ZAVEDENÍ RFID V PODNIKU

Transkript

1 Masarykova univerzita Ekonomicko-správní fakulta Studijní obor: Ekonomické informační systémy ZAVEDENÍ RFID V PODNIKU RFID implementation in a company Bakalářská práce Vedoucí bakalářské práce: Ing. Michal Kozub Autor: Jiří DOBIŠAR Brno, 2011

2

3 Jméno a příjmení autora: Jiří Dobišar Název diplomové práce: Zavedení RFID v podniku Název práce v angličtině: RFID implementation in a company Katedra: podnikové hospodářství Vedoucí diplomové práce: Ing. Michal Kozub Rok obhajoby: 2011 Anotace Předmětem bakalářské práce Zavedení RFID v podniku je seznámit čtenáře s touto technologií a následně provést vybraný podnik možnostmi zavedení technologie RFID včetně kalkulací nákladů a možných úspor. První část je tedy zaměřena na technické specifikace, související hardware a software, možnosti využití, historii a také popis postupu při zavádění RFID v podniku. V druhé části jsou popsány jednotlivé kroky již zmíněného postupu při zavádění v praxi, ve vybraném podniku. Annotation The subject of the thesis RFID implementation in a company is to introduce this technology and then familiarize chosen company with the possibilities of implementing, including the calculation of costs and potential savings. The first part is focused on technical specifications, related hardware and software, usage, history and a description of the implementation of RFID in the company. The second part describes the steps of the implementing procedure in practice, in the selected company. Klíčová slova EPC global, postup implementace, procesní analýza, RFID tag, RFID technologie Keywords EPC global, process of implementation, process analysis, RFID tag, RFID technology

4 Prohlášení Prohlašuji, že jsem bakalářskou práci Zavedení RFID v podniku vypracoval samostatně pod vedením Ing. Michala Kozuba a uvedl v ní všechny použité literární a jiné odborné zdroje v souladu s právními předpisy, vnitřními předpisy Masarykovy univerzity a vnitřními akty řízení Masarykovy univerzity a Ekonomicko-správní fakulty MU. V Brně dne 18.května 2011 Autor, Jiří Dobišar

5 Poděkování Děkuji mému vedoucímu práce Ing. Michalovi Kozubovi za cenné rady a za čas, který mi v rámci tvorby mé bakalářské práce věnoval. Dále bych chtěl poděkovat Ing. Jaroslavu Matochovi za velmi vstřícný přístup, poskytnutí informací a umožnění přístupu do podniku Vinné sklepy Valtice a.s..

6 OBSAH OBSAH...6 ÚVOD...8 I. TEORETICKÁ ČÁST Čárové kódy Historie čárových kódů Specifikace čárových kódů Rozdělení čárových kódů Snímače čárových kódů Technologie RFID Historie RFID Specifikace RFID Rozdělení RFID tagů Srovnání RFID a čárového kódu Využití technologie RFID Problémy spojené s RFID Postup implementace Zavedení po krocích Případ užití Výběr tagu Optimalizace umístění tagu Konfigurace čtecího zařízení Zodpovědnost za RF znečištění Opatrnost s alternativami Výběr antény Volba čtecích zón Pilotní projekt, školení Náklady na implementaci, přínosy Procesy a analýza Výzkum Kvantitativní a kvalitativní metodologie Procesní analýza Process Diagram Technique...34

7 II. PRAKTICKÁ ČÁST Charakteristika společnosti Ekonomické informace o společnosti Procesní analýza ve společnosti Popis prostředí Proces aktuálního značení Proces naskladnění Proces expedice Shrnutí analýzy Vlastní návrh implementace Výběr tagu, potisk, programování a umístění Tagy pro značení kartonů Tagy pro značení palet Tagy pro značení menších balení Čtení tagů, umístění a typ antény čtecího zařízení Shrnutí a kalkulace Náklady Přínosy...60 ZÁVĚR...61 Seznam použitých zdrojů...62

8 ÚVOD Tato práce se zabývá nejen zavedením technologie RFID do podniku, jak napovídá název, ale samozřejmě i seznámením s technologií samotnou. Práce tedy pojednává i o technických specifikacích RFID, možnostech využití, historii, a dalších informací upřesňující naši představu o této technologii. O jakou technologii tedy jde? Technologie RFID (Radio Frequency Identification) je jednou z nejvíce rozvíjejících se technologií dnešní doby, která slouží k označování objektů či sběru dat. Může například nahradit aktuální čárové kódy, i když je mnohdy vhodnější použít kombinaci těchto technologií. RFID je nasazována v různých odvětvích průmyslu. Mezi organizace, které zavádí tuto technologii, patří například společnosti z oblasti výroby, logistiky, dopravy, obrany i zdravotnictví. Jejich cílem je dosáhnout vysoké úrovně automatizace logistických procesů a vysoké míry přesnosti operací a tím zvýšit efektivitu, snížit provozní náklady a minimalizovat množství chyb způsobených lidským faktorem. Bližší informace seznamující s čipovou technologií spolu s teoretickým postupem zavádění RFID v podniku budou tvořit první část práce. [05] Druhou část mé práce tvoří část praktická, kterou jsem prováděl v akciové společnosti Vinné sklepy Valtice, jež mi poskytla spolupráci, důležité informace a přístup do prostor společnosti. Hlavním cílem práce je analýza možností zavedení RFID v podniku, vytvoření postupu implementace a jeho finanční zhodnocení. Tento postup začíná procesní analýzou v podniku. Díky tomuto úvodnímu kroku budu schopen zjistit vhodné typy jednotlivých komponent a tím i zjistit náklady na implementaci. S náklady jsou spojeny i přínosy, kvůli kterým novou technologii vůbec zavádíme. Je pochopitelné, že by přínosy měly převyšovat náklady. I při hledání odpovědi na otázku, zda se zavedení čipové technologie v konkrétním podniku vyplatí, pomáhá zmíněná procesní analýza. Závěrem budou již známé odpovědi na finanční náročnost celého projektu a zejména možné přínosy z implementace. [01][23] Na základě zmíněného cíle jsem stanovil hypotézy. Zavedení RFID technologie ve Vinných sklepích Valtice je uskutečnitelné. Tímto zavedením se společnosti sníží náklady. První realizace zavádění RFID technologií ve světě ukázaly na přínosy této technologie v podobě lepšího přehledu o pohybu zboží díky možnostem jeho sledování. Proto tato práce je přínosem pro všechny, kteří se chtějí seznámit nejen s čipovou technologií samotnou a jejími možnostmi, ale zajímají se i o možnosti či přímo postup implementace, její náklady a možné přínosy, kterých lze dosáhnout. Přínosem tato práce bude také pro akciovou společnost Vinné sklepy Valtice, ve které se odehrává praktická část. 8

9 I. TEORETICKÁ ČÁST 9

10 Často se můžeme doslechnout, že technologie RFID je možným nástupcem čárových kódů. Ve skutečnosti však tento cíl nesleduje. Technologie RFID by měla čárové kódy doplnit o další možnosti, a proto se často využívají v kombinaci. Aby bylo zřejmé, jak čárové kódy fungují a o jaké možnosti je můžeme doplnit, přiblížíme si i tuto technologii. 1. Čárové kódy Čárový kód je doposud nejrozšířenější metoda automatické identifikace, jinak také registrace dat bez použití kláves. Je tvořen tmavými čarami s mezerami a je snímán specializovanými čtečkami, tzv. snímači čárového kódu. Snímače převádí kód již v podobě čísel a znaků do počítače či jiného zařízení, kde probíhá další zpracovávání. Data uložená v čárovém kódu mohou obsahovat téměř cokoli, například číslo výrobce, číslo výrobku, číslo série nebo i jméno určité osoby. [08] Mezi přednosti čárových kódů patří mimo jiné přesnost, rychlost a flexibilita. Přesností vyniká díky snížení počtu chyb při ručním zadávání a dodatečnou kontrolou kódu skrze kontrolní číslici, která ověřuje správnost čtení všech ostatních číslic. Rychlost souvisí také se srovnáním ručního zadávání a snímáním kódů. A flexibilitu zajišťuje možnost tisku kódů na různé materiály, které mohou být odolné vůči mrazu, teplu, obroušení, kyselinám, atd. Nebo mohou být i přizpůsobeny velikostí, například na miniaturní elektronické součástky. [16] 1.1. Historie čárových kódů V roce 1948 vznesl první požadavek na identifikaci produktů ředitel potravinářského řetězce ve Philadelphii. Tímto úkolem se zabývali Bernard Silver a Norman Joseph Woodland. Po pokusech s neviditelným inkoustem uspěli s tiskem čtyř bílých čar na tmavém podkladu. První bílá čára byla základní a ostatní měly vůči ní stálou pozici. Informace byla kódována přítomností nebo absencí jedné či více čar. Kód byl podobný dnešnímu 1D čárovému (lineárnímu) kódu. [12] O rok později vznikl čárový kód. Ve stejném roce si podali tvůrci žádost o patent. Až do roku 1966 však čárový kód nebyl obchodně využíván. Poté jej pro své potřeby začal využívat obchod potravinářského řetězce Kroger v Cincinnati a odstartoval tak jeho masové využívání. [12] 1.2. Specifikace čárových kódů Čárové kódy mívají nejčastěji papírovou podobu. Jsou tisknuty tiskárnami čárových kódů, které jsou řízeny počítačem. V rámci uvedené flexibility však může být čárový kód natisknut na různé materiály, kvůli přizpůsobení se daným podmínkám. Mohou na ně být kladeny 10

11 mimořádné nároky a mohou být vystaveny teplotním extrémům, mechanickému či chemickému poškozování. Většina čárových kódů nese pouze klíč k vyhledání dalších údajů v databázi externího systému, některé mají kapacitu větší a mohou potřebná data obsáhnout v kódu samotném, čímž si vytvoří nezávislost na externím systému. [07] Rozdělení čárových kódů V průběhu vývoje se vyvinulo mnoho typů čárového kódu a dnes jich existuje okolo 200. Aktuálně se jich však masově používá přibližně deset. [12] Některé kódují jen číslice, jiné i písmena a některé čárové kódy mohou kódovat i speciální znaky. Jednotlivé typy se liší použitou metodou kódování při záznamu dat, skladbou záznamu a jeho délkou, hustotou záznamu a způsobem zabezpečení správnosti přečtení dat. [07] Čárový kód EAN se používá v obchodních sítích pro označení zboží. Tento typ se používá v rámci EAN International. Kódovány jsou číslice 0 až 9, přičemž každou číslici reprezentují dvě čáry a dvě mezery. Rozlišujeme EAN8 a EAN13 podle počtu čísel. První 2 3 číslice určuje stát (ČR má 859), dalších několik číslic výrobce a poslední číslice slouží pro kontrolu správnosti kódu. Registraci kódu pro výrobce zajišťuje společnost GS1 Czech Republic, čísla jednotlivým státům přiděluje sdružení GS1 se sídlem v Bruselu. [08] Obr. 1 EAN kód [ Obr. 2 UCC EAN 128 [ ] UCC/EAN 128 jsou průmyslové kódy pro označování obchodních a logistických jednotek. Pomocí kódování Code 128 lze zakódovat 96 ASCII znaků a 11 funkčních znaků. Kód pak může nést mnoho podstatných informací. [16] Code 39 nalézá široké využití až na prodeje v malém. Je přizpůsoben jako norma v automobilovém průmyslu, ve zdravotnické službě, v obraně a dalších odvětvích. Můžeme jím kódovat číslice 0 až 9, znaky abecedy A až Z a 7 speciálních znaků. Každý znak je zde reprezentován pěti čarami a čtyřmi mezerami, což razantně snižuje chybovost čtení. Codabar má naopak úzké využití, a to při označování krevních bank v transfúzních stanicích. Kóduje číslice 0 až 9 a šest znaků. Každý znak je tvořen čtyřmi čarami a třemi mezerami. [08] 2/5 ITF je typ čárového kódu umožňující relativně vysokou hustotu zápisu a je právě díky této vlastnosti využíván pro interní aplikace. Kóduje číslice 0 až 9, každou číslici představuje buď 5 čar nebo 5 mezer. To znamená, že se jednotlivé znaky kódují v párech. 11

12 První číslice je tedy tvořena čarami a druhá mezerami mezi těmito čarami. Musí proto obsahovat vždy sudý počet znaků.[16] Obr. 3 Code 39 [ Obr. 4 2/5 ITF [ PDF 417 (Portable Data File) je již nová generace čárového kódu. Doposud se jednalo o 1D čárové kódy, kdežto nyní již hovoříme o 2D kódu, neboli dvou dimenzionálním. Oplývá velmi vysokou informační kapacitou a schopností detekce a oprav chyb při porušení kódu. Každé kódové slovo se sestává ze 4 čar a 4 mezer o šířce v rozmezí 1 až 6 modulů. Dohromady je však ve slově modulů vždy 17. Velikost kódovaného souboru může být až 1,1 kb, na rozdíl od 1D kódů, a proto tento typ již nemusí obsahovat pouze klíč, ale i potřebná data. Je tak nezávislý na vnějším systému. Navíc jde kombinovat i s kódy systému EAN. [08] DATAMATRIX je maticový 2D kód tvořen černými a světlými buňkami čtvercového nebo obdélníkového tvaru. Dokáže pojmout až 2 kb, zároveň však maximálně 2335 alfanumerických znaků. Úroveň korekce chyb je volitelná. Doporučuje se zejména u elektronických součástek, například u procesorů nebo čipů, a tvoří standart ve vojenských aplikacích a letecké přepravě. [16] Obr. 5 PDF 417 [ Obr. 6 PDF 417 v kombinaci s kódem EAN [ Obr. 7 Datamatrix [ Snímače čárových kódů Jak již je uvedeno výše, čárové kódy vytváří tmavé čáry se světlými mezerami, které snímají specializované čtečky a převádí kód na číslice či písmena. Běžné laserové snímače čárového kódu vyzařují červené světlo. To je pohlcováno tmavými čarami a světlé mezery světlo odráží. Snímač vyhodnotí rozdíly v reflexi a přemění je na elektrické signály dle šířky čar 12

13 a mezer. Elektrické signály jsou následně převedeny na číslice, popř. písmena. Každá číslice či písmeno tedy má svou vlastní definovanou šířku čar a mezer. V dnešní době se navíc začaly využívat i snímače digitální, které čárový kód vyfotí a následně jej dekódují pomocí dekodéru. Hlavní výhodou je podpora mnoha-směrného čtení a čtení 1D i 2D symbolů. [16] Čtení čárových kódů tedy probíhá pomocí snímačů čárových kódů. Ty zajišťují korektní přečtení a předání dat. Snímače dělíme na několik kategorií. Dle principu čtení rozlišujeme čtecí pera, snímače s linear imagerem, 2D imagerem a laserové snímače. Dále mohou být snímače s dekodérem nebo bez něj. Pokud snímač obsahuje dekodér, může být buď s USB rozhraním nebo v provedení emulátoru klávesnice PS2, kdy se dekodér vřadí mezi klávesnici a PC. Zařízení se chová, jakoby byla snímaná data vložena z klávesnice. Tato verze spolu s USB verzí nepotřebují žádné úpravy softwaru. [04] Při volbě snímače čárových kódů je nutné zvážit okolnosti snímání. Pro jaké aplikace budou kódy snímány, jaké kódy budou snímány, v jakém prostředí a jak často. Základním rozdělením je na 1D snímače, ty jsou převážně určeny pro čtení lineárních kódů, například z výše uvedených EAN nebo Code 39, a 2D imagery, které jsou schopny číst 2D kódy, například Datamatrix. [04] Snímače však můžeme dělit dále na: ruční snímače lehké, umožňují rychlou práci, dokáží číst 1D i 2D (PDF 417) kódy bezdrátové snímače zvýšená odolnost vůči pádu, dlouhá výdrž baterie, rádiový dosah až 30 metrů, čtou lineární i 2D kódy pokladní snímače horizontální všesměrové laserové snímání, vhodné pro obchody s potravinami či lékárny vertikální malé, vhodné pro maloobchodní prodejny či lehký průmysl průmyslové snímače mohou být i bezdrátové nebo stacionární, vyšší odolnost vůči vnějšímu okolí (prachu, teplotě, vodě, apod.) [04] 13

14 2. Technologie RFID Zkratka technologie RFID pochází z anglických slov Radio Frequency Identification. Již název napovídá, že se jedná o identifikaci pomocí radiofrekvenčních (RF) vln a to různých objektů či dokonce lidí. Data jsou zapsána v elektronické podobě na čip, nebo-li tag, ze kterého jsou přenášena bezdrátově. Tyto tagy mohou mít různé podoby, od nejpoužívanějších samolepících etiket, přes skleněné kapsle až po přívěsky. Tagy obsahují mikročip a anténu. [10] Tato technologie se řadí do skupiny tzv. automatic identification technologies, kam spadá například také čárový kód, OCR (Optical Character Readers, strojově čitelné písmo) nebo i biometrické technologie. [24] Hlavní novinkou oproti čárovým kódům je možnost identifikace jednotlivých produktů pomocí unikátního klíče. To zajišťuje organizace EPC Global prosazující standart EPC (Electronic Product Code). Systém RFID v sobě ukrývá mnoho pozitiv, na druhou stranu vyvolává řadu otázek, zda je také hrozbou kvůli možnostem zneužití. Záleží také na volbě dané společnosti, jaká data bude tag uchovávat. Zda se bude jednat pouze o základní informace, jejichž únik nijak firmu neohrozí, nebo zda budou tagy obsahovat i informace o výrobě, expedici, atd. Možnosti zneužití této technologie je však značně limitováno dosahem antény a navíc je nevědomé skenování tagů po celém území Evropské Unie nezákonné. [10] Přínosů pro firmu, jež si zavede RFID, může být celá řada. Od časové úspory, vyšší efektivnosti a přesnosti operací až po úsporu finanční. Největší úspěch RFID je díky tomu právě v oblasti řešení individuálních problémů se sledováním hmotného majetku na míru. [10] 2.1. Historie RFID RFID technologie není vyloženě novou technologií, ale jedná se o využití elektromagnetických vln a radiového systému. Vychází tedy z práce Michaela Faradaye, Guglielma Marconiho a Jamese Clerka Maxwella z 19. století. Samotný koncept využití radiových frekvencí k odrazu vln od objektů se datuje do roku 1886, kdy prováděl experimenty Frederick Hertz. Tím se dostáváme k radaru, tak jak jej známe dnes. [28] Ten byl vynalezen roku 1935 skotským fyzikem, Sirem Robertem Alexanderem Watson-Wattem, který jako první sestrojil použitelný přístroj, jež dokázal zaznamenat letadla na několik kilometrů. Problém byl však v tom, že radar nerozeznával letadla nepřítele od vlastních. Němci si tehdy všimli změny odrazu radarového signálu při tzv. rolování navracejících se letadel na základnu. To byl, ve své podstatě, první pasivní RFID systém. [21] Ve Velké Británii pak zmíněný vynálezce radaru se svým týmem vyvinul první aktivní identifikační systém IFF (Identify Friend or Foe). V rámci tohoto systému byl instalován 14

15 vysílač na každé britské letadlo. V momentě, kdy přijal signál z pozemního radaru, začal vysílat signál spojeneckého letadla. Tímto způsobem pracuje i nynější RFID, jak ji známe. Tedy po přijetí signálu transpondérem se signál buď odráží zpět, v tomto případě se jedná o pasivní systém, nebo vysílá signál sám a mluvíme o aktivním systému. [21] V průběhu 50. a 60.let 20.století vývoj pokračoval zejména se zaměřením na využití radiofrekvenční energie k identifikaci objektů na dálku. V 60.letech začaly společnosti využívat k ochraně svého zboží tzv. Electronic article surveillance (EAS). [35] Tento systém se používá i dnes. 1-bitové tagy nabývají hodnot 0 a 1, které ve většině případů představují, zda bylo zboží zaplaceno nebo zda spustí alarm při pokusu z obchodu odejít. [21] V 70.letech pracovalo na RFID technologii mnoho institucí. Mnoho experimentů a významných výzkumů bylo prováděno například v laboratořích v Los Alamos, Severozápadní univerzitě či v institutu výzkumu mikrovln ve Švédsku. První důležitý objev byl prezentován právě v Los Alamos Alfrédem Koellem, Stevenem Deppem a Robertem Freymanem. Jejich práce nesla název rádiová telemetrie s krátkým dosahem pro elektronickou identifikaci užívající modulovaného zpětného rozptylu. [35] V lednu 1973 si ve Spojených státech Mario W. Cardullo patentoval první aktivní přepisovatelný RFID tag. [21] Ještě ten samý rok si kalifornský podnikatel Charles Walton, původně výzkumník v IBM, patentoval pasivní transpondér, jenž odemykal dveře bez klíče pouze pomocí ověřování správného identifikačního čísla uloženého na tagu. Jeho nápad odkoupila firma Schlage, která se zámky zabývá a uvedla do praxe doposud využívané přístupové karty. [28] Na systémech RFID technologie pracovala také americká vláda. V téže dekádě byla požádána Národní laboratoř v Los Alamos, aby vyvinula systém na sledování nukleárního materiálu. Vznikl tak koncept, kdy se snímali vozidla pomocí čteček v bránách. Transpondér odesílal čtečkám různé informace, např. o řidiči nebo převáženém materiálu. V polovině 80. let vědci ze zmíněné laboratoře odešli, aby založili vlastní firmu a vytvořili automatický platební systém. Tím byly položeny základy elektronického mýtného, které se v dnešní době využívá na silnicích, mostech či v tunelech. [21][28] Na žádost ministerstva zemědělství vytvořila laboratoř v Los Alamos také pasivní RFID tagy k monitorování dobytka. Žádost vznikla z problému obtížného sledování podávání léků a hormonů nemocným kravám. Tagy čerpaly energii ze čtečky a odrážely zpět upravený rozptýlený signál. Velmi malé zapouzdřené transpondéry ve skle mohly být vstříknuty pod kůži krávy. Pro tyto malé tagy byl vhodný nízko-frekvenční 125 khz systém. [21] I když se zmíněné nízko-frekvenční tagy zaváděly například i do aut či pro přístupy do budov, postupem času se přecházelo na vyšší radiovou frekvenci, přesně 13,56 MHz. Vyšší frekvence byly totiž nevyužívané, nebyly regulované, nabízely větší dosah a rychlejší přesuny dat. Zejména v Evropě je začaly používat firmy ke sledování kontejnerů a dalšího majetku. V dnešní době je tato frekvence využívána pro přístupové či platební systémy, bezkontaktní čipové karty a také bezpečnostní systémy v autech. [21] 15

16 V 90.letech 20.století byla patentována inženýry z IBM ultra-high frequency (UHF) RFID systém. Systém nabízel rychlejší přenos dat a větší dosah čtení a to až na cca 6 metrů za dobrých podmínek. IBM tento systém nikdy komerčně nerozšířila a v době finanční krize patent prodala společnosti Intermec, která se zabývá poskytováním systémů s čárovými kódy. Ta RFID systém sice instalovala do několika různých odvětví, od skladů po zemědělství, ale technologie byla kvůli nízkému objemu prodeje a malému množství otevřených mezinárodních standardů stále příliš drahá. [21] V roce 1999 se firmy Uniform Code Council (UCC; nezisková organizace dohlížející na užívání univerzálních kódů u výrobků a na standarty čárových kódů v Severní Americe), EAN International (podobná organizace jako UCC pro Evropu), Procter & Gamble (Evropský výrobce pracích a čistících prostředků) a Gillette zasloužily o založení Auto-ID centra v Massachusettském institutu technologií. [21] Zde dva profesoři David Brock a Sanjay Sarma prováděli výzkum zaměřený na robotiku. Zajímali se možností, jak může robot opticky rozpoznávat a identifikovat okolní objekty. Položili však důležitou otázku. Co když se budou objekty, pomocí tagu, identifikovat sami robotovi? Jejich myšlenkou bylo zachytit na tag pouze sériové číslo, aby udrželi nízkou cenu, a další informace o daném produktu by byly dostupné na internetu v databázi pod daným sériovým číslem. Robot by si tak pouze na základě identifikačního klíče zjistil veškeré informace z externí databáze. [28] Tím Sarma s Brock změnili způsob, jak lidé smýšleli o RFID a dodavatelském řetězci. Dříve tagy byly mobilními databázemi, které nesly více informací o výrobku či sledovaném kontejneru všude, kudy putovaly. Jejich změna byla významná například pro obchodníky, díky možnosti sledování zboží na cestě. [21] V letech 1999 až 2003 pak Auto-ID centrum získalo podporu více než sta velkých koncových uživatelů a také amerického Ministerstva obrany a několika důležitých dodavatelů. Díky tomu se otevřely výzkumné laboratoře v Austrálii, Velké Británii, Švýcarsku, Japonsku a Číně. Byly vyvinuty dva protokoly (Class 1 a Class 0), schéma elektronického číslování výrobků (EPC Electronic Produkt Code) a architekturu internetové sítě pro vyhledávání dat souvisejících s konkrétním tagem. V roce 2003 držela licenci na technologii společnost Uniform Code Council. Ta, společně s EAN International, založila za komerčním účelem EPCglobal. Auto-ID centrum bylo zrušeno v říjnu 2003 a výzkumné závazky byly přesunuty na Auto-ID laboratoře, neziskové laboratoře s centrálou v Massachusettském technologickém institutu. [21][35] Někteří z největších obchodníků na světě, jako jsou Albertsons, Metro, Target, Tesco, Wal-Mart a také americké Ministerstvo obrany již plánovaly použít EPC technologii pro sledování svého zboží v dodavatelském řetězci a do dalších odvětví se technologie postupně dostávala také. [21] 16

17 2.2. Specifikace RFID Celý systém RFID se skládá ze tří hlavních komponent. Tagů, čtecích zařízení a tzv. middlewaru. Samotné tagy se pak skládají ze tří částí. Antény, přijímače/vysílače s dekodérem a nosiče informace, tzv. transpodéru. Označení transpondér vznikl spojením dvou slov, transmitter a responder, tedy vysílač a odpovídač. Tvoří jej integrovaný obvod. V nízkofrekvenčním systému může obsahovat kondenzátor a cívku, v HF (vysoké frekvenci o 13,56 MHz) cívka součástí být musí a anténu potřebuje v UHF (velmi vysoká frekvence v rozmezí MHz). Samotnému rozdělení dle frekvenčního pásma se však budeme věnovat níže, v kapitole Rozdělení RFID tagů. [09][33] Zmíněné čtecí zařízení, druhá komponenta potřebná k fungování tohoto systému, může mít různé podoby. Buď stacionární nebo mobilní, celé brány či jen ruční. Stacionární čtečky jsou pevně vestavěné v určitém strategickém místě, například ve vstupu do skladu. Disponují externí anténou. Anténa i čtečka jsou tedy zvlášť a jsou využívány zejména ve čtecích bránách, popřípadě na vysokozdvižných vozících. V případě nutnosti lze připojit více antén a zlepšit pokrytí prostoru ke čtení, resp. zápisu. Na druhé straně mobilní čtečky mají anténu i čtečku dohromady v jednom obalu. Velikostí jsou přizpůsobené pro držení v ruce. K osobnímu počítači, kde se data dále zpracovávají, je lze propojit buď USB kabelem nebo pomocí bezdrátové technologie bluetooth. Tyto mobilní čtečky mohou být schopné i hybridního použití a snímat tak nejen RFID tagy, ale i čárové kódy. [14] Tato čtecí zařízení vytváří radiofrekvenční signál, který umožňuje komunikaci s transpondérem. Čtecí zařízení v rámci komunikace může z tagů číst nebo na ně zapisovat data. Zároveň provádí kontrolu pravosti tagu za účelem odhalení podvodů. Mezi hlavní funkci však také patří dodávání energie pro pasivní RFID tagy. Jakmile se totiž transpondér vyskytne v oblasti dosahu čtecího zařízení, tedy radiofrekvenčních vln, indukuje se v jeho cívce elektrický proud. U pasivních tagů se tímto mohou ušetřit náklady na baterii a vydrží i bez ní mnoho let. [14][09] Obr. 8 stacionární čtečka RFID [ Obr. 9 ruční čtečka RFID [ 17

18 Antény, jako samotný komponent čteček a tagů, můžeme také rozdělit do různých kategorií: lineárně polarizované antény soustředí elektrické pole v jedné ose a jsou tím silnější a vhodné pro náročnější prostředí, je však zapotřebí řídit orientaci tagů, protože vertikálně orientovaná lineárně polarizovaná anténa dokáže číst pouze vertikálně orientované tagy; horizontálně orientované čtečky analogicky kruhově polarizované antény nejvíce používaný typ, jelikož jsou schopny snímat různě orientované tagy, jsou však slabší než lineárně polarizované Yagi antény méně obvyklé v RFID systémech, vytváří velmi cílený a intensivní RF signál, tedy vytváří užší šířku záběru, ale na delší vzdálenosti close-coupled antény určeny do prostředí s hustým pokrytím tagů [01] Třetí komponentou je uvedený middleware. Middleware je softwarem, který hraje roli prostředníka, mezi čtecími zařízeními a firemním informačním či řídícím softwarem. Náplní jeho práce tedy je navázání komunikace se čtečkami, dále získaná data filtruje a zpracovává, výsledky uchovává v databázi a následně je poskytuje dalším aplikacím, zejména pak firemnímu systému. Účel middlewaru je zejména sjednotit rozhraní jednotlivých čteček, protože různé čtečky oplývají různými vlastnostmi a tedy i komunikačními protokoly, a zjednodušit správu dat. [14] Rozdělení RFID tagů RFID tagy můžeme rozdělit například na již zmíněné aktivní, pasivní či nově semiaktivní, tedy dle zdroje napájení. Avšak rozdělení podléhá i dalším kategoriím, a to dle provedení, frekvenčního pásma a možnosti zápisu. [06] Aktivní tagy obsahují vlastní zdroj energie, takže jsou schopny samy vysílat svoji identifikaci. Vlastní baterie však znamená vyšší cenu a větší hmotnost, a požívají se proto zejména pro sledování cennějšího zboží, které je třeba skenovat na delší vzdálenosti, například železniční vozy. Dosah čtení může být i více než třicet metrů. Pasivní tagy naopak vlastní baterii neobsahují a jak je již zmíněno výše ve specifikaci RFID, získávají energii pro komunikaci ze čtecího zařízení skrze vysílané elektromagnetické vlny. Dosah antény je sice nižší než u aktivních tagů, zde se pohybuje okolo šesti metrů, ale pasivní tagy jsou mnohem levnější než aktivní a proto se na tento typ soustředí většina koncových uživatelů. Semiaktivní, resp. semipasivní tagy sice obsahují vlastní baterii, ta je však určena pouze ke zvýšení dosahu snímání. K samotné komunikaci čerpá energii stejně, jako je tomu u pasivních tagů. [22] 18

19 Rozdělení dle provedení zahrnuje rozmanitost tvarů, rozměrů a materiálu. Vlastní čip tagu udává kapacitu, anténa kvalitu komunikace a zapouzdření tagu ovlivňuje životnost a možnost použití v různých prostředích. Na základě těchto vlastností můžeme rozlišit tzv. smart label, wristband, rfid card, rfid inlay a za zmínku také stojí skleněné tagy. [06] Obr. 10 Smart label [ Obr. 11 tiskárna na Smart label [ RFID smart label, v překladu chytrá etiketa, obsahuje dvě vrstvy. Svrchní část je tvořena potisknutelnou částí a spodní vrstvu tvoří tag, který je umístěn na podložce. Tyto chytré etikety se skladují v kotoučích, podobně jako čárové kódy, a potisk se provádí pomocí RFID tiskáren. Na svrchní vrstvu se tak může natisknout prakticky cokoli, včetně čárového kódu. Od běžné etikety je tak téměř k nepoznání. Hlavní využití chytrých etiket je zřejmě až na samotném konci výrobního řetězce. V prodejnách je totiž zboží třeba sledovat v rámci skladování, markování, sledování data spotřeby a zároveň je třeba poskytnout údaje i zákazníkovi, který běžně RFID čtečkou nedisponuje. Ve výsledku by se mohlo docílit například toho, že by si zákazník nemohl nevědomě odnést prošlé zboží. V rámci smart labelu se tagy dělí do tří kategorií dle použité podložky. Pokud je použit polyesterový nosič bez lepidla, mluvíme o tzv. suchém tagu (inlay, suchá vložka). V případě, že je tag umístěn na téže nosiči s lepidlem, tag nazýváme mokrým (wet-inlay, mokrá vložka). A pokud je tag opatřen pouze svrchní papírovou vrstvou o velikosti antény tagu a silikonovou podložku již neobsahuje, jedná se o spojení papír-tag. [03] RFID wristband je náramek na ruku obsahující RFID čip. Využívá se zejména k identifikaci osob ve zdravotnictví. RFID card, neboli RFID karta, je tag umístěný do plastové karty či jiného předmětu typu klíčenky. Využití nachází například v docházkových a platebních systémech. RFID inlay je tag zabudován přímo do produktu. [06] 19

20 Obr. 12 RFID wristband [ Obr. 13 tagy ve skleněných kapslích [ Skleněné tagy, resp. tagy ve skleněných kapslích jsou určeny pro aplikaci pod kůži. Využívají se v lékařském a veterinářském oboru. Velikost se pohybuje od 10-ti do 30-ti mm, přičemž ve skleněném pouzdře se nachází cívka navinutá z drátu silného 0,04 mm. Tvary mohou být různé, přizpůsobují se stále novým podmínkám využití. [14] Rozdělení dle frekvenčního pásma vyplývá z počátečního stanovení požadavků na jednotlivé vlastnosti tagu. Roli hraje například rychlost čtení a zápisu, dosah signálu či prostor pokrytí. Dle nároků v dané situaci můžeme tedy zvolit vhodnou pracovní frekvenci. [06] khz odpovídá nízké frekvenci (LF) a disponuje dosahem maximálně 0,2 m kvůli malé velikosti antény. Při této frekvenci lze snímat tag i v blízkosti kovu nebo i skrze vodu, ale snímání je pomalé. Využívá se například v docházkovém systému. 13,56 MHz je považováno za vysokou frekvenci (HF). Dosah při této frekvenci je až metr a rychlost snímání dosahuje až deseti-násobku LF (20 kb/s), nicméně snímání skrze vodu je doprovázeno problémy a spotřeba energie je vyšší než u LF. Toto pásmo najdeme například u knihovních systémů, e-peněženky či přístupových systémů MHz je označováno jako velmi vysoká frekvence (UHF). Snímání je rychlé a může probíhat na vzdálenost až 3 metry. Radiové vlny však neproniknou objekty s vysokou vlhkostí a obtížné čtení je i při umístění tagu v blízkosti kovu. Tato frekvence se nejvíce rozrůstá v používání u identifikace zboží a logistických jednotek, a to za pomoci jednotného číselného standartu EPC. 2,45 GHz, 5,8 GHz se nazývá mikrovlnná frekvence (MW). Při těchto frekvencích dosahuje snímání velmi vysoké rychlosti, na druhou stranu vysoká rychlost je doprovázena vysokou spotřebou energie a tagy jsou velmi drahé. Kvůli vyšší spotřebě energie je tato frekvence spojena zpravidla s aktivními tagy. Nejčastěji se s touto frekvencí setkáme ve spojitosti s identifikací vozidel, popřípadě jiných pohybujících se předmětů. [06][14][25] Rozdělení na základě frekvencí spolu se zeměpisnou polohou vytváří další rozdělení MHz platí pro Evropu MHz platí pro USA, Kanadu a Mexiko 20

21 MHz platí pro Asii a Japonsko [06] Na základě možnosti zápisu nebo také na základě vlastností paměti lze rozlišovat další tři kategorie. Read-Only tagy (RO) mohou být požity pouze pro čtení. Jedná se tedy o tagy podobné čárovým kódům. Jsou naprogramovány ve výrobě a dále již přepisovat nejdou. Paměť většinou dosahuje maximálně 512 bitů a rychlost čtení je až 1000 tagů za sekundu. Write Once Read Many (WORM), neboli zapisovatelé 1x čitelné mnohokrát je také tag pouze pro čtení avšak s tím rozdílem, že tag není naprogramován při výrobě, ale až u prodejce či dodavatele. Paměť bývá stejná jako u RO, ale rychlost čtení je pouze 200 tagů za sekundu. Read Write tagy (RW) disponují velkou kapacitou. U pasivních tagů až 8Kb a u aktivních může paměť dosahovat až 2Mb. Data tagu jsou smazatelná a přepisovatelná a rychlost čtení je až 1000 tagů za sekundu. Mimo tyto tři základní kategorie můžeme narazit také na tagy obsahující jak RO tak i RW paměti současně. Například tagy připojené k paletám mohou zaznamenávat čísla palet v RO paměti, zatímco informace o obsahu palety, které se mění s měnícím se obsahem, mohou být zachyceny v RW paměti. [14] Srovnání RFID a čárového kódu Nyní, když známe vlastnosti čárového kódu a RFID tagů, můžeme tyto dvě technologie porovnat. Systém EAN označuje výrobky jedinečným způsobem po celém světě. Můžeme díky němu zjistit, ze které země pochází, výrobce či druh výrobku. V rámci RFID technologie byl vytvořen nový standart EPC, pomocí kterého můžeme označit nejen výrobce či druh výrobku, ale každý jednotlivý kus zvlášť. Můžeme tak sledovat každý jednotlivý kus od výroby, přes transporty, prodej a případně i vyřazení na konci své životnosti. [29] Výhody RFID oproti čárovým kódům se dají shrnout do šesti hlavních bodů. čtecí zařízení nemusí mít optický kontakt s čipem RFID čip tak může být chráněn vůči vnějším vlivům přímo v obalu výrobku, či může být přímo součástí samotného výrobku větší čtecí dosah čtení tagů může probíhat v závislosti na použitém typu až na několik desítek metrů snímání více tagů zároveň opět dle použití určitého typu lze dosáhnout přečtení až 1000 tagů za sekundu možnost změny dat tedy tag nemusí být pouze naprogramován z výroby a nést jedinou informaci po celou svou životnost, ale lze do něj i zapisovat, resp. přepisovat a informace tak průběžně měnit větší kapacita tagy mohou nést mnohem více informací [03] bezobslužný provoz čtecí zařízení pracují sama bez nutnosti neustálé obsluhy a může tak šetřit náklady s obsluhou spojené [07] 21

22 Čárové kódy však mají také své výhody oproti novějšímu systému RFID. možnost identifikace i bez elektronické čtečky kód bývá popsán alfanumerickými znaky a není tak třeba čtečky, která by převáděla čárový kód sama nulový vliv elektromagnetického rušení na čtení u čárových kódů nedochází k šíření radiofrekvenčních vln alespoň částečná identifikace při poškození dojde-li k mechanickému poškození cena čárové kódy jsou levnější [03] Již v úvodu teoretické části je uvedeno, že technologie RFID i přes svůj potenciál nemá za cíl nahradit čárové kódy, alespoň tedy ne v blízké budoucnosti. Hlavním důvodem zatím zůstává cena. Nejjednodušší čárový kód lze vytisknout libovolnou tiskárnou a náklady jsou velmi malé, řádově v deseti haléřích Kč, zatímco cena tagu se pohybuje přibližně od 2.50,- Kč za nejběžnější masové RFID Smart labely, a v cenách několika set korun se pohybujeme u špičkových typů. Cena se odvíjí také od odebíraného množství. Náklady na vybavení k oběma technologiím může být stejná, nižší i vyšší. K RFID je třeba dražšího čtecího zařízení, ale není třeba tiskáren k tisku, jako u čárových kódů. Dalším faktorem zasahující cenu tagu je delší životnost díky možnosti přepisování dat. Tím se cena tagu alespoň trochu přibližuje nákladům čárového kódu. [03] V dohledné době tedy budou využívány technologie obě současně. V závislosti na prostředí, požadavcích a dalších faktorech může být jedna či druhá technologie zcela vyloučena, nebo naopak mohou být použity současně, jak to umožňuje právě smart label, který eliminuje většinu nedostatků obou technologií zvlášť Využití technologie RFID Zavádění jakékoliv nové technologie je podmíněno následným efektem. Od tohoto systému lze očekávat dobré výsledky v oblastech, kde je kladen důraz na rychlé zpracování informací. Moderní zpracování a využití informací vede ke zvýšení přesnosti, rychlosti a efektivnosti obchodních, skladových, logistických a výrobních procesů. [07] Protože poměřujeme zisk a náklady spojené s implementací a v minulosti byly náklady RFID čipů vysoké, jejich užívání se rozšířilo pouze ve vnitropodnikových procesech. Náklady však začaly klesat a pokles cen se předpokládá i do budoucna. Proto v současné době nalézají využití i v logistických a výrobních firmách a postupně i v dalších odvětvích. [26] Využití v logistice má své opodstatnění například kvůli často složité cestě distribuce, od výroby přes prodejce až ke svému spotřebiteli. Pro každou firmu, která však stojí jako mezičlánek v tomto řetězci jsou nejdůležitější vlastní operace s produktem a zejména rychlost a přesnost manipulace. Těmito operacemi většinou bývá příjem na sklad, přesuny v rámci skladu a výdej další firmě v řetězci. Díky technologii RFID není třeba načítat každý produkt zvlášť a z minimální vzdálenosti, ale snímání probíhá v rychlosti až 1000 čipů za sekundu a viditelnost nutná není, jak je uvedeno ve srovnání těchto dvou technologií. Pak jsou zde také 22

23 nároky na přesnost zásobování. S tím souvisí eliminace chyb, například nenačtení všech čárových kódů na paletě, a také již zmíněná rychlost. Problémy s čárovým kódem mohou nastat také v případě, že je poškozen a není čitelný. Oproti tomu RFID tag může být součástí výrobku již od výroby, kde je lépe chráněn. Stejně tak se lze vyhnout problémům se samotným ověřováním, zda je na paletě správný počet kartonů či vůbec počet konkrétních produktů. A v neposlední řadě lze data na RFID tagu měnit a doplňovat tak informace v rámci distribučního řetězce, například logistické zápisy. [26] Ve výrobních procesech nachází čipová technologie také své uplatnění právě díky přesným informacím, které z výroby pomocí tagů získáváme. Z pohledu materiálu spočívá hlavní výhoda v přehledu o spotřebě, času spotřeby, výrobní lince a pracovníkovi. Všechen materiál se totiž v rámci příjmu, výroby a přesunu na sklad může automaticky načítat do systému. Na základě získaných informací lze lépe plánovat objednávky, dodávky, plány výroby, reálné termíny dodání a další výrobní a logistické operace. Navíc je zajištěna zpětná dohledatelnost až na úroveň jednotlivých materiálů a tím i kontrola kompletnosti produktu. Dále je možné sledovat produktivitu strojů v různých časových intervalech, tedy kolik jednotek a za jaký čas stroj zpracoval. V důsledku dochází k snadnějšímu nalezení úzkého místa výroby. Stejným způsobem můžeme měřit produktivitu pracovníků. Informace mohou sloužit k optimalizaci osobního hodnocení a motivaci pracovníka. [26] Další oblastí, kde zavedení čipů má svá opodstatnění je u evidence majetku. Majetek firem bývá často v pohybu a zákonná inventarizace je mnohdy velmi náročná. Většinou je označován čárovým kódem na místě, kde je omezena možnost poškození, tedy v mnohých případech na špatně přístupném místě a manipulace se čtečkami je fyzicky a časově náročná. Výhodou využití čipové technologie spočívá v opakované možnosti číst tagy bez přímé viditelnosti na větší vzdálenosti. Navíc lze na takovém lehce čitelném tagu uchovávat všechna potřebná data jako název, inventární číslo a datum poslední inventarizace a navíc lze sledovat jeho pohyb v rámci instituce v případě vhodném rozmístění čtecích zařízení. Dochází tak ke zvýšení přesnosti evidence, zrychlení procesu inventarizace a zejména ke snížení nákladů na obsluhu, tedy finanční úspory, nehledě na omezení rizika krádeží či ztrát. [26] Za zmínku jistě také stojí obor zdravotnictví, jež je velmi specifickým oborem, protože chyby nemusí působit jen finanční ztráty, ale i ohrozit zdraví lidí. Zaměřujeme se zejména na problémy jednoznačné identifikace pacientů a léků, problémy s evidencí odebraných vzorků krve a s již zmíněnou evidencí majetku. Při identifikaci pacientů se opět můžeme opřít o významné vlastnosti RFID, a to možnost zápisu do tagů, čtení na větší vzdálenosti a bez nutnosti přímé viditelnosti. Pokud pacient získá při vstupu do nemocnice svůj čip, například v podobě náramku, mohou být průběžně zapisovány informace o průběhu léčby nejen do centrálního systému, ale i na čip samotný. Výhodou pak je možnost čtení informací i v místech, kde není možné se na centrální systém připojit. Všechny informace o naměřených teplotách, provedených vyšetřeních, přijatých transfúzích, podávaných lécích, atd. si pacient nese stále s sebou. Navíc můžeme sledovat u specifických pacientů i lokaci a povolit či naopak zamezit přístup pacientovi na různá oddělení. [26] 23

24 Problémy spojené s RFID Výhod čipové technologie a možnosti využití je celá řada. Avšak stejně jako další technologie s sebou nese i své problémy. Ty v zásadě můžeme rozdělit do dvou kategorií. Technické problémy a problémy spojené se soukromím a etikou. [34] Technické problémy vznikají například při rušení radiofrekvenčního signálu. Rušení může vznikat při výskytu energie na konkrétní frekvenci [34] nebo v blízkosti kapalin a kovů. Dále může docházet ke kolizím čteček, kdy se signály více čteček navzájem ruší. [06] Tag v takovém případě není schopen odpovídat na několik signálů ve stejném čase a je zapotřebí použít vhodné nastavení. Často se v systémech využívá tzv. anti-kolizní protokol, který umožňuje tagům odpovídat čtečkám postupně. Stejně tak může dojít ke kolizi tagů a to v situaci, kdy je v malém prostoru příliš mnoho tagů současně. Při dnešních možnostech rychlosti čtení je však možné přizpůsobit vybavení a zvolit vhodný typ pro dané využití a vyvarovat se tak těmto kolizím. [34] Zásadní problémy, které vyvolávají společenské diskuze v mnoha zemích světa, je otázka soukromí a bezpečí. Veřejnost vidí problémy například v tom, že tag lze číst i po opuštění dodavatelského řetězce. Teoreticky tedy není problém, aby si případný zloděj prošel kolem vašeho domu a načetl si informace o potencionálním lupu. Vzdálenost čtení, jak již víme, je různá a navíc mnohdy dosahuje i vyšších výkonů, než se uvádí. Úplná deaktivace tagů bývá také obtížná, protože lze většinou alespoň přečíst výrobní číslo tagu. Užívané argumenty o vzdálenosti či případném možném vypnutí tagu a zamezení této hrozby jsou proto prakticky vyvráceny. A nejedná se pouze o možnost čtení jednotlivého majetku v domech, ale i možnost čtení objektů, které máte zrovna u sebe, tedy dokladů, platebních karet, a dalších věcí, označených čipovou technologií. Na trhu se sice již objevují odstíněné peněženky, avšak doklady i platební karty při použití je třeba vyndat. Toto zneužití sice může být nepravděpodobné, ale zároveň je jednoduché. [32] S tímto problémem souvisí i fakt, že tagy v mnohých případech nelze jednoduše odstranit. Mohou být přímou komponentou produktu, například kvůli zmiňované ochraně před poškozením. Vzhledem k tomu, že čip nemusíme být schopni odstranit, nemusíme ani vědět, kdy je čip čten a kým. I přes možné výhody jsou tyto situace vnímány jako narušování soukromí. Horší situace může navíc nastat v případě, kdy je unikátní kód čipu spojen s konkrétním číslem platební karty. V takovém případě se jedná o závažný bezpečnostní problém, který nám může přivodit mnohem více potíží než přínosů. [34] 24

25 3. Postup implementace Při implementaci si pokládáme mnoho otázek, které je třeba zodpovědět, aby výsledek zavedení nové technologie byl co nejpříznivější. RFID nemusí přinést stejný užitek ve všech oblastech či konkrétních procesech. Obecně platí, že nelze automatizovat chaos, jinak řečeno RFID je možné smysluplně nasadit jen tam, kde jsou dobře definované a zvládnuté procesy. Ani to však nemusí stačit. Je třeba proto volit různé typy tagů, čtecích zařízení, mnohdy různé typy kombinovat nebo použít kombinace i s čárovým kódem. [29] 3.1. Zavedení po krocích Existuje mnoho rad, které je dobré při implementaci sledovat. Úvodním stanovením si svých cílů můžeme dosáhnout lepší představy o potřebných vlastnostech čipů, čteček, a dalších komponent systému. Stejně tak můžeme díky jasně daným cílům udržet pozornost na tom, co je vskutku důležité, a neodbočovat zbytečně k něčemu nepotřebnému. Dále musíme porozumět vlastnostem technologie RFID a jednotlivých komponent. Již jen logickou znalostí by mělo být, že tag musí být v dosahu čtecího zařízení, jinak systém nebude fungovat správně. Jaké typy pro to použít však již vyžaduje hlubší vědomosti. Je třeba si také uvědomit, že bez změn procesů zavedení možné nebude. Ať už to budou nové procesy, například zavedení značení, čtení čipů nebo zpracování dat, nebo přizpůsobování procesů pro dosažení lepších možností čtení. [18] V rámci snížení rizika projektu zavádění čipové technologie se můžeme držet několika bodů ověřených v praxi zaváděním několika systémů napříč různých odvětví. [01] Případ užití Začít je třeba definováním cíle, čehož chceme dosáhnout implementací. Určujeme tedy případ užití pro konkrétní situaci. Zda potřebujeme sledovat produkt putující distribučním řetězcem, určit pozici konkrétní věci v konkrétním čase, pozorovat materiál ve výrobě až po konečný produkt nebo se snažíme o vyšší bezpečnostní standarty. Po určení případu užití dokážeme určit, co je třeba značit. Budou-li to jednotlivé produkty, balení, celé palety nebo vše zvlášť. První na řadě je analýza prostředí, kde se bude technologie zavádět. Pomůže nám to identifikovat možné problémy spojené s radiofrekvenční komunikací a potencionální elektromagnetické rušení. Také budeme schopni určit rozmístění antén, tedy pokrytí RF vln, možnosti napájení a rozvedení kabeláže. V souvislosti s našimi cíly také zjistíme požadavky na vybavení a optimální rozmístění dalších komponent, tedy čtecích zón a míst zpracovávání dat. Dále budeme vědět množství, popřípadě i jaká data potřebujeme na tag ukládat. Také můžeme zjistit jaké stávající vybavení můžeme použít v kombinaci se zaváděnou technologií. Například kontrolní stanice může kontrolovat váhu a příslušné identifikační číslo 25

26 tagu a v případě neshody je produkt odmítnut. [01] V souvislosti s aktuálním vybavením je třeba zjistit, jaký systém firma využívá a jakým hardwarem již disponuje. Následují pak otázky, jakým způsobem bude systém schopen zpracovávat informace či komunikovat s middlewarem. [18] Jestliže jsme dokončili základní analýzu cílů a prostředí, určili přibližné potřebné pokrytí a dalších komponent, můžeme začít určovat další faktory jako typ a množství tagů, čtecích zařízení, antén či čtecích bran. [01] Výběr tagu Díky analýze přibližně víme, jaký typ tagu hledáme, resp. co od něj čekáme. S množstvím variant však může být výběrový proces velmi složitý a zpravidla se kritéria volby koncentrují na tři základní. Náklady, velikost a výkon. Vezmeme-li úvahu pasivní čipy, pak nás cena a velikost budou zajímat asi nejvíce. Cena pasivních čipů za několik posledních let výrazně poklesla. Hlavní příčinou tohoto poklesu byly technologické zlepšení, optimalizace výrobního procesu, standardizace a zejména používané množství. Právě díky menším nákladům na kus při velkém množství je možné vytvářet úspory z rozsahu výroby. Velikost tagu úzce souvisí s věcí, která bude označena, přičemž velikost není jediným rozhodujícím faktorem. Také v závislosti na materiálu dané věci se následně rozhodujeme, jakou velikost a typ tagu použít. Je pravidlem, že menší tagy jsou méně citlivé a disponují menším dosahem čtení, ale také většinou platí, že větší dosah v rámci případu užití ani není potřeba. V dnešní době je však možné použít i nové křemíkové tagy s velmi výkonnou anténou, díky čemuž i při malé velikosti dosahujeme velkého výkonu. Předpoklad, že menší tagy jsou levnější, však není správný. Je třeba se zaměřit spíše na zmíněné množství a další nároky v rámci našeho případu užití. Výkon je také důležitým faktorem. U některých věcí, jako například vlaky, je třeba možnost čtení i na několik desítek metrů. Zde se nejlépe uplatní větší tagy s vysokou citlivostí a dosahem čtení. Mimo dosah čtení je však nutné zvážit materiál značené věci. Budeme-li značit vodnaté produkty v rámci palety, jsme v našem výběru omezeni pouze na několik nejvýkonnějších a nejcitlivějších tagů. U obzvláště náročných materiálů, například kde dochází k rozlaďování antény a tím posunutí frekvence, což má za důsledek nižší výkon, se doporučuje použít tag s velkou šířkou frekvence. Většinou se jedná o rozmezí 860MHz až 960MHz. Často se také používají v prostředích, kde se nachází mnoho čtecích zařízeních o různých frekvencích nebo pro produkty určené k exportu kvůli zajištění správného fungování i v jiné zemi. [01] Důležitý je u tagů také výběr způsobu, jakým bude na danou věc aplikován. Mnoho firem používá tzv. metodu slap-`n-ship, u které jsou běžné stolní programovací tiskárny. Tagy jsou zde připraveny a ihned manuálně aplikovány, což vyžaduje velkou pozornost. Je pravda, že investiční náklady na tento způsob jsou malé, stále se však jedná o náročnou 26

27 činnost spojenou s vyššími náklady na obsluhu. Navíc je tento proces umístěn většinou na konci výrobního či dokonce balicího procesu, a firma tak přichází o cenné informace o výrobním procesu a vnitřní návratnosti investice. Oproti tomu jsme při užití automatizovaného procesu označování nuceni vynaložit vyšší prostředky při zavedení, ale docílíme snížení nákladů na obsluhu, získáme tím přesné označování na stále stejném místě, což často vede k vyššímu výkonu a snadnějšímu čtení. Dále nám nabízí řešení například při zvýšení objemu produkce, kdy manuální označování nemusí stačit rychlosti procesu. [01] Obr. 14 příklad automatizovaného značení [ Aplikace tagu úzce souvisí i se zmíněným materiálem označované věci či jejího balení. Jak vlastnost produktu, resp. materiálu, může ovlivnit výkon čipu, tak i balení produktu. Voda například v syrovém dřevě, vlhkých ubrouscích, kosmetice a mnoha dalších produktech díky svým fyzikálním vlastnostem absorbuje RF energii a okrádá tak RFID čip. Kov je obzvláště zajímavý, protože může při vhodném připevnění tagu jeho výkon zvýšit a naopak při nevhodné aplikaci i snížit. A aby toho nebylo málo, některé materiály mají jak absorpční, tak i vodivou vlastnost. Klíčovým rozpoznávacím faktorem takových materiálů je černá barva. Například uhlík nebo grafitem impregnované plasty mohou radikálně snížit výkon čipu. Typickým příkladem jsou plastové boxy pro ochranu citlivé elektroniky. Na zvážení jsou také varianty tzv. near field a far field. V první variantě, nebo-li blízkého pole, jsme v situaci, kdy šířící se RF vlny oslabují velmi rychle. Tento typ se hodí mimo jiné na čipové karty pro kontrolu přístupu, kde nedochází k rušení. Obecně platí, že čtecí vzdálenost je limitována přibližně jednou vlnovou délkou, přičemž u UHF je jedna vlnová délka zhruba 30cm. Oproti tomu u druhé varianty, dalekého pole, RF vlny opadávají ve zvyšující se vzdálenosti mnohem méně. Tento typ se pak používá spíše pro čtení balíků, palet. Opět tedy volba závisí na konkrétním případu užití. [01] Optimalizace umístění tagu Ve srovnání čárového kódu s RFID technologií jsme se dozvěděli, že není nutná přímá viditelnost čtečky s tagem. Dále víme, že některé materiály mohou RF signál oslabovat, jiné 27