыватель

Считывающее устройство, или считыватель (reader) – это запросчик, устройство, которое ведет сбор и обработку данных, поступающих с меток (рис. 3.4). И хотя многие считывающие устройств способны также вести запись данных на метки, их по-прежнему называют «считывателями». Помимо прочего, считыватель отвечает и за интерфейс с хост-компьютером. Типичные функции считывателей мы обсудим в следующих разделах главы.

Энергоснабжение меток

При работе с пассивными или полуактивными метками считыватель обеспечивает энергией метки, попадающие в его электромагнитное поле. Эта энергия необходима для активации или энергоснабжения метки, Дальность действия поля зависит главным образом от размеров имеющейся у обеих сторон антенн, а также от мощности радиосигнала считывателя. Размер антенны зависит в основном от потребностей приложений. Однако мощность радиосигнала, определяющая интенсивность и зону действия электромагнитного поля, обычно ограничивается нормативно. В каждой стране есть свой набор стандартов и нормативов, регламентирующих мощность электромагнитных волн на конкретных частотах. Поэтому RFID-системы производства различных стран бывают несовместимы. Стандарты и их влияние на практику внедрения RFID-приложений мы подробно обсудим в главе 4.

Выбор частоты связи

Одной из самых важных характеристик соединения, в котором участвуют метка и считыватель, являются частоты, на которых ведется радиосвязь. Рабочая частота связи может зависеть от приложения, стандартов и требований закона. Чаще других в RFID используются следующие диапазоны: для низких частот (НЧ) – до 135 кГц, высоких частот (ВЧ) – 13,56 МГц, сверхвысоких частот (СВЧ) – более 433 МГц, для микроволнового излучения – 2,45 ГГц и 5,8 ГГц. Как правило, частоты определяют скорость передачи данных между меткой и считывателем. Чем ниже частота связи, тем меньше скорость. Однако при проектировании RFID-решений учитывают не только скорость. Значительную роль в выборе оптимальной рабочей частоты связи для конкретного приложения могут сыграть окружающие условия. Например, интерференцию СВЧ-волн и микроволнового излучения могут вызвать, соответственно, материал, к которому прикреплены метки
Страница 14 из 18

(например, банки с газированной водой), или присутствие других источников радиоизлучения (таких, как радиотелефон или СВЧ-печь).

Как правило, более высокая частота – это меньшие габариты антенн, более компактные метки и большая дальность связи, но ее использование обычно связано с более строгими ограничениями и зачастую более высокой стоимостью. Самые популярные диапазоны частот с характеристиками, а также типичными примерами практического использования приведены в табл. 3.2.

Чтение информации с метки

Неудивительно, что самая распространенная задача, решаемая устройством считывания сигнала, – это чтение данных, которые хранятся на метке. Для обеспечения надлежащей надежности, безопасности и скорости этого процесса требуются сложные программные алгоритмы. Программное обеспечение, необходимое для достижения указанных целей, мы обсудим ниже в этой главе.

Запись данных на метку

В RFID-системах с возможностью записи считыватель способен выполнять двоякую функцию: считывать информацию и осуществлять запись данных на метки, что может быть крайне полезно по следующим причинам.

• Метки могут производиться крупными сериями без внесения в память каких-либо данных. При этом считыватель может служить для начальной установки памяти меток с учетом потребностей приложений. К примеру, на метку может записываться уникальный идентификационный номер, назначенный изготовителем для конкретного продукта перед прикреплением метки к упаковке этого продукта.

• Используя метки с возможностью чтения-записи, данные можно менять, добавлять новые и даже удалять старые, причем в любое время на протяжении всего жизненного цикла изделий.

Связь с хост-компьютером

Считыватель отвечает также за транспортировку данных между метками и хост-компьютером, связь с которым обычно осуществляется через последовательный порт или сеть Ethernet. Считыватель, особенно если он переносной или портативный, может быть также оборудован для поддержания связи с хост-компьютером – через беспроводное соединение. К детальному обсуждению программного интерфейса устройства считывания и хост-компьютера мы еще вернемся в этой главе.

Что такое смарт-этикетки?

Смарт-этикетки – распространенный термин, часто используемый в сфере производства и продажи упакованных потребительских продуктов. Это понятие относится к применению интеллектуальных этикеток на коробках или паллетах, отгружаемых такими производителями потребительских товаров, как Gillette или Procter & Gamble, сетям рознич-ных магазинов, например Wal-Mart и Metro Group. Процесс установки смарт-этикетки включает одновременную печать на ней информации в виде штрих-кода и кодирование ее радиометки с целью однозначной идентификации коробки или паллеты. Решить такую задачу можно с помощью сложных устройств считывания-печати, именуемых принтерами-кодировщиками. Эти принтеры автоматически наносят смарт-этикетки при прохождении коробок с товарами по конвейеру или их загрузке на паллеты.

Антенна

Благодаря антеннам метку и считыватель объединяет канал связи для передачи данных. Конструкция и месторасположение антенны играет существенную роль в определении зоны действия (охвата), дальности связи и ее надежности. К примеру, так называемая считывающая антенна с линейной поляризацией обеспечивает большую дальность, чем антенна с циклической поляризацией, но при этом дает менее точные результаты считывания в тех приложениях, где положение антенн меток по отношению к антенне считывателя может произвольно меняться. По этой причине линейно-поляризованные антенны больше подходят для приложений, в которых ориентация маркированного объекта во всех случаях постоянна, скажем, на автоматизированных линиях сборки.

Антенна метки обычно монтируется на ту же поверхность, что и микросхема и помещается с ней в один корпус. На рис. 3.5 показано несколько распространенных конфигураций пассивных меток и их антенн. И хотя ИС метки может быть крайне мала (размером с зернышко риса и даже мельче), предельные размеры корпусов меток, как правило, определяются размером и формами их антенн.

Подходы к корпусировке антенн считывателей также заметно различаются в зависимости от потребностей приложений. В одних случаях, например в переносных устройствах, антенна крепится на сам считыватель, в других – размещается на расстоянии от него, причем может быть смонтировано сразу несколько антенн, расположенных определенным образом, что позволяет повысить качество и увеличить дальность сигналов радиоволн[16 - Выносные антенны полезны для того, чтобы создать определенную конфигурацию считывающей системы. Например, т. н. считывающие порталы RFID, или ворота, удобны для идентификации и учета при поступлении или отгрузке товара со склада, при погрузке в машину на грузовом перроне и т. п. Одним словом, много антенн нужно для того, чтобы по возможности обеспечить наилучшее обнаружение и считывание радиометок – Прим. науч. ред.]. Скажем, в приложении для слежения за паллетами считыватель может быть связан с сетью антенн, образующих (для точной и надежной работы погрузочной платформы на складе) вполне определенную зону детектирования объектов, такую, как портал или въездные ворота (рис. 3.6).

Ограничения в канале связи «метка – считыватель сигнала»

Радиоволны имеют аналоговую (т. е. нецифровую) природу, поэтому им свойственно ослабевать из-за помех, связанных с паразитными источниками радиошума и условиями среды. Помехи могут быть вызваны близостью или наличием следующих объектов или явлений:

• жидкостей, таких как вода,

• различных металлических предметов, включая фольгу,

• высокой влажности воздуха,

• экстремальных температур – как крайне высоких, так и чересчур низких,

• двигателей, моторов машин,

• беспроводных устройств, например мобильных телефонов и КПК,

• беспроводных компьютерных сетей и сетей связи,

• радиотелефонов.

Степень влияния этих условий на производительность конкретнойRFID-системы определяет рабочая частота. Немаловажную роль в успехе внедрения RFID играет также способность справиться с возникающими помехами. По этой причине столь высокую ценность приобретают многочисленные пилотные испытания, позволяющие установить оптимальный порядок размещения и установки отдельных компонентов RFID.

Инженерам-радиотехникам удается добиваться значительных результатов в проектировании систем, позволяющих преодолеть некоторые из этих ограничений, обусловленных физикой радиоволн. В то же время с многими неточностями и несоответствиями в работе RFID можно справиться с помощью более совершенных программных решений, реализующих коррекцию ошибок, обладающих избыточностью и устойчивостью к отказам.

Хост-компьютер

Аппаратные характеристики хост-компьютера обычно зависят от типов программных приложений, которые на нем работают. Поэтому мы будем описывать его функции именно с позиции приложений. Хост-приложение (оно будет описано в следующем разделе) – это набор имеющихся и новых программных средств для повышения эффективности работы с данными, полученными системой RFID. Забегая вперед, заметим, что понятия
Страница 15 из 18

хост-компьютер и хост-приложение будут использоваться нами попеременно.

Программные компоненты

Конкретные возможности и функциональность программных компонентов RFID-систем сильно варьируют в зависимости от приложения и его потребностей. Эти компоненты систем можно отнести к одной из следующих категорий:

• программное обеспечение RFID-системы,

• межплатформенное ПО (middleware),

• хост-приложение.

Местами выполнения программ являются метка, считыватель, хост-компьютер.

Хотя каждый из вышеперечисленных компонентов мы опишем отдельно, разумно говорить о совместной работе и перекрывающейся функциональности всех трех программных элементов системы. Эти взаимозависимости и перекрывающаяся функциональность этих компонентов проиллюстрированы на рис. 3.7.

Программное обеспечение RFID-системы

Программное обеспечение (ПО) системы RFID – это набор функций, лежащих в основе взаимодействия метки и считывателя. Основу канала связи в большинстве случаев образует уровень обработки радиосигналов. Для управления данными, передаваемыми с метки на считыватель и обратно, нужны как аппаратные средства и программное обеспечение самого нижнего уровня (встроенные программы – firmware), так и программные модули высшего уровня. Опишем типичные функции программных систем RFID, реализация которых необходима на уровне метки и считывателя.

Чтение-запись

Чтение-запись – основная функция метки. Запросы на запись или чтение данных направляются на метку считывателем. По инструкции от него метка обращается к своей памяти для чтения данных и передает их обратно на считыватель. Тот может пересылать метке данные (от хоста-приложения) для записи в ее память, если данная метка обладает свойством записывать информацию.

Борьба с коллизиями

Программное обеспечение, созданное для борьбы с коллизиями («столкновением», конфликтом данных), используется, если в поле зрения считывателя находится целый ряд меток, распознавание и отслеживание которых должны вестись одновременно. Подобное характерно для большинства приложений по управлению цепочками поставок. К примеру, в приложении по управлению запасами, которое инсталлировано на складе, единственный считыватель RFID может «видеть» сотни и даже тысячи объектов с радиометками в поле радиусом до метра и более. Единственная паллета швейных изделий, снабженных такими метками, может содержать не менее ста коробок, в каждой из которых находятся десятки предметов одежды. Борьба с коллизиями требует такого взаимодействия меток и считывателей, которое минимизирует риск одновременного ответа от нескольких меток. Нередко используемый для этого алгоритм может быть очень простым и заключаться в выборе каждой меткой случайного времени ожидания перед откликом на запрос считывателя.

Обнаружение и коррекция ошибок

Для нахождения и коррекции ошибок в передаче данных от метки считыватель может использовать весьма сложное программное обеспечение, в котором помимо прочего могут присутствовать инструменты для выявления и отбрасывания повторяющихся или неполных данных.

Шифрование, авторизация и подтверждение подлинности (обеспечение безопасности)

Шифрование, авторизация и подтверждение подлинности помогают установить режим закрытого обмена данными между меткой и считывателем. И метка, и считыватель должны совместно поддерживать протокол, требуемый для достижения искомого уровня безопасности. Например, чтобы предотвратить получение данных от метки неавторизованным считывателем, метка и считыватель должны пройти через процедуру авторизации посредством обмена общим для них секретным посланием или кодом. После того, как обмен данными произведен, а результат обмена проверен, метка начинает передачу данных на считыватель.

Реализация функций безопасности на стороне метки требует непростой схемотехники, которая может существенно повысить стоимость типичной пассивной радиометки. Подробнее проблемы безопасности RFID мы обсудим в главе 10.

Межплатформенное программное обеспечение

Межплатформенное ПО (middleware) для RFID содержит набор программных компонентов, «наводящих мосты» между элементами системы RFID (т. е. метками и считывателями) и программным хост-приложением. При этом оно выполняет две важнейшие функции:

• ведет мониторинг функционирования и состояния считывателя,

• управляет потоком данных и особой инфраструктурой RFID (метками и считывателями).

Эти функции связаны между собой и часто предполагают работу с общими данными. Тем не менее они нацелены на разные потребности приложений и обладают различными характеристиками. Ниже мы опишем каждую из этих функций отдельно. Заметим, что большинство производителей межплатформенного программного обеспечения RFID предлагают продукты, где обе функции представлены в едином пакете. Однако, как и в случае с любым многофункциональным пакетом, каждый производитель реализует функции межплатформенного ПО с разной степенью проработки. Ваш выбор в пользу решения определенного поставщика должен учитывать потребности вашего приложения. Ряд конкретных рекомендаций, призванных помочь вам сделать свой выбор, мы дадим в главе 8.

Мониторинг

Эта функция заключается в централизованном мониторинге и отправке отчетов о состоянии считывателей, функционирующих в приложении RFID. Она чрезвычайно важна в тех случаях, когда множество считывателей расположено в разных местах на одной или нескольких площадках, а визуальный или ручной контроль непрактичен. Рассмотрим, например, крупный склад, в котором ленты многочисленных транспортеров оборудованы десятками определенным образом встроенных в них считывателей, автоматически ведущих сбор данных о товарах с радиометками. В этом случае сигнал о том, что считыватель неисправен или работает некорректно, нужно получить как можно раньше. Это поможет оперативно решить проблему и своевременно предотвратить возможные ошибки.

В идеале программа для мониторинга должна быть в состоянии управлять не только считывателем, но и другими устройствами (такими как автоматы, читающие штрих-код, или принтеры-кодировщики для изготовления смарт-этикеток), которые могут быть задействованы в системе.

Управление

В общем виде функция управления включает в себя кодирование, сбор, обработку, фильтрацию и накопление данных, передаваемых с метки на считыватель и обратно в целях интеграции с хост-приложением. Особое значение эта функция приобретает в среде, где считыватель может получать «лавинные» или постоянные потоки данных от меток (например, при управлении цепочками поставок). Данные меток должны подвергаться очистке и фильтрации, в частности для устранения дублирования. При этом, в соответствии с предварительно определенными правилами сбора данных, могут выдаваться предупреждения.

Другая важная функция, выполняемая на этом этапе, – нормализация данных. В отсутствие стандартов форматы данных, которые использует считыватель, и протоколы коммуникации с хост-приложением, как правило, являются корпоративными, частными. Работая в среде, компоненты которой получены от различных поставщиков, межплатформенное ПО для RFID ответственно за
Страница 16 из 18

перевод форматов данных различных устройств в единый, нормализованный формат, упрощающий интеграцию на уровне хост-приложения.

Хост-приложение

Хост-приложение через считыватель и межплатформенное ПО получает обработанные и нормализованные данные меток. Обычно функции хост-приложения выполняет уже существующая на предприятии программная система, к примеру, для управления запасами или складом. В зависимости от степени усовершенствования межплатформенного ПО и собственных возможностей хост-приложение может даже не нуждаться в сведениях об источнике данных, которые получает. Так, приложение управления запасами может с успехом отслеживать все продукты на полках розничных магазинов, «не зная» о том, как происходит ввод данных. До внедрения RFID их могли вводить вручную или через систему штрихового кодирования. Если в приложение встроен вполне определенный интерфейсный протокол ввода данных, то межплатформенное ПО должно лишь обработать и отформатировать данные, поступающие от меток, а также воспользоваться протоколом хост-приложения, чтобы переслать на него информацию.

Однако отдельные приложения могут все же нуждаться в модификации для приема новых наборов данных от межплатформенного ПО, поскольку в них нет четко определенного интерфейсного протокола. Такой сценарий более вероятен, если приложение установлено давно или является внутренней разработкой.

Если же существующее на предприятии решение принципиально иное, то для выполнения функций хост-приложения должно быть создано или закуплено другое программное обеспечение. Рассмотрим для примера систему контроля доступа на базе RFID, установленную в компании, где доступом прежде «управляли» металлические ключи. В этом случае для управления, идентификации пользователей и предоставления им прав требуется совершенно новое программное приложение.

Однако независимо от того, оказалась ли существующая система способной обрабатывать RFID-данные или возникла необходимость в разработке нового интерфейса или нового продукта, следует помнить еще об одной существенной проблеме. Во многих случаях RFID дает компании совершенно новые данные, поэтому маловероятно, что она обладает бизнес-моделью, способной в полной мере эффективно использовать эти данные. Так, в типичном решении для управления цепочками поставок на базе RFID товары опознаются по электронным кодам продуктов – EPC (Electronic Product Code), представляющим собой расширенную форму используемых в системах штрихового кодирования универсальных кодов продуктов (Universal Product Code – UPC) и позволяющим кодировать данные о товарах более детально, чем UPC. В имеющихся бизнес-моделях цепочек поставок и приложениях, первоначально созданных для работы с UPC-данными, теперь открыт доступ к новым расширенным EPC-данным, которые эти бизнес-модели и приложения могут и должны использовать эффективно. В разделе «Интеграция цепочек поставок товаров» главы 1 мы назвали эту проблему однозначным распознаванием. Поэтому для обретения возможности в полной мере использовать преимущества работы с новыми, дополнительными данными, полученными в RFID-системах, компаниям действительно необходимо пересмотреть архитектуру бизнес-моделей и приложений.

Сеть EPCglobal

Возможность взаимодействия – насущная потребность комплексных приложений цепочек поставок, где товары могут перемещаться между десятками различных торговых контрагентов и предприятий, каждое из которых, возможно, обладает уникальной инфраструктурой RFID с уникальными потребностями системы. В связи с этим необходимость иметь общий инструмент форматирования, обработки данных и обмена ими, помогающий взаимодействовать разнородным уникальнымсистемам, становится очевидной. На решение этой проблемы нацелены усилия организации EPCglobal, занятой выработкой одноименных стандартов. Ключевые компоненты создания RFID-систем, соответствующих стандартам EPCglobal, мы опишем ниже. Все вместе эти компоненты носят название EPCglobal Network. В главе 4 мы обсудим важнейшие стандарты EPCglobal и прочих организаций, которые уже были приняты или находятся на стадии рассмотрения. Стандарты EPCglobal ускоренно развиваются, поэтому за информацией о новых достижениях и событиях в деле стандартизации мы советуем вам обращаться на сайт EPCglobal (www.epcglobalinc.org), а также требовать последние системные обновления у ваших поставщиков.

Электронный код продукта EPC

Электронный код продукта (EPC) – это схема нумерации, позволяющая присвоить уникальный идентификатор любому физическому объекту. EPC можно считать очередным поколением универсальных кодов продуктов (UPC), которые наносятся на большинство товаров в настоящее время. EPC – это способ назначить собственный идентификатор для любого изделия и тем самым сделать его однозначно распознаваемым. Нынешний формат данных EPC Type I, предоставляющий такую возможность, содержит следующие поля (рис. 3.8):

• заголовок (обозначает номер версии EPC),

• номер владельца (указывает на предприятие, которое использует данный EPC-номер),

• класс объекта (показывает класс или категорию продукта, аналогичен единице складского учета (Stock Keeping Unit – SKU),

• серийный номер (содержит уникальный код экземпляра маркируемого товара).

Такая 96-разрядная спецификация EPC-кода[17 - Консорциум EPCglobal выпустил и 64-битовый формат EPC-кода.] позволяет однозначно распознавать 268 млн компаний, каждая из которых может иметь 16 млн классов объектов – по 68 млрд серийных номеров в каждом.

Система идентификации

Систему идентификации EPCglobal образуют метки и считыватели. EPC-код хранится на EPC-метке, которую опрашивает EPC-считыватель. Именно в этой области на текущий момент сосредоточена большая часть работ над стандартами EPCglobal. Сегодня уже имеется ряд стандартов с описаниями формата и функций меток, а также связи «метка – считыватель» для меток различных типов (подробности см. в главе 4). Конечная цель – создание и продвижение стандартов, предлагающих общие правила, которые позволят меткам и считывателям производства любой компании функционировать в едином ключе, не испытывая проблем в процессе коммуникации.

Межплатформенное программное обеспечение EPC

В среде обслуживания цепочек поставок, выдающей на считыватель практически постоянный поток EPC-кодов, задача управления данными приобретает особое значение. За управление потоком EPC-данных между существующими в компании считывателями и корпоративными приложениями отвечает межплатформенное программное обеспечение (EPC Middleware, известное также под своим прежним именем Savant). Его функции схожи с описанными ранее функциями межплатформенного программного обеспечения RFID и включают в себя сбор, обработку, фильтрацию и агрегирование данных.

Сервис Object Name Service (ONS)

Сервис Object Name Service (ONS), обеспечивающий отслеживание продукта, находит соответствие между его EPC-кодом и информацией о нем. Когда межплатформенное ПО (EPC Middleware) получает EPC-данные, оно может запросить ONS-сервер, на котором хранится более подробная информация о продуктах.

Модель этого сервиса повторяет реализованную в Интернете систему доменных имен (Domain Name System – DNS), которую отличают высокая масштабируемость, производительность и надежность.
Страница 17 из 18

В глобальной сети вы можете передать DNS-серверу строку URL и получить связанный с ней IP-адрес. Масштабы использования RFID, по прогнозам, потребуют распознавания триллионов изделий тысяч производителей с использованием для этого общественной сетевой инфраструктуры, поэтому в разработке ONS и были задействованы принципы организации DNS-сервиса.

Сервисы EPC Information Services (EPCIS)

Компонент EPCIS определяет сервисы и интерфейсы, необходимые для упрощения обмена данными между приложениями торговых партнеров во всей цепочке товарных поставок. Ключевая функция EPCIS – поддержка центрального репозитария EPC-данных, который совместно используется и обновляется партнерами по сделкам в цепочке поставок по всему миру. При полноценной реализации и принятии бизнесом EPCIS предоставит инфраструктуру, необходимую для ускорения подлинной комплексной интеграции цепочек поставок товаров[18 - Впервые тему интеграции цепочек поставок товаров мы затронули в главе 1 и вернемся к ней снова в главе 11.].

Дополнительные технические детали архитектуры EPCglobal Network описаны в приложении Б, в котором помещено официальное фирменное описание – «Архитектура EPC Network корпорации Sun» («The Sun EPC Network Architecture»). В этом документе описана архитектура типичной системы такого рода, основанной на спецификациях EPCglobal и продемонстрирован способ объединения нескольких ключевых компонентов EPCglobal с целью формирования фундамента крупномасштабного приложения для управления цепочками поставок.

Заключение

Для разработки решения, способного максимально задействовать возможности технологий RFID, необходимо понять как внутреннюю организацию компонентов RFID-систем, так и принципы их функционального взаимодействия. В этой главе мы обсудили общие для всех RFID-систем компоненты как аппаратные (метка, считыватель, антенны и хост-компьютер), так и программные (операционные системы, межплатформенное ПО, хост-приложение). При этом мы показали, как компоненты объединяются между собой и совместно работают. Обсуждая сеть EPCglobal, мы описали стандартизированную архитектуру, построенную на перечисленных компонентах.

Успешное внедрение RFID-решений требует также ясного понимания стандартов, перестройки существующих стереотипов мышления, модернизации процессов, анализа эффективности с точки зрения затрат, решения проблем безопасности и защиты. Теперь вы готовы погрузиться в эти наиболее значимые вопросы, начиная непосредственно со следующей главы, в которой вас ждет подробное обсуждение стандартов и их роли в успехе развертывания RFID.

Часть II

Развертывание RFID

4. Стандарты RFID

Разработка и принятие официальных (или действующих де-факто) стандартов могут заметно ускорить распространение новых технологических достижений. Стандарты обеспечивают возможности для межсистемных взаимодействий, стимулируя новых поставщиков к предложению новых решений, что повышает качество сервисов и снижает издержки. Соблюдая стандарты, разработчики технологий и поставщики смогут избежать рисков, связанных с требующими больших затрат модификациями решений, которые возникли в результате внедрения систем с закрытой спецификацией, корпоративных, созданных по заказу или без соблюдения нормативов. Стандарты дают потребителям уверенность в том, что выбранные ими решения будут работать совместно, выбор продуктов будет богаче, а сами продукты не пострадают от политики обособленности поставщиков. Технологические рынки по очереди подтверждают истинность этих слов. Не станет исключением и RFID.

В этой главе нам предстоит решить следующие задачи:

• описать роль стандартов в развитии технологий,

• представить обзор важнейших стандартов RFID, подробнее остановившись на стандартах EPCglobal,

• дать рекомендации по использованию вновь принимаемых стандартов при развертывании RFID.

Роль стандартов в развитии технологий

Стандарты во многих отношениях полезны для потребителей. Они служат гарантией того, чтобы функционирование одних изделий и продуктов не нарушало работу других, независимо от того, какая фирма-производитель их выпускает. Скажем, мобильные телефоны работают на конкретных частотах. Эти частоты отличны от тех, что используются для передачи телесигнала. В результате мобильные телефоны и телевизоры не мешают друг другу, даже если работают рядом.

Кроме того, стандарты обеспечивают возможность взаимодействия приложений или устройств. Когда потребитель приобретает мобильный телефон стандарта GSM, его аппарат снабжен небольшим модулем идентификации абонента – SIM-картой (Subscriber Identification Module). В этой карте хранятся все данные об аппарате, такие как его номер и телефонная книга. Если позднее абонент решит обновить аппарат, ему потребуется лишь вставить старую карту во вновь купленный телефон. В новом устройстве будет использоваться прежний номер, и доступна будет телефонная книга. Легкий переход с первого устройства на второе обеспечивается благодаря стандартизации форматов SIM-карт.

Иногда для дальнейшего продвижения какой-либо конкретной технологии требуется принять серию взаимосвязанных стандартов. Ярким примером этого являются основанные на соответствующих стандартах протоколы передачи данных по сети Интернет. В данном случае стандарты обеспечивают прозрачную передачу данных через набор последовательных интерфейсов. Влияние таких последовательных транзакций, ставших возможными в результате согласования и точного увязывания стандартов, может затронуть весь рынок включая производителей, поставщиков и конечных потребителей. Рассмотрим, например, случай с корпоративным клиентом, который использует беспроводной портативный компьютер для ввода данных в приложение, формирующее заказ на оказание услуг. В этом, казалось бы, простом сценарии в игру вступают многочисленные стандарты. Все вместе они вызывают мощную и эффективную цепную реакцию, охватывающую все звенья, например, такую, как приведена ниже:

• Стандарты, такие как XML или Java, гарантируют успешную передачу данных между различными приложениями.

• Стандарты Wi-Fi[19 - Понятие Wireless Fidelity, больше известное по своему сокращению Wi-Fi, обозначает набор стандартов, позволяющих подключать различные устройства (портативные или карманные компьютеры) к сети (например, к Интернету), не используя для этого проводную инфраструктуру. Стандарты Wi-Fi также известны как стандарты серии IEEE 802.11x и обеспечивают производительность канала передачи данных, сравнимую с широкополосным соединением.] обеспечивают беспроводную связь портативного компьютера и сети.

• Стандарты Федеральной комиссии связи США (FCC) регламентируют уровень электронного излучения компьютера и гарантируют, что его работа не опасна для окружающих, а сигналы не мешают работе других устройств, расположенных поблизости от него.

Совместно эти стандарты создают даже большую стоимость, чем по отдельности. Не будь таких четко заданных стандартов, бизнес-пользователи, вероятно, были бы вынуждены тратить больше средств, а взамен получали бы худшие результаты и, возможно, даже не могли бы выполнить намеченные транзакции. В отсутствие всеобъемлющего стандарта, как до недавнего времени было в случае с RFID,
Страница 18 из 18

технология может быть пригодной лишь для узких секторов рынка. Впрочем, с учреждением консорциума EPCglobal такие полноценные стандарты RFID стали вполне возможны.

Стандарты и RFID: обзор EPCglobal

До выработки стандартов на метки и считыватели системы RFID проектировались главным образом по частным, корпоративным спецификациям, в которых считыватели конкретной фирмы часто работали только с метками того же поставщика. Ранние приложения RFID, такие как для электронного сбора пошлин и платежей, отслеживания железнодорожных вагонов или скота, были основаны на подобных частных, корпоративных системах. И хотя RFID-системы изначально могут работать в четырех частотных диапазонах (135 кГц, 13,56 и 900 МГц или 2,45 ГГц), только один из них (13,56 МГц) всемирно признан как стандарт ISO (см. раздел «Международная организация по стандартизации и стандарты RFID» в этой главе). Отсутствие возможностей межсистемных взаимодействий ограничивало стремление компаний заниматься активным внедрением RFID-систем и желание разработчиков создавать новые RFID-технологии.

Конец ознакомительного фрагмента.

Текст предоставлен ООО «ЛитРес».

Прочитайте эту книгу целиком, купив полную легальную версию (http://www.litres.ru/manish-bhuptani/shahram-moradpur/rfid-tehnologii-na-sluzhbe-vashego-biznesa/) на ЛитРес.

Безопасно оплатить книгу можно банковской картой Visa, MasterCard, Maestro, со счета мобильного телефона, с платежного терминала, в салоне МТС или Связной, через PayPal, WebMoney, Яндекс.Деньги, QIWI Кошелек, бонусными картами или другим удобным Вам способом.

notes

Примечания

1

Понятие «Сеть» обозначает здесь совокупность вычислительных устройств и устройств связи, объединенных с целью обмена данными. Лет двадцать назад под Сетью понимали просто набор мейнфреймов или мини-компьютеров, связанных по выделенным линиям между собой. В начале 1990-х гг. в Сеть вошел Интернет, который с тех пор стал синонимом самой Сети. Сегодня Сеть содержит не только связанные между собой компьютеры, но и мобильные телефоны, персональные помощники секретаря, компьютеры, встроенные, к примеру, в автомобили, и даже радиометки. В той или иной мере они все способны передавать данные по Сети.

2

Среднегодовые темпы роста в сложных процентах (compounded annual growth rate – CAGR).

3

Источник: Venture Development Corporation. Используется с разрешения. – Прим. ред.

4

Источник: ABI Research. Используется с разрешения. – Прим. ред.

5

Противокражные технологии (или electronic article surveillance) основаны на схожем с RFID принципе действия, однако такие системы выполняют только функцию оповещения о самой попытке вынести товар из магазина, не оплатив его. То, какой товар выносят, обычные противокражные системы определить не могут. – Прим. науч. ред.

6

Очень интересная область. При нынешних темпах миниатюризации и без того крохотных микросхем существуют вполне реальные планы внедрять чипы радиометок в банкноты. – Прим. науч. ред.

7

Сейчас появляются смежные технологии идентификации, чем-то похожие на RFID и в корне отличающиеся от «родительской» технологии. Вообще любая технология, которая позволяет обнаружить и идентифицировать объект посредством радиосвязи, условно может быть названа «радиочастотной идентификацией». – Прим. науч. ред.

8

Именно в связи с этим некоторые компании опасаются внедрять RFID и подобные решения, поскольку это вынудит их вносить кардинальные и болезненные изменения в свои бизнес-процессы и технологический цикл. – Прим. науч. ред.

9

Показанные на рис. 2.1 современные RFID-компоненты по своим функциям и возможностям отличны от элементов системы опознавания и применяются в приложениях иных типов.

10

При этом добавилось другое неприятное ограничение, которое можно условно назвать «эффект микроволновки». СВЧ и микроволновое излучение прекрасно поглощается водой и некоторыми другими жидкостями. А это сильно ограничивает применение RFID при отслеживании поставок напитков, жидких моющих средств и других подобных товаров. – Прим. науч. ред.

11

Первый толчок к распространению RFID – это появление действительно общепринятых и распространенных в мире стандартов взаимодействия считывателей и меток. Благодаря этому радиометки от разных поставщиков могут быть считаны ридерами разных производителей. – Прим. науч. ред.

12

Вернее, данные об объекте посылает в ответ на запрос считывателя радиометка, которая данный предмет маркирует. – Прим. науч. ред.

13

Фотография микросхемы не соответствует пассивной метке, представленной на рисунке.

14

Вообще-то форм-факторов радиометок очень много. Можно найти метки самой разной конструкции для совершенно различных задач. – Прим. науч. ред.

15

«Operation Enduring Freedom/Operation Iraqi Freedom (OEF/OIF)» и «Woolworths, Inc.».

16

Выносные антенны полезны для того, чтобы создать определенную конфигурацию считывающей системы. Например, т. н. считывающие порталы RFID, или ворота, удобны для идентификации и учета при поступлении или отгрузке товара со склада, при погрузке в машину на грузовом перроне и т. п. Одним словом, много антенн нужно для того, чтобы по возможности обеспечить наилучшее обнаружение и считывание радиометок – Прим. науч. ред.

17

Консорциум EPCglobal выпустил и 64-битовый формат EPC-кода.

18

Впервые тему интеграции цепочек поставок товаров мы затронули в главе 1 и вернемся к ней снова в главе 11.

19

Понятие Wireless Fidelity, больше известное по своему сокращению Wi-Fi, обозначает набор стандартов, позволяющих подключать различные устройства (портативные или карманные компьютеры) к сети (например, к Интернету), не используя для этого проводную инфраструктуру. Стандарты Wi-Fi также известны как стандарты серии IEEE 802.11x и обеспечивают производительность канала передачи данных, сравнимую с широкополосным соединением.

Конец ознакомительного фрагмента.

Текст предоставлен ООО «ЛитРес».

Прочитайте эту книгу целиком, купив полную легальную версию на ЛитРес.

Безопасно оплатить книгу можно банковской картой Visa, MasterCard, Maestro, со счета мобильного телефона, с платежного терминала, в салоне МТС или Связной, через PayPal, WebMoney, Яндекс.Деньги, QIWI Кошелек, бонусными картами или другим удобным Вам способом.

Здесь представлен ознакомительный фрагмент книги.

Для бесплатного чтения открыта только часть текста (ограничение правообладателя). Если книга вам понравилась, полный текст можно получить на сайте нашего партнера.