RFID — удостоверение личности для продукта

Автор: Сергей Михайлов

Опубликовано в журнале "CIO" №1

Всем известно, что товары во многих современных магазинах маркируются штриховыми кодами. Это очень удобно: опытные кассирши тратят на обработку каждой покупки не более секунды. Радиометки RFID (Radio Frequency Identification) — новый технический способ маркировки: метка хранит всю информацию о предмете, которая передается по радио в считывающее устройство. Товары, оснащенные подобными метками, на кассе даже не нужно вынимать из корзины. Однако возможности радиоидентификации гораздо шире: она, помимо торговли, может пригодиться в самых разных отраслях — производстве, транспорте, медицине — и существенно повлиять на их работу. Не случайно этой технологией так интересуются виднейшие представители современного бизнеса.

Вот зарисовка из недалекого будущего: водитель грузовика привез молоко на склад известного американского магазина «7-eleven» и готовится разгружаться. «Подождите-ка, — говорит менеджер склада, глядя на показания своего КПК, на котором видны результаты считывания радиометок. — Эти коробки нам не подойдут. Сейчас они холодные, а вот вчера в течение девяти часов были слишком теплыми. Видно, вы не уследили за холодильником. Без возражений: три я не возьму, а с остальными — все в порядке».

Эту гипотетическую сцену рассказывает Кейт Морроу, CIO американского торгового гиганта «7-eleven» с оборотом в 36 млрд. долларов — именно так он представляет сегодня место радиоидентификации в завтрашней жизни своих складов. Однако до воплощения этой мечты предстоит пройти очень непростой путь.

Пионером же в применении радиоидентификации стала другая крупнейшая американская торговая фирма Wal-Mart, породив ажиотаж на рынке производителей этого нового оборудования. Другие торговые сети — Best Buy и Circuit City — решили повременить, позволяя ИТ-службе Wal-Mart совершить все возможные ошибки, на которых они сами смогли бы обучиться. А вот Морроу решил не ждать и идти своим путем, поскольку его сеть — это недорогие круглосуточные магазины вроде московской «Пятерочки». В каждом из них около 2500 различных наименований — от сэндвичей и машинного масла до телефонных карт, что делает инвентаризацию на местах практически неосуществимой — как правило, она проводится при разгрузке товара.

По этим причинам Морроу заинтересован в активном использовании радиоидентификации. По его планам, через пять-семь лет он сможет получать оперативную информацию о наличии товаров в каждом из магазинов и на всех складах. С самого начала внедрения в системе предусматривается функция контроля таких параметров, например, как температура хранения каждого продукта.

Руководство «7-eleven» уже озабочено такими наполеоновскими планами и справедливо интересуется, насколько вырастет стоимость сэндвича с тунцом после полномасштабного внедрения всей радиоидентификационной системы. Если брать сегодняшние цены, то она должна, как минимум, удвоиться. Однако есть надежда, что при массовом выпуске радиооборудования цена будет стремительно падать.

Планируя свою систему, Морроу хочет, чтобы радиометки содержали информацию и о пищевой ценности товаров, и о сроке годности. Последнее позволит оперативно принимать меры к реализации товаров с истекающим сроком. Морроу уверен, что его мечты воплотятся в жизнь.

IBM — серьезный интерес к RFID и сенсорам

Полтора года назад компания IBM организовала новое подразделение, возглавляемое Робертом Мэйберри — Sensor and Actuation Solutions (S&A). Его силами уже реализованы опытные проекты внедрения радиоидентификации в торговой сети Metro, Министерстве обороны США и в международной почтовой корпорации. Кроме того, технология активно используется внутри самой IBM для маркировки и отслеживания перемещений кремниевых подложек при производстве микросхем.

Это же подразделение выпускает и другие типы датчиков — для биометрии, мониторинга в химической и нефтяной промышленности. Так, IBM поставляет известной нефтяной корпорации «Шеврон» датчики для контроля параметров жидкости внутри трубопроводов.

Схема работы таких датчиков достаточно проста: они замеряют количество протекающей жидкости (а также температуру и другие параметры) и передают информацию через спутник в центр управления, где на основе анализа этой информации выставляются счета и оптимизируется использование трубопровода. Информацию с этих датчиков могут считывать в режиме реального времени сотрудники, снабженные соответствующими мобильными устройствами.

В развитие нового подразделения IBM уже вложила более 250 млн. долларов — значительную сумму. Мэйберри считает, что это сделано правильно по двум причинам: во-первых, спрос на датчики растет все быстрее, а во-вторых, в этих приложениях могут быть использованы многие прежние разработки IBM.

По оценкам компании Yankee Group, объем продаж только RFID-датчиков в 2004 году превысит 1 млрд. долларов, а к 2008 году вырастет, как минимум, в четыре раза — до четырех миллиардов. Еще одна аналитическая компания, Harbor Research, предсказывает объем рынка «интеллектуальных датчиков» в 2005 г. в 1,2 млрд. устройств. «Мы будем продвигать наши решения теми же методами, что хорошо зарекомендовали себя в продвижении WebSphere, DB2 и Tivoli», — говорит Мэйберри.

В сети Metro радиоидентификация используется в настоящее время ограниченно — для контроля перемещения 20 наименований товаров в 250 магазинах и складах. В недалеком будущем технология, поставляемая IBM, появится во всех 2400 магазинах сети. Не менее активно идет сотрудничество и с Министерством обороны США: IBM Business Consulting Services по трехлетнему контракту должно помочь 43 тысячам военных поставщиков оснастить радиометками всю свою продукцию.

Для почтовой корпорации IBM создает систему управления качеством доставки при помощи радиометок. Это должно ускорить доставку отправлений, позволяя отслеживать и затем оптимизировать пути их перемещения. Более миллиона писем помечено и отослано в этом году, а уже в следующем система вступит в коммерческую эксплуатацию. Радиометки считываются на каждом этапе сортировки, что особенно важно при доставке международной корреспонденции.

Кроме приведенных примеров, Мэйберри считает, что датчики будут встраиваться в программируемые контроллеры для мониторинга процессов производства. В транспортной индустрии, кроме слежения за грузом, они вполне могут использоваться для контроля состояния оборудования. «Механики будут знать, какой пятидолларовый болт пришла пора заменить, чтобы не разрушился самолет стоимостью в пять миллионов долларов», — подчеркивает Мэйберри.

HP: следующий шаг за RFID — сенсорные сети

Компания НР в октябре 2004 года представила свое видение следующего этапа развития технологий радиометок — сенсорные сети. Пока метки используются для считывания с них информации о помеченном объекте. Однако они могут передавать информацию, в том числе друг через друга. Оборудовав такой сетью канал поставок, можно существенно повысить его эффективность.

Одна из первых разработок центра НР — это «интеллектуальные серверные шкафы», оснащенные радиометками, датчиками и считывателями. Это оборудование предназначено для очень больших центров обработки данных с десятками тысяч серверов, хранящих ценную информацию, например в финансовых учреждениях. За таким большим количеством оборудования очень трудно следить, а метки и датчики позволяют фиксировать все перемещения оборудования, даже открытие двери шкафа. HP обещает, что приобрести такую систему можно будет не позднее чем через два года.

Еще одно решение НР под кодовым названием SmartLocus представляет собой сенсорную сеть из RFID-считывателей и недорогих видеокамер, соединенных по интерфейсу 802.11b. Камеры визуально отслеживают перемещение товара, когда получают сигнал от считывателей, что он движется. Если товар не оплачивается в кассе, ясно, что он украден. Применение этой технологии, по мнению изобретателей, позволит свести вероятность магазинных краж практически к нулю.

Hewlett-Packard в ближайшие пять лет намерена вложить 150 млн. долларов в развитие направления радиоидентификации, поскольку считает эту технологию очень перспективной.

RFID — а что это такое?

Многие производители оборудования и эксперты буквально на каждом углу трубят о том, что наступает эра RFID, но есть еще топ-менеджеры и руководители компаний, от которых зависит, как скоро эта эра наступит.

Как показал опрос, проведенный недавно в Великобритании компанией Unisys, 43% опрошенных руководителей и представления не имеют о том, что такое радиоидентификация, в то время как 45% готовы использовать ее в своих компаниях. При этом 33% активно изучают технологию, а 12% уже имеют четкие планы ее внедрения в ближайшие два года. Если разбить опрошенных на группы по отраслям индустрии, то цифры немного меняются: в английской фармацевтике половина топ-менеджеров ничего не знает о RFID, 26% — активно изучают технологию и 6% уже применяют ее.

А вот в США фармацевтическая отрасль — лидер по внедрению радиоидентификации. Американская комиссия по лекарствам и продуктам питания активно пропагандирует использование радиометок для отслеживания движения товаров по всей цепи поставок. Как отмечено в одном из последних докладов этой комиссии, «уже ведутся масштабные исследования, которые наглядно продемонстрируют, что применение радиоидентификации приводит к существенному снижению издержек в таких областях деятельности любой компании, как инвентаризация оборудования, позволяя в то же время отслеживать перемещение любых товаров, в частности лекарств, от производителя до потребителя. Еще более важно то, что надежные радиометки исключат возможность подделки лекарств».

Служба доставки FedEx

Компания Federal Express c штаб-квартирой в г. Мемфисе (штат Теннеси) — это крупнейшая в мире служба скоростной доставки почтовых отправлений. FedEx доставляет примерно 3,2 миллиона отправлений ежедневно; в ее распоряжении 42 500 транспортных средств. В компании на счету буквально каждая секунда, и сегодня с помощью технологии радиоидентификации изобретатели стараются сэкономить водителям время: на 200 машинах FedEx нет ключей зажигания, мотор заводится с помощью радиосигнала от браслета на руке водителя.

Водители FedEx только по территории США проезжают в своих машинах миллионы километров в день. В процессе доставки им приходится, как минимум, несколько раз запирать-отпирать машину и заводить ее. На это тратится несколько минут, а если ключи потеряются, то и несколько часов (плюс 200 долларов). С помощью радиоидентификации FedEx сэкономит сотни часов ежедневно и избавит от неприятностей, связанных с потерей ключей.

Считыватели сигнала размещаются на замках дверей и у замка зажигания. Когда водитель подносит свой браслет на расстояние менее 15 см, дверь открывается. Для того чтобы сработало зажигание, надо нажать кнопку справа от руля, при этом считыватель получает и радиосигнал от браслета.

Система запрограммирована так, что каждая машина может заводиться несколькими сигнальными браслетами, а каждый браслет — заводить несколько машин. А на случай отказа электроники пока у каждого водителя все же есть запасной традиционный ключ.

RFID в фармацевтике

После военного ведомства и крупных торговых сетей радиометками активно заинтересовались фармацевты. И это не случайно. От одной-единственной таблетки может зависеть здоровье и даже жизнь человека, поэтому крайне важно точно знать место и время ее производства, производителя, поставщика, состав и срок годности. Всю эту информацию можно разместить в одной радиометке.

В октябре несколько крупных фармацевтических компаний, среди которых Abbott Laboratories, Barr Pharmaceuticals, Cardinal Health, CVC Pharmacy, Johnson&Johnson, Pfizer, Procter&Gamble и Accenture, объявили о завершении восьминедельных интенсивных испытаний, в течение которых с помощью радиоидентификации отслеживались пути 13 500 упаковок с лекарствами. Для этого пришлось установить считыватели радиометок не только на заводах, но и на всех перегрузочных складах вплоть до аптек. При таком режиме контроля лекарства с истекшим сроком годности не могут попасть на полки аптеки.

Задача технологии радиоидентификации на фармацевтическом рынке заключается не только в оптимизации работы системы поставок, она существенно улучшает контроль качества лекарств и правильности доставки. Все надеются на то, что найден очень важный элемент улучшения системы здравоохранения. Следующая проблема — интеграция этой технологии в существующие системы ERP, CRM и SCM.

RFID-security для редких книг Ватикана

В библиотеке Ватикана хранится более 1,6 миллиона древних книг и рукописей, в том числе самое старое полное издание Библии. Для того чтобы улучшить учет и контроль этих бесценных богатств, было решено прибегнуть к помощи радиометок. Внедрение технологии началось еще год назад, и недавно была закончена маркировка 30 тысяч книг. Решено оснастить радиометками два миллиона из 40 миллионов единиц хранения. Как рассчитывают создатели системы идентификации, после ввода ее в строй инвентаризацию в библиотеке можно будет проводить буквально за день, в отличие от месяцев в прежние времена.

Поставляет оборудование библиотеке компания Texas instruments, которая далеко не новичок в этом деле. Так, она уже снабдила 3 миллионами радиометок и оборудованием для считывания английскую торговую компанию Mark and Spencer.

Швейцарские железные дороги

Швейцарские государственные железные дороги (SBB) — главный перевозчик пассажиров и грузов в этой стране. Швейцария занимает центральное положение в Европе и находится на пересечении европейских грузо- и пассажиропотоков, поэтому SBB играет важнейшую роль для перевозок всего континента. Еще в 1994 году на SBB началась многоступенчатая операция по внедрению автоматической идентификации вагонов с целью инвентаризации, планирования их перемещения и ремонта.

На первой стадии внедрения радиоидентификации метки с возможностью чтения и записи были размещены на 1200 локомотивах, а 50 считывателей были установлены на рельсовых путях, чтобы с их помощью можно было автоматически определять местоположение поезда. В метки можно записывать информацию о весе вагона, технических неисправностях и т. д. Второй этап проекта, заключающийся в отслеживании передвижения пассажирских поездов, начался в марте 1996 года. Были установлены еще 230 считывателей на рельсах по всей Швейцарии, а 4800 пассажирских поездов были оборудованы радиометками во время планового ремонта. Считыватели устанавливались на въездах и выездах из железнодорожных станций и на всех выездах за границу. Через считыватели информация о перемещении поездов попадает в национальный центр обработки информации в Берне, доступ к которому имеется и с АРМ железнодорожных станций.

Система заработала в полном объеме в конце 1997 года и сегодня служит примером для других европейских стран. Благодаря оперативному учету вагонов швейцарским железнодорожникам удалось не только сэкономить заметные средства, но и повысить качество обслуживания пассажиров и грузов.

RFID плюс Wi-Fi

Небольшая группа разработчиков во главе с бывшим инженером компании «Боинг» Генри Лахором разработала систему, в состав которой входят не только радиометки и считыватели для них, но и Wi-Fi-связь, которая, по мнению создателей, гораздо лучше подходит для того, чтобы проводить инвентаризацию товаров в магазинах и предотвращать кражи, чем пассивные RFID-системы, уже используемые в некоторых торговых сетях США.

Их изобретение называется RespectRFID (RFID Enhanced System for Preventing Employee and Customer Theft), оно использует технологию Wi-Fi и видеокамеры для отслеживания перемещения товаров. По мнению Генри Лахора, пассивные RFID-системы неэффективны как средство для предотвращения воровства. Воровство товаров из магазинов в США составляет примерно 1,7% от общего объема продаж, для крупнейшей торговой сети Wal-Mart — это более 900 млн. долларов.

RespectRFID содержит небольшой Wi-Fi-передатчик, работающий на частоте 2,4 ГГц от батарейки. Он ненамного больше по размеру пассивной радиометки, а длина антенны менее 2 см. В него записывается уникальный 100-битный номер (который дает возможность пронумеровать 10 квадриллионов товаров). Сигналы принимаются на расстоянии 150 метров специальными приемниками, с которыми связаны две видеокамеры. Это позволяет контролировать случаи, когда злоумышленник помещает товар с радиометкой в экранированную сумку, отрывает или портит метку и т. п.

Пока технология находится на стадии оформления патента и лабораторного тестирования. Лахор с партнерами ищут инвестора, который сможет вывести систему на рынок. Они надеются, что успеют сделать это еще до широкого распространения пассивных радиоидентификационных систем.

Телефоны с возможностями RFID

По оценкам компании ABI Research, в течение нескольких ближайших лет более половины сотовых телефонов будут снабжены RFID-микросхемами для коммуникаций на близком расстоянии.

Летом 2004 года ведущие производители мобильных телефонов объявили, что готовятся выпускать первые аппараты, которые изменят сам сегодняшний способ покупки товаров, получения услуг и использования кредитных карт. Как предсказывают авторы обзора ABI Research «Near field communications», через несколько лет владельцы карманных устройств будут использовать радиосвязь ближнего действия (NFC — near field communication), чтобы приобретать товары и услуги с помощью телефонов или КПК, взаимодействующих со специальными устройствами.

Так, для заказа билета на самолет, на концерт или номера в гостинице покупателю достаточно поднести телефон на расстояние 10–15 см к рекламному щиту или стенду, где расположены радиометки гостиницы или аэропорта. RFID-устройство телефона автоматически свяжется при помощи сотовой связи, NFC-Wi-Fi или Bluetooth с нужным источником, выведет на дисплей (или в динамик) всю необходимую информацию и при необходимости выполнит оплату услуг.

«Технология NFC интересна прежде всего потому, что устройства здесь взаимодействуют друг с другом без посредника», — отмечает Эрик Михельсен, директор компании ABI Research. В зависимости от типа NFC, скорость передачи данных между двумя RFID-устройствами может составлять 106, 212 или 424 Кбит/с. Встроенный в телефон NFC-чип работает как RFID-считыватель, когда телефон включен, и как пассивная RFID-метка, когда телефон выключен. NFC-чип может содержать от 64 до 128 бит памяти, которые имеют идентификационный номер. Этот номер при передаче, естественно, шифруется.

Необходимую энергию для своей работы метки будут брать из телефонных батарей, поэтому им не требуется дополнительный источник питания. NFC-чипы будут выпускать те же производители, которые сегодня изготавливают RFID-метки — Philips, Texas Instruments, Infineon, Sony, ASK и Inside Contactless. По оценкам ABI Research, телефоны с NFC-чипами появятся на рынке уже в 2005 году, а к 2009 году такой возможностью будет обладать половина мобильных аппаратов. Для координации усилий по развитию и выводу новой технологии на рынок создан NFC-форум.

Хватит обсуждать RFID, пора использовать

RFID уже вполне можно широко внедрять, считают эксперты консультативной компании Gartner. «У технологии RFID уже сегодня есть блестящие возможности практически для любой отрасли промышленности, — говорит Стивен Смит, вице-президент этой компании. — Вместо того чтобы рассуждать о том, при какой цене RFID становятся эффективными, торговые компании должны отыскивать возможности использовать их по сегодняшней цене».

Одно из самых важных достоинств RFID — это улучшение качества потока информации на протяжении всей цепи поставок в любой компании. «Это означает, что в самом ближайшем будущем нас ждут просто грандиозные перемены в работе торговых фирм», — отмечает Смит.

Компания Gartner предсказывает, что в процессе внедрения RFID компаниям предстоит пройти две стадии. Первая — встраивание RFID в существующие бизнес-процессы, что даст лишь небольшой выигрыш. Зато вторая стадия, когда будут созданы бизнес-процессы, основанные на RFID, позволит после радикальной перестройки всего бизнеса получать значительную прибыль. «Не надо думать, что выгоды от использования RFID появятся в один момент, — подчеркивает Смит. — Значительные вложения в инфраструктуру, недостаточно высокое качество считывания, неотработанные системы и неопределенность стандартов — все эти проблемы предстоит решить перед тем, как придет время получения прибылей от RFID. Процесс внедрения RFID может затянуться лет на десять».

По словам экспертов Gartner, требования заказчиков сделать RFID-метки более дешевыми и одновременно уменьшить их размеры сегодня невозможно выполнить. Стоимость пассивных меток (допускающих только считывание информации) сейчас составляет от 40 центов до 10 долларов. Стоимость активных меток (с возможностью записи информации) — от 4 долларов до сотен долларов. Однако к 2009 году она не должна будет превышать 20 центов.

Что могут и чего не могут делать RFID

В конце 2003 года президент компании High Tech Ad (и по совместительству вице-президент по технологиям отраслевой ассоциации RFID) Стив Холидей предсказывал, что 2004 год будет годом первых опытных проектов по RFID. Год прошел, и Стив считает, что эти опытные проекты поставили четыре ключевых вопроса о том, что могут и чего не могут делать RFID.

1. На верных ли направлениях сфокусировано наше внимание? RFID дает, как минимум, три преимущества перед штриховыми кодами. RFID-метки содержат гораздо больше информации; данные в них можно записывать; при обмене данными не требуется прямой видимости. Сегодня RFID-метки используются для контроля во всей сети поставок, но это простейшие метки для считывания. «Главный акцент делается на удешевлении меток — все хотят достичь цены в 5–10 центов, — считает Холидей. — Но тогда память меток будет слишком маленькой. Разве это нам надо?»

2. Возможна ли отдача от инвестиций? Многие поставщики для сети Wal-Mart и Министерства обороны США жалуются, что использование RFID хоть и немного, но удорожает продукт, а возврата инвестиций нет и не ожидается. Дело в том, что возврата можно ждать только после серьезной модернизации бизнес-процессов на основе использования RFID, а простым наклеиванием меток на упаковки прибыли не добыть.
3. Можно ли обмануть матушку-природу? Многие решения, хорошо работающие в лабораториях, оказываются неэффективными на практике. На работу RFID-меток влияет влажность, металлические предметы препятствуют движению радиоволн. Некоторые метки выходят из строя, отказывают и считыватели — 80% срабатывания можно считать вполне приемлемой величиной. Холидей говорит, что есть системы с уровнем считывания в 20%. По его мнению, чтобы избежать отказов, надо располагать считыватели плотнее, но тогда будет утрачено одно из преимуществ метода.

4. Действительно ли RFID лучше всего применять для автоматизации поставок? Вопрос звучит почти парадоксально, но, по мнению Холидея, пришла пора его задать. Поскольку такой гигант, как Wal-Mart, занялся именно этим, может возникнуть впечатление, что такое применение RFID оптимально. Холидей напоминает, что с его участием разработаны проекты по контролю перемещения важных документов в офисе, хирургических инструментов и оборудования в больнице. «Однако это не заинтересовало Wal-Mart, поэтому об этом никто не говорит. Но именно данные приложения работают очень хорошо, и что еще более важно, они приносят быстрый возврат вложенных средств».

Источник