EPC標準以及RFID的應(yīng)用

摘 要：

RFID泛社會化應(yīng)用的浪潮席卷日本，日本的各個有關(guān)政府省廳對RFID的應(yīng)用都做出了明確的規(guī)劃和目標并指導企業(yè)進行了大量實驗。在日本RFID領(lǐng)域中大有推廣EPC的勢頭。本文介紹了歐姆龍公司如何與世界同步大力開發(fā)RFID技術(shù)產(chǎn)品和怎樣廣泛開展應(yīng)用的。

關(guān)鍵詞：

RFID、EPC、泛社會化應(yīng)用、電子標簽、實驗、應(yīng)用


1 RFID的形勢

1.1　日本RFID的現(xiàn)狀

(1) 日本總務(wù)省的動態(tài)

為了更好地發(fā)展RFID技術(shù)，日本總務(wù)省制定了電波政策并進行推廣。電波政策主要包括以下幾個方面。

　　·ISO18000－6的頻率帶的擴大申請（860MHｚ～960MHｚ）
　　·2003年8月中間報告，2004年建立開放UHF的制度。
　　·2005年8月緩和UHF帶電子標簽系統(tǒng)的限制（954MHｚ～955MH）

另外，總務(wù)省還將在2007年啟動U-JAPAN構(gòu)想，目標是實現(xiàn)Ubiquitous社會。U-JAPAN構(gòu)想是在日常生活中的各個領(lǐng)域里全面提供新式服務(wù)為基礎(chǔ)來推動RFID的應(yīng)用。

（2）日本經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)省的動態(tài)

2003年1月以日本經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)省為中心進行省、廳用戶管理聯(lián)合（包括日本經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)省、日本國土交通省、日本農(nóng)林水產(chǎn)省、日本厚生勞動省），設(shè)置商品跟蹤研究會。

日本經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)省的另外一個舉措是對廣泛采用RFID技術(shù)的未來商店進行推動。參照過去的實驗性驗證、擴充試驗開發(fā)平臺，以開拓、推進店鋪銷售中對IT的利用為目的，于2005年8月實現(xiàn)了未來型商店（future store）的規(guī)劃。

（3）日本農(nóng)業(yè)水產(chǎn)省的動態(tài)

在致命性病毒O-157、瘋牛病等問題困擾日本社會的情況下，日本農(nóng)業(yè)水產(chǎn)省制定了牛肉、豬肉等商品的跟蹤法律草案、并以確立食品安全、安心等為目標進行了各種各樣的驗證試驗。

日本農(nóng)業(yè)水產(chǎn)省制定出了相當多的法律法規(guī)對RFID技術(shù)應(yīng)用進行管理，使RFID技術(shù)的應(yīng)用規(guī)范化。如自2003年12月1日起規(guī)定在牛肉的流通中將牛的個體識別為目的的信息管理及傳達等有關(guān)的特別措施法作為必須盡的義務(wù)。自2004年7月25日起制定了有關(guān)豬肉的生產(chǎn)信息公布的日本農(nóng)林規(guī)格。

2004 年日本農(nóng)業(yè)水產(chǎn)省進行了試驗性驗證，利用RFID技術(shù)，進行了綜合型食品跟蹤系統(tǒng)開發(fā)和驗證。為了使從農(nóng)場到飯桌的農(nóng)產(chǎn)品的危害程度降至最低，日本農(nóng)業(yè)水產(chǎn)省制定了合理規(guī)范，并推進嚴格的數(shù)據(jù)管理制度。通過使用RFID技術(shù)，對多種產(chǎn)品從生產(chǎn)到消費的多種流通渠道內(nèi)進行了食品跟蹤系統(tǒng)的驗證試驗。為了更好地對食品進行管理，日本農(nóng)業(yè)水產(chǎn)省還專門開展了對高檔次食品的品牌實行嚴格管理來實現(xiàn)對鮑魚、螃蟹等的規(guī)范化管理。

（4）EPC的全球化

1999 年在MIT（麻省里工學院）設(shè)置了總部，設(shè)立了非營利的國際研究機構(gòu)Auto ID中心。2003年11月，Auto ID實驗室與EPC國際分離，獨立出來進行活動。該中心策劃制定ID標簽體系，以便在全球范圍內(nèi)都能進行每件物品的識別。Auto ID還以面向全世界的公開平臺的構(gòu)筑和國際標準技術(shù)開發(fā)以及制定國際標準作為其行動宗旨。

Auto ID實驗室設(shè)立之初就有PG、吉利、沃爾瑪?shù)?04家公司參加。而后隨著RFID技術(shù)的推廣，現(xiàn)在已有401家公司（其中有17家日本公司）都在贊助Auto ID實驗室。歐姆龍于2003年4月加入這個行列。依靠這些贊助，Auto ID實驗室在全球設(shè)立了多處研究開發(fā)基地，其中包括美國麻省理工學院、英國劍橋大學、澳大利亞阿德來德大學、日本慶應(yīng)義塾大學、中國復旦大學等。

日本方面，依靠財團的支持，建立了流通開發(fā)中心，以此作為加入EPC全球的窗口。

UPC碼僅僅告訴該物品屬于哪一類，而EPC碼不僅如此，而且還能說出它是哪一件。也就是說，EPC碼可以用于對每一件物品進行管理。

Ubiquitous ID中心設(shè)立在東京大學，以坂村健教授為核心，于2002年12月成立，2003年3月開始進行正式運作。截至2005年3月已經(jīng)有包括NTT、NEC、日立、SONY、富士通等多家日本企業(yè)以理事單位或會員身份參加該中心。

·理事單位　NTT Data等30家公司
·A類會員（技術(shù)/標準制定的開發(fā)）：NEC、日立等65家公司
·B類會員（利用該技術(shù)的產(chǎn)品開發(fā)）：SONY、Secom等188家公司
·會員C（U-ID、e-TRON的利用活動）：富士通、日本Unisys等的162家公司

Ubiquitous 的意思為“泛在”、或“無處不在”。在Ubiquitous ID主張世界上幾乎所有的地方都可以使用RFID。Ubiquitous ID在確保安全的前提下，希望能夠統(tǒng)一和包括Auto ID已得到應(yīng)用的所有范圍。并且為其設(shè)定了特別的整體安全結(jié)構(gòu)——TRON（一種專用的操作系統(tǒng)OS）。Ubiquitous ID采用128個存儲單元作為編碼空間。在各種網(wǎng)絡(luò)中都可以提取和查詢。

1.2 歐美各國UHF頻帶的利用狀況

在歐美的流通業(yè)中，利用UHF頻帶的RFID的標準化及產(chǎn)品化得到很大發(fā)展，UHF頻帶的利用得到廣泛注目。

（1）流通領(lǐng)域決定導入RFID

美國等國家已經(jīng)決定在流通領(lǐng)域?qū)隝D標簽，這已經(jīng)成為時代的趨勢。

（2）大型零售業(yè)以及美國國防部（DOD）的RFID發(fā)展計劃

EPC 全球是以從沃爾瑪開始的零售業(yè)大公司、到JJ、PG等大型供貨商等為核心的流通業(yè)內(nèi)推進RFID的導入為目標的同行業(yè)團體。該團體與條形碼管理團體——EAN與UCC進行共同的運動，把EPC（電子物品編碼）主要用于物流，并極力推進EPC電子標簽的標準化和普及活動。

（3）各國和地區(qū)使用的UHF帶的頻率范圍

在ISO18000-6C中規(guī)定UHF頻帶的使用頻率為860MHz～960MHz，而實際上各個國家和地區(qū)使用的頻段卻有很大的不同。下面是一些國家UHF帶德頻率范圍。

國家和地區(qū)　　　　 UHF頻帶
中國　　　　918MHz～925MHz（center921MHz）
韓國　　　　908.5MHz～914MHz
新加坡 923MHz～925MHz
中國香港　　919.5MHz～920MHz
中國臺灣　　922MHz～928MHz
歐洲　　　　865.6MHz～867.6MHz
美國　　　　902MHz～928MHz（center915MHz）
日本　　　　952MHz～955MHz
　　　　　　（952MHz～954MHz:大功率輸出型）
　　　　　?。?52MHz～955MHz:小功率輸出型）

2. 應(yīng)用的實際案例

2.1 至今為止的RFID事業(yè)領(lǐng)域

工業(yè)自動化中的導入事例

(1) 加工中心的刀具管理
(2) 汽車組裝生產(chǎn)線
(3) 電視組裝生產(chǎn)線
(4) 家電產(chǎn)品的組裝/檢查流水線

2.2 125kHz　導入事例

(1)企業(yè)食堂的自動結(jié)算系統(tǒng)

在食堂接入自動結(jié)算系統(tǒng)是為了消除因混亂時的結(jié)算業(yè)務(wù)的輸入錯誤，食堂自動結(jié)算系統(tǒng)與工資結(jié)算系統(tǒng)結(jié)合，可以改善混亂時的結(jié)算業(yè)務(wù)與提高速度，還可以用職員卡進行工資結(jié)算。自動計算系統(tǒng)還支持用自動讀取來節(jié)省人力費。利用自動結(jié)算系統(tǒng)來為餐飲業(yè)服務(wù)可以更好地了解銷路好的產(chǎn)品，同時向就餐者提供卡路里（熱量）等健康管理數(shù)據(jù)。

(2) 回轉(zhuǎn)壽司計算系統(tǒng)

為贏得對顧客的爭奪，實現(xiàn)回轉(zhuǎn)壽司的結(jié)算業(yè)務(wù)的自動化從而為顧客提供安心、安全的服務(wù)，特開發(fā)了回轉(zhuǎn)壽司計算系統(tǒng)。利用這套系統(tǒng)可以瞬間計算每個價格帶的小碟子的枚數(shù)、合計金額，利用簡單的操作，能正確的開據(jù)各種單據(jù)，并且能能進行回轉(zhuǎn)壽司的新鮮度管理。在結(jié)算時只需用專用的手持讀寫器對處于重疊狀態(tài)的背面貼有標簽的小蝶子進行讀取，即可方便地進行結(jié)算。

(3) 制服的洗滌/出租管理

對制服的洗滌、出租管理主要是為了消除誤配、提高服務(wù)水平和工作效率，對每個單品的洗滌次數(shù)進行正確的品質(zhì)管理。在洗滌出租過程中能正確地把握出租商品的流通、庫存量，防止配送時的誤配，單據(jù)的自動發(fā)行在很大程度上提高了工作效率，對洗滌次數(shù)的管理獲得了高度的質(zhì)量管理，正確地把握了流通量、庫存管理提高了經(jīng)營效率。

2.3 13.56MHz　導入事例

(1) 航空手提行李的電子標簽管理

在機場和飛機上應(yīng)用航空手提行李標簽管理可以有效地提高標簽讀取率，減少因讀取錯誤而造成的對手提行李的后方處理；航空手提行李管理系統(tǒng)還可以將人與手提行李一元化，由于顧客與手提行李連在了一起，這樣就提高了手提行李的發(fā)送效率；對手提行李檢查的履歷管理強化了對付炸彈等危險品和恐怖分子進行破壞的方法；另外，航空手提行李標簽管理還具有實現(xiàn)對標簽的高讀取率、減少手提行李的誤送率、減少飛機的轉(zhuǎn)機時間、實現(xiàn)對手提行李檢查的履歷管理等功能。

（2）圖書館借閱管理

圖書館藏書主要面臨以下幾個問題，由于圖書館工作量巨大，圖書館工作人員由于對藏書的管理而失去了休息日，利用圖書館藏書管理可以減短藏書管理的作業(yè)時間，休息日等混亂時的接待、貸出時間過長，圖書經(jīng)常被盜。融入了RFID技術(shù)的圖書管理系統(tǒng)可以有效地擴大圖書館服務(wù)時間，減短藏書管理作業(yè)時間，減縮查找下落不明的圖書時間，減短了圖書檢索時間，縮短了借出、歸還手續(xù)所需時間，由于對不同標簽的同時讀入減短了作業(yè)時間，提高了抑制被盜效果。

（3）自行車停車場管理

開始利用RFID自行車停車場管理系統(tǒng)后，由于不需要監(jiān)視人員實現(xiàn)了24小時服務(wù)，還能簡單地防止未登記的自行車的違規(guī)停車。

（4）珠寶業(yè)的商品管理

珠寶業(yè)對暢銷商品的管理和各店鋪的庫存管理需要較多人力和消耗大量的時間。由于商品品種多，盤點時間及勞動力消耗都比較高。店鋪間的商品調(diào)動及價格變更、禁止營業(yè)人員帶出寶石的管理時間也比較長。應(yīng)用RFID技術(shù)通過貨架上的寶石的狀態(tài)在短時間內(nèi)能把握住庫存狀態(tài)，與以前相比僅用1/10的作業(yè)時間。從其他的店鋪中也容易把握該店鋪的信息。運用融入了RFID技術(shù)珠寶業(yè)商品管理系統(tǒng)能減輕銷售人員的銷售額處理、庫存管理、庫存處理等工作和標價中的變更處理的確認工作。

（5）大型活動入退場管理系統(tǒng)

現(xiàn)代會場規(guī)模正朝著大型化、規(guī)?；较虬l(fā)展。10萬以上規(guī)模的參觀人員到達會場時、光憑肉眼來檢查的話，很難清楚地對所有人員進行快速的檢查，入場口經(jīng)常處于混亂狀態(tài)、為此希望有所緩和。有很多持假票的入場人員，并且有的會展要開許多天，入場券的重復使用問題很多，這就為舉辦方帶來很大的經(jīng)濟損失。工作人員、搬運車輛入場檢查又耗費了相當多的時間，并且準確和安全難以保障。使用大型活動入場管理系統(tǒng)可以有效地防止入場混

券的重復使用。同時，使用帶PDA的閱讀器可以使工作人員和搬運車輛可以順暢安全地進入場地。

3. 沃爾瑪?shù)膽?yīng)用

3.1 沃爾瑪導入RFID的日程表

■ 2003年6月聲明要求前100位的貿(mào)易公司安裝ID標簽的方針；

11月該公司參與了成立標準化團體——EPC全球。

■ 2004年4月以7個店為對象，與最有實力的貿(mào)易伙伴（8家公司）率先實行了實用化，在德克薩斯州的7家店鋪及物流中心的HP等8家公司的產(chǎn)品、商品貨架、包裝箱上粘貼ID標簽。

6月聚集供應(yīng)商召開會議，貿(mào)易伙伴的前100家公司和自發(fā)參加的３７家公司參加了供應(yīng)商會議。

■ 2005年1月規(guī)定前100名供應(yīng)商必須粘貼ID標簽。

4月作為國內(nèi)廠家歐姆龍率先給流通業(yè)主、標簽廠家等提供UHF機器。
6月運用擴大到6處物流基地、250家店鋪。
10月擴大到13處物流基地、600家店鋪。

■ 2006年1月前300位的供應(yīng)商安裝ID標簽。
■ 2007年1月擴大到全部的供應(yīng)商及全部的ＤＣ。

3.2 沃爾瑪在UHF頻帶上的試驗狀況

生產(chǎn)商和供應(yīng)商在產(chǎn)品生產(chǎn)和運輸過程中應(yīng)用RFID技術(shù)，在商品包裝上貼上電子標簽并寫入商品的生產(chǎn)、運輸、檢驗等信息。商品進入超市后，超市的讀卡器讀取產(chǎn)品包裝上電子標簽里寫入的信息，從而實現(xiàn)商品準確快捷上架。

3.3 由RFID應(yīng)用帶來的經(jīng)濟效益

基于舟本流通研究所、曼哈頓地區(qū)的沃爾瑪分店在一年中的經(jīng)濟效果的估算，從生產(chǎn)基地、物流中心出庫，花費時間作物品的跟蹤調(diào)查要花費3億美元。從倉庫的入庫到出庫，用條形碼進行出入庫管理檢查要花費大量的人力資源，在這個過程中收貨、出貨成本大概是67億美元。在商品的輸送途中，商品可能會被貪污、暗地銷售、丟失，由這些原因造成的損失大概有5億美元。商品進入超市后，由于理論庫存和實際數(shù)量不一致造成了再訂貨的麻煩，這又增加了6億美元的成本開支。由于庫存過剩和零庫存而造成的產(chǎn)品積壓和喪失銷售機會帶來的損失高達2億美金。以上各種損失高達83億美金。

同時，沃爾瑪自身在經(jīng)濟效果指標中提出了流通業(yè)的銷售額的平均4%是由于無庫存而引起的機會損失的研究報告。沃爾瑪由此造成的的銷售額減少是1.2兆日元。

3.4　對供應(yīng)商的有利之點

過去，給沃爾瑪供貨的供應(yīng)商在托盤或包裝箱上粘貼一般紙質(zhì)標簽時，用現(xiàn)貼現(xiàn)發(fā)（slap ship）方式每件貨品的發(fā)貨手工費是１美元，僅僅花費如此巨額手工費這一點就令我們明確地看出改進標簽可以贏得多大的商業(yè)價值。為此沃爾瑪作了以下2個嘗試：其一為采用RFID設(shè)備以提高設(shè)備使用性能的嘗試，從而改變使用條形碼時的繁雜工作，以提高效率為目標進行準確性試驗；其二是改變信息的嘗試，不僅僅是利用電子標簽收集數(shù)據(jù)、還要將得到的信息進行管理、分析、靈活使用從而能發(fā)揮其商業(yè)優(yōu)勢。這樣通過對商業(yè)流程的重新構(gòu)筑時通常不能觀看的經(jīng)常性業(yè)務(wù)可視化以便找到其中沒有起作用的部分，進而了解業(yè)務(wù)死角，例如商品的無功擱置、作業(yè)低效、貨物被盜等。同零售商合作，進行需求預測并提高庫存的精度，以便加快貨物周轉(zhuǎn)速度。消除現(xiàn)場的缺貨現(xiàn)象、防止生產(chǎn)過剩、提高庫存的運轉(zhuǎn)率。

除了沃爾瑪?shù)那?00家供應(yīng)商之外、另有37家供應(yīng)商積極采用RFID,投入到角逐之中。他們具有在競爭中被淘汰出局的危機感，他們希望在使用電子標簽后能夠增加公司的銷售額，希望維持并擴大在沃爾瑪采購中所占有的份額。

4. 歐姆龍在RFID應(yīng)用中的努力

4.1 RFID事業(yè)的歷史

從1988 年發(fā)售面向制造業(yè)的電磁結(jié)合方式的RFID系統(tǒng)（頻率數(shù)　530kHz）開始，歐姆龍一直致力于RFID技術(shù)的研發(fā)和應(yīng)用。1989年發(fā)售頻率 2.45GHz微波方式的RFID系統(tǒng)。1991年實現(xiàn)了同行業(yè)界最高速的通信方式的光ID系統(tǒng)。1998年歐姆龍推出面向非制造業(yè)的頻率125kHz的 RFID系統(tǒng)。2000年發(fā)售ISO15693的頻率13.56MHz的RFID系統(tǒng)。2003年發(fā)售用于圖書的自動借出、歸還以及藏書管理的圖書館 RFID系統(tǒng)。2004年開亂狀況，并且可以查出假票。采用附有自身破壞功能的ID，入場一次后，ID被自動關(guān)閉防止了入場

始提供面向珠寶、眼鏡、貴金屬品業(yè)界的嵌入式電子標簽，并參加了日本國土交通省的驗證試驗推進團體ASTREC的空手旅行。2005年歐姆龍的國外市場繼續(xù)擴大，為美國流通業(yè)界提供頻率902ＭＨｚ～928ＭＨｚ的UHF頻帶RFID產(chǎn)品。

4.2 全球網(wǎng)絡(luò)　

4.3 在現(xiàn)階段對將來市場的預測

2004年歐姆龍完成了對歐美流通業(yè)的實驗，05年真正的全面鋪開UHF。另外正籌化在06年～07年間急速擴大事業(yè)規(guī)模。歐姆龍還設(shè)想在日本國內(nèi)進行各種各樣的驗證試驗、并于08年～10年期間得到預期的效果。

從歐姆龍以北美、歐洲為中心進UHF市場開拓到在北美、歐洲建立生產(chǎn)基地，業(yè)務(wù)主要面向零售商品、藥品、防衛(wèi)、海運等行業(yè)。今后的趨勢是市場需求繼續(xù)增大，業(yè)界的競爭淘汰整頓將會加速，應(yīng)用領(lǐng)域開始從傳統(tǒng)領(lǐng)域轉(zhuǎn)向物流、航空、機場、汽車零部件、印刷品等領(lǐng)域。

4.4　流通領(lǐng)域中ID標簽的使用方法

在制造、物流領(lǐng)域，要根據(jù)情況選擇符合其需求的ID標簽來使用。輸送過程中應(yīng)用的ID標簽主要用于物流中心或者大型的店鋪，因為工作量大，讀取距離比較長。比較適合使用長距離、大容量的標簽。而廠家或者批發(fā)市場同物流中心就比較適合使用中等距離、容量較小的標簽。

4.5 歐姆龍對流通領(lǐng)域中RFID事業(yè)的努力

歐姆龍對流通業(yè)的供應(yīng)鏈市場特別重視。從北美、歐洲的項目到其他地域如日本、中國和亞洲其他國家的項目中，分階段地加以實施，在同一市場上增加對其他領(lǐng)域如機場、送貨上門、服裝等的應(yīng)用。物流市場是由供應(yīng)商領(lǐng)域的制造業(yè)市場和非制造商領(lǐng)域的流通市場共同參與構(gòu)成的。它包括制造業(yè)的物流部門、3PL、進口公司等。

4.6 RFID運作的商業(yè)模式

歐姆龍在制定好自己的RFID解決方案并加以實施的同時，也積極與很多商業(yè)合作伙伴共同進行事業(yè)的展開。不管是芯片、標簽還是零售商的各種中間件，歐姆龍在標簽嵌入和讀寫器開發(fā)方面都有自己的產(chǎn)品和技術(shù)應(yīng)用。

4.7 RFID商品群

歐姆龍的RFID系統(tǒng)以電磁耦合方式和UHF微波方式為主。電磁耦合方式主要包括125KHz的V700系列和13.56MHz的V720系列。UHF微波方式主要是915MHz的V740系列，V740系列面對的主要是北美市場?，F(xiàn)在面向中國的是V750系列產(chǎn)品。
使用硬幣式標簽時，V700系列通信距離可以達到250mm，該系統(tǒng)可以同時以FIFO、多方式連接、選擇性連接機能搭載，具有出色的耐環(huán)境性、耐熱性（可承受180℃高溫），屬于耐久標簽。V700系列還搭載了同行業(yè)中最早的雜音控制機能，使得整體性能得到進一步提升。

V720系列是依照世界標準ISO/IEC15693進行開發(fā)的有靈活性的標簽?？ㄊ綐撕炤敵龉β蕿?W時，V720系列通信距離實現(xiàn)450mm。它同樣支持FIFO、多方式連接、選擇性連接機能裝載。