EPC標準以及RFID的應用

摘 要：

RFID泛社會(huì )化應用的浪潮席卷日本，日本的各個(gè)有關(guān)政府省廳對RFID的應用都做出了明確的規劃和目標并指導企業(yè)進(jìn)行了大量實(shí)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(kāi)發(fā)RFID技術(shù)產(chǎn)品和怎樣廣泛開(kāi)展應用的。

關(guān)鍵詞：

RFID、EPC、泛社會(huì )化應用、電子標簽、實(shí)驗、應用


1 RFID的形勢

1.1　日本RFID的現狀

(1) 日本總務(wù)省的動(dòng)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(jìn)行推廣。電波政策主要包括以下幾個(gè)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(kāi)放UHF的制度。
　　·2005年8月緩和UHF帶電子標簽系統的限制（954MHｚ～955MH）

另外，總務(wù)省還將在2007年啟動(dòng)U-JAPAN構想，目標是實(shí)現Ubiquitous社會(huì )。U-JAPAN構想是在日常生活中的各個(gè)領(lǐng)域里全面提供新式服務(wù)為基礎來(lái)推動(dòng)RFID的應用。

（2）日本經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)省的動(dòng)態(tài)

2003年1月以日本經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)省為中心進(jìn)行省、廳用戶(hù)管理聯(lián)合（包括日本經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)省、日本國土交通省、日本農林水產(chǎn)省、日本厚生勞動(dòng)?。?，設置商品跟蹤研究會(huì )。

日本經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)省的另外一個(gè)舉措是對廣泛采用RFID技術(shù)的未來(lái)商店進(jìn)行推動(dòng)。參照過(guò)去的實(shí)驗性驗證、擴充試驗開(kāi)發(fā)平臺，以開(kāi)拓、推進(jìn)店鋪銷(xiāo)售中對IT的利用為目的，于2005年8月實(shí)現了未來(lái)型商店（future store）的規劃。

（3）日本農業(yè)水產(chǎn)省的動(dòng)態(tài)

在致命性病毒O-157、瘋牛病等問(wèn)題困擾日本社會(huì )的情況下，日本農業(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(jìn)行了各種各樣的驗證試驗。

日本農業(yè)水產(chǎn)省制定出了相當多的法律法規對RFID技術(shù)應用進(jìn)行管理，使RFID技術(shù)的應用規范化。如自2003年12月1日起規定在牛肉的流通中將牛的個(gè)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)信息公布的日本農林規格。

2004 年日本農業(yè)水產(chǎn)省進(jìn)行了試驗性驗證，利用RFID技術(shù)，進(jìn)行了綜合型食品跟蹤系統開(kāi)發(fā)和驗證。為了使從農場(chǎng)到飯桌的農產(chǎn)品的危害程度降至最低，日本農業(yè)水產(chǎn)省制定了合理規范，并推進(jìn)嚴格的數據管理制度。通過(guò)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進(jìn)行了食品跟蹤系統的驗證試驗。為了更好地對食品進(jìn)行管理，日本農業(yè)水產(chǎn)省還專(zhuān)門(mén)開(kāi)展了對高檔次食品的品牌實(shí)行嚴格管理來(lái)實(shí)現對鮑魚(yú)、螃蟹等的規范化管理。

（4）EPC的全球化

1999 年在MIT（麻省里工學(xué)院）設置了總部，設立了非營(yíng)利的國際研究機構Auto ID中心。2003年11月，Auto ID實(shí)驗室與EPC國際分離，獨立出來(lái)進(jìn)行活動(dòng)。該中心策劃制定ID標簽體系，以便在全球范圍內都能進(jìn)行每件物品的識別。Auto ID還以面向全世界的公開(kāi)平臺的構筑和國際標準技術(shù)開(kāi)發(fā)以及制定國際標準作為其行動(dòng)宗旨。

Auto ID實(shí)驗室設立之初就有PG、吉利、沃爾瑪等104家公司參加。而后隨著(zhù)RFID技術(shù)的推廣，現在已有401家公司（其中有17家日本公司）都在贊助Auto ID實(shí)驗室。歐姆龍于2003年4月加入這個(gè)行列。依靠這些贊助，Auto ID實(shí)驗室在全球設立了多處研究開(kāi)發(fā)基地，其中包括美國麻省理工學(xué)院、英國劍橋大學(xué)、澳大利亞阿德來(lái)德大學(xué)、日本慶應義塾大學(xué)、中國復旦大學(xué)等。

日本方面，依靠財團的支持，建立了流通開(kāi)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(lèi)，而EPC碼不僅如此，而且還能說(shuō)出它是哪一件。也就是說(shuō)，EPC碼可以用于對每一件物品進(jìn)行管理。

Ubiquitous ID中心設立在東京大學(xué)，以坂村健教授為核心，于2002年12月成立，2003年3月開(kāi)始進(jìn)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(huì )員身份參加該中心。

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

Ubiquitous 的意思為“泛在”、或“無(wú)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，希望能夠統一和包括Auto ID已得到應用的所有范圍。并且為其設定了特別的整體安全結構——TRON（一種專(zhuān)用的操作系統OS）。Ubiquitous ID采用128個(gè)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(xún)。

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)域導入ID標簽，這已經(jīng)成為時(shí)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(kāi)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)內推進(jìn)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(jìn)行共同的運動(dòng)，把EPC（電子物品編碼）主要用于物流，并極力推進(jìn)EPC電子標簽的標準化和普及活動(dòng)。

（3）各國和地區使用的UHF帶的頻率范圍

在ISO18000-6C中規定UHF頻帶的使用頻率為860MHz～960MHz，而實(shí)際上各個(gè)國家和地區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　　　　 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
　　　　　?。?52MHz～954MHz:大功率輸出型）
　　　　　?。?52MHz～955MHz:小功率輸出型）

2. 應用的實(shí)際案例

2.1 至今為止的RFID事業(yè)領(lǐng)域

工業(yè)自動(dòng)化中的導入事例

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

2.2 125kHz　導入事例

(1)企業(yè)食堂的自動(dòng)結算系統

在食堂接入自動(dòng)結算系統是為了消除因混亂時(shí)的結算業(yè)務(wù)的輸入錯誤，食堂自動(dòng)結算系統與工資結算系統結合，可以改善混亂時(shí)的結算業(yè)務(wù)與提高速度，還可以用職員卡進(jìn)行工資結算。自動(dòng)計算系統還支持用自動(dòng)讀取來(lái)節省人力費。利用自動(dòng)結算系統來(lái)為餐飲業(yè)服務(wù)可以更好地了解銷(xiāo)路好的產(chǎn)品，同時(shí)向就餐者提供卡路里（熱量）等健康管理數據。

(2) 回轉壽司計算系統

為贏(yíng)得對顧客的爭奪，實(shí)現回轉壽司的結算業(yè)務(wù)的自動(dòng)化從而為顧客提供安心、安全的服務(wù)，特開(kāi)發(fā)了回轉壽司計算系統。利用這套系統可以瞬間計算每個(gè)價(jià)格帶的小碟子的枚數、合計金額，利用簡(jiǎn)單的操作，能正確的開(kāi)據各種單據，并且能能進(jìn)行回轉壽司的新鮮度管理。在結算時(shí)只需用專(zhuān)用的手持讀寫(xiě)器對處于重疊狀態(tài)的背面貼有標簽的小蝶子進(jìn)行讀取，即可方便地進(jìn)行結算。

(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(gè)單品的洗滌次數進(jìn)行正確的品質(zhì)管理。在洗滌出租過(guò)程中能正確地把握出租商品的流通、庫存量，防止配送時(shí)的誤配，單據的自動(dòng)發(fā)行在很大程度上提高了工作效率，對洗滌次數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(yíng)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(chǎng)和飛機上應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(jìn)行破壞的方法；另外，航空手提行李標簽管理還具有實(shí)現對標簽的高讀取率、減少手提行李的誤送率、減少飛機的轉機時(shí)間、實(shí)現對手提行李檢查的履歷管理等功能。

（2）圖書(shū)館借閱管理

圖書(shū)館藏書(shū)主要面臨以下幾個(gè)問(wèn)題，由于圖書(shū)館工作量巨大，圖書(shū)館工作人員由于對藏書(shū)的管理而失去了休息日，利用圖書(shū)館藏書(shū)管理可以減短藏書(shū)管理的作業(yè)時(shí)間，休息日等混亂時(shí)的接待、貸出時(shí)間過(guò)長(cháng)，圖書(shū)經(jīng)常被盜。融入了RFID技術(shù)的圖書(shū)管理系統可以有效地擴大圖書(shū)館服務(wù)時(shí)間，減短藏書(shū)管理作業(yè)時(shí)間，減縮查找下落不明的圖書(shū)時(shí)間，減短了圖書(shū)檢索時(shí)間，縮短了借出、歸還手續所需時(shí)間，由于對不同標簽的同時(shí)讀入減短了作業(yè)時(shí)間，提高了抑制被盜效果。

（3）自行車(chē)停車(chē)場(chǎng)管理

開(kāi)始利用RFID自行車(chē)停車(chē)場(chǎng)管理系統后，由于不需要監視人員實(shí)現了24小時(shí)服務(wù)，還能簡(jiǎn)單地防止未登記的自行車(chē)的違規停車(chē)。

（4）珠寶業(yè)的商品管理

珠寶業(yè)對暢銷(xiāo)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(shí)間。由于商品品種多，盤(pán)點(diǎn)時(shí)間及勞動(dòng)力消耗都比較高。店鋪間的商品調動(dòng)及價(jià)格變更、禁止營(yíng)業(yè)人員帶出寶石的管理時(shí)間也比較長(cháng)。應用RFID技術(shù)通過(guò)貨架上的寶石的狀態(tài)在短時(shí)間內能把握住庫存狀態(tài)，與以前相比僅用1/10的作業(yè)時(shí)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)商品管理系統能減輕銷(xiāo)售人員的銷(xiāo)售額處理、庫存管理、庫存處理等工作和標價(jià)中的變更處理的確認工作。

（5）大型活動(dòng)入退場(chǎng)管理系統

現代會(huì )場(chǎng)規模正朝著(zhù)大型化、規?；较虬l(fā)展。10萬(wàn)以上規模的參觀(guān)人員到達會(huì )場(chǎng)時(shí)、光憑肉眼來(lái)檢查的話(huà)，很難清楚地對所有人員進(jìn)行快速的檢查，入場(chǎng)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(chǎng)人員，并且有的會(huì )展要開(kāi)許多天，入場(chǎng)券的重復使用問(wèn)題很多，這就為舉辦方帶來(lái)很大的經(jīng)濟損失。工作人員、搬運車(chē)輛入場(chǎng)檢查又耗費了相當多的時(shí)間，并且準確和安全難以保障。使用大型活動(dòng)入場(chǎng)管理系統可以有效地防止入場(chǎng)混

券的重復使用。同時(shí)，使用帶PDA的閱讀器可以使工作人員和搬運車(chē)輛可以順暢安全地進(jìn)入場(chǎng)地。

3. 沃爾瑪的應用

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(gè)店為對象，與最有實(shí)力的貿易伙伴（8家公司）率先實(shí)行了實(shí)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月聚集供應商召開(kāi)會(huì )議，貿易伙伴的前100家公司和自發(fā)參加的３７家公司參加了供應商會(huì )議。

■ 2005年1月規定前100名供應商必須粘貼ID標簽。

4月作為國內廠(chǎng)家歐姆龍率先給流通業(yè)主、標簽廠(chǎng)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位的供應商安裝ID標簽。
■ 2007年1月擴大到全部的供應商及全部的ＤＣ。

3.2 沃爾瑪在UHF頻帶上的試驗狀況

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

3.3 由RFID應用帶來(lái)的經(jīng)濟效益

基于舟本流通研究所、曼哈頓地區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(shí)間作物品的跟蹤調查要花費3億美元。從倉庫的入庫到出庫，用條形碼進(jìn)行出入庫管理檢查要花費大量的人力資源，在這個(gè)過(guò)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(huì )被貪污、暗地銷(xiāo)售、丟失，由這些原因造成的損失大概有5億美元。商品進(jìn)入超市后，由于理論庫存和實(shí)際數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(kāi)支。由于庫存過(guò)剩和零庫存而造成的產(chǎn)品積壓和喪失銷(xiāo)售機會(huì )帶來(lái)的損失高達2億美金。以上各種損失高達83億美金。

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

3.4　對供應商的有利之點(diǎn)

過(guò)去，給沃爾瑪供貨的供應商在托盤(pán)或包裝箱上粘貼一般紙質(zhì)標簽時(shí)，用現貼現發(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(diǎn)就令我們明確地看出改進(jìn)標簽可以贏(yíng)得多大的商業(yè)價(jià)值。為此沃爾瑪作了以下2個(gè)嘗試：其一為采用RFID設備以提高設備使用性能的嘗試，從而改變使用條形碼時(shí)的繁雜工作，以提高效率為目標進(jìn)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據、還要將得到的信息進(jìn)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(guò)對商業(yè)流程的重新構筑時(shí)通常不能觀(guān)看的經(jīng)常性業(yè)務(wù)可視化以便找到其中沒(méi)有起作用的部分，進(jìn)而了解業(yè)務(wù)死角，例如商品的無(wú)功擱置、作業(yè)低效、貨物被盜等。同零售商合作，進(jìn)行需求預測并提高庫存的精度，以便加快貨物周轉速度。消除現場(chǎng)的缺貨現象、防止生產(chǎn)過(guò)剩、提高庫存的運轉率。

除了沃爾瑪的前100家供應商之外、另有37家供應商積極采用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(xiāo)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)的電磁結合方式的RFID系統（頻率數　530kHz）開(kāi)始，歐姆龍一直致力于RFID技術(shù)的研發(fā)和應用。1989年發(fā)售頻率 2.45GHz微波方式的RFID系統。1991年實(shí)現了同行業(yè)界最高速的通信方式的光ID系統。1998年歐姆龍推出面向非制造業(yè)的頻率125kHz的 RFID系統。2000年發(fā)售ISO15693的頻率13.56MHz的RFID系統。2003年發(fā)售用于圖書(shū)的自動(dòng)借出、歸還以及藏書(shū)管理的圖書(shū)館 RFID系統。2004年開(kāi)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(chǎng)一次后，ID被自動(dòng)關(guān)閉防止了入場(chǎng)

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(jìn)團體ASTREC的空手旅行。2005年歐姆龍的國外市場(chǎng)繼續擴大，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 在現階段對將來(lái)市場(chǎng)的預測

2004年歐姆龍完成了對歐美流通業(yè)的實(shí)驗，05年真正的全面鋪開(kāi)UHF。另外正籌化在06年～07年間急速擴大事業(yè)規模。歐姆龍還設想在日本國內進(jìn)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(jìn)UHF市場(chǎng)開(kāi)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、海運等行業(yè)。今后的趨勢是市場(chǎng)需求繼續增大，業(yè)界的競爭淘汰整頓將會(huì )加速，應用領(lǐng)域開(kāi)始從傳統領(lǐng)域轉向物流、航空、機場(chǎng)、汽車(chē)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，要根據情況選擇符合其需求的ID標簽來(lái)使用。輸送過(guò)程中應用的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(cháng)。比較適合使用長(cháng)距離、大容量的標簽。而廠(chǎng)家或者批發(fā)市場(chǎng)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)的供應鏈市場(chǎng)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(shí)施，在同一市場(chǎng)上增加對其他領(lǐng)域如機場(chǎng)、送貨上門(mén)、服裝等的應用。物流市場(chǎng)是由供應商領(lǐng)域的制造業(yè)市場(chǎng)和非制造商領(lǐng)域的流通市場(chǎng)共同參與構成的。它包括制造業(yè)的物流部門(mén)、3PL、進(jìn)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(shí)施的同時(shí)，也積極與很多商業(yè)合作伙伴共同進(jìn)行事業(yè)的展開(kāi)。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(xiě)器開(kāi)發(fā)方面都有自己的產(chǎn)品和技術(shù)應用。

4.7 RFID商品群

歐姆龍的RFID系統以電磁耦合方式和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(chǎng)?，F在面向中國的是V750系列產(chǎn)品。
使用硬幣式標簽時(shí)，V700系列通信距離可以達到250mm，該系統可以同時(shí)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(jìn)一步提升。

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