RFID關鍵技術與系統建置經驗分享研討會 2006

Special Report
特別企劃
RFID關鍵技術與系統建置經驗分享研討會
■文／何珮琪
RFID已經被列為21世紀十大重要新興科技之一，從2005年起，全美最大的沃爾瑪百貨（Wal-Mart）就已經要求其前100大供應商導入RFID，今（2006）年更進一步要求千餘家分店導入RFID系統。
RFID是無線射頻識別系統（Radio Frequency Identification），Wal-Mart在每個進出貨的棧板和紙箱上都貼著一個小小的電子標籤（tag），只要經過一道閘門，電子掃讀器（Reader）立即可讀取出這批貨品來自哪裡、進價多少、內容量若干，同步建檔，省去許多人力及物力。
其他百貨零售業如美國的Home Depot、電子賣場Target、日本三越百貨公司等，也都開始引進這項技術，而資訊服務公司IBM、Microsoft也投入相關的技術研發。據美國市場顧問公司Allied Business Intelligence研究，RFID技術到2008年就會臻於成熟，預估將有38.43億美元的市場需求，平均年成長率為22%。而2012年的產值，在軟硬體上預估為430億美元，如電子標籤就有289億美元，Reader也有105億美元之譜，未來發展無可限量。
因此經濟部工業局特地指導並委由資策會產業支援處、電電公會通訊產業聯盟等單位在4月18、19日舉辦RFID研討會，會中邀請了國內第一線的RFID產業與研究單位人員分享這項新興技術的成果，兩天的研討會都座無虛席，可見RFID技術的前瞻性和吸引力。



什麼是RFID？
RFID是一種電子標籤，讀取的方式是「不需要接觸」的；其系統分為三部分：Tag（電子標籤）、Reader（讀卡機）及應用系統。原理就是應用無線高頻電磁波（UHF）來傳遞能量與訊號，每秒可以辨識50個標籤以上；它的前身原本是來自二次大戰時英國軍方開發的科技，稱為IFF（Identify Friend or Foe），用於辨識鄰近飛機是敵是友的雷達和詢答器技術。
RFID的Tag分為「主動式」與「被動式」兩種，前者會主動發出訊息，被動式只需要被讀取，因此不需要附有電池等能源裝置，優點是體積小、使用期限長，但是讀取的距離較短。在一般的標籤晶片上我們可以看到兩種物質，一個是矽底的晶片，和上面裝載的一環一環的線圈，就是標籤的天線（antenna）。
而天線要接受的就是UHF磁波，通常分為低頻和高頻兩種（參見附表），只能是被動式tag。低頻的優點是可以用在內裝金屬或液體的包裝容器上，比較不容易被干擾，相對的高頻就會被反射回來。高頻的優點是傳輸速度較快，並且可以進行多標籤辨識，所以通常用在產品管理。
但現在市場主流的技術是「超高頻標籤晶片」，可以運用在主、被動式應用。它的優點是傳輸速度更快，成本低、讀取距離更遠，還可以進行更大量的標籤讀取和辨識；像是運輸、棧板和貨架管理、物流管理，都是使用超高頻標籤技術，缺點是在陰濕環境下，就會影響系統運作。
有了硬體，還需要軟體配合。RFID讀取的資訊，要提供給什麼對象，作什麼樣的分析，這時，研發RFID商用軟體的企業就有用武之地了。在研討會中分享「RFID平台介面與探討」的雙葉開發科技公司就指出，Middleware（中介軟體）就是RFID的「智慧」。例如雙葉所執行的某海關進出貨控管業務，偵測空貨架和過期貨品適時補貨、監控藥箱藥品和取用者，或小到生活中家電也可以加裝Smart Box，衣物管理、監控冰箱等等，藉由中介軟體都可以將資料轉給需要的應用系統，管理Reader，過濾和組合RFID資料。


RFID應用，從物流到養蘭花
這個不接觸的讀取技術演進到今日，主要用在物流業，包括生產管理、倉儲管理、交通運輸，其他還可以應用在國防、保全和健康醫療等等，但未來結合網路之後，它可以應用的層面，將可以延伸到幾乎無所不包的境界。
物流上下游的應用
例如傳統的物流業，在這次研討會中由萬達國際（Panda Logistics）提出的上下游應用，也有良好的測試結果。2005年萬達與宏碁合作，協助製造業客戶正崴精密應用RFID計畫，嘗試以RFID作進出貨管理。
從工廠出貨、裝櫃、貨櫃出發和抵達昆山、出關轉運，一直到收貨進倉的整體運輸環節，從Case level（貨櫃）到container level（包裝容器）都以RFID測試，得到相當滿意的結果。萬達資訊部經理邱恆達表示，在計畫執行中遇到的困難有二，一是資料標準未定，現行有ONS（Object Name Service）與EPC 兩種方式；二是和目前的作業方式衝突，RFID讀取範圍在同一棧板上只能疊兩排貨，若堆疊3排，則會有所疏漏。但在正常情況下測試，棧板和貨櫃的讀取率已經達到百分之百，紙箱的平均讀取率也有八成以上。
亞太首座紙箱檢測中心
國內紙業龍頭之一的正隆，本次研討會中也分享了他們的「RFID紙箱設計測試服務」。正隆的報告人陳麗娟指出，包裝容器的讀取率和內含物、運送速度、環境溫溼度等都有關，例如內含物和紙箱之間貼了一層瓦愣紙就會影響讀取率，或內含物為金屬或液體，也會干擾讀取。因此如何提昇包裝容器，也就是紙箱的讀取率，連紙業公司也投入研發。國內紙業龍頭之一的正隆，本次研討會中也分享了他們的「RFID紙箱設計測試服務」。
正隆在資策會協助下，與惠普科技（HP）合作，共同建置了台灣首座RFID紙箱整合測試中心：「RFID紙箱設計測試服務平台」。該平台主要提供四大服務，包括：
一、「RFID紙箱設計服務」，即結合包裝的上下游，設計出客戶所需的紙箱大小、形狀。
二、「RFID紙箱整合測試服務」，則是測試紙箱是否符合原廠規範，並提供RFID性能測試。
三、「RFID系統整合服務」，提供導入前後端的系統測試技術和規劃建議。
四、「RFID紙箱品管資訊服務」則提供如RFID功率調整建議、在棧板上適合的堆疊方式、品檢等解決方案。
因紙箱體積大小、內容物、堆疊方式、環境的不同，RFID Tag所貼附的位置也應有所不同，因此必須經由測試，找出最佳貼附位置和運送過程中的最佳堆疊方式，以提昇讀取率。
驗測中心不僅可以促進物流業的發展，更可提昇國內包裝產業在國際上的地位，以帶動國內RFID的技術。通過認證的RFID測試中心目前在全球僅有5家，台灣是唯一的亞太應用檢測中心，此中心預計明年10月就可正式上線啟用。
校園安全和服飾業的應用
比較特殊的案例，像是研討會中由美商奈訊分享的國小RFID案例，近年傳出幼稚園小朋友悶死在娃娃車上的新聞，讓家長為學童的安全捏了一把冷汗。在校門口加裝數個Readers之後，學生身上佩掛Tag，就可以監控小朋友是否到校、離校，或者可以在天台等校園死角的入口裝Reader，更即時地導護學童的安全。
在奈訊和服飾精品業合作的案例中，奈訊發現業者每一年開發的新布料就有3,000多種，這時候設計師如何找到他需要的那塊布？藉由RFID可以完整紀錄下該樣布所有的資訊，立即e化。此外也可和販售處結合，作多量少樣的調貨管理，或在試衣間門口放置Reader，紀錄試穿的服飾樣式和次數、播放影片等，更為全面、互動地掌握客戶喜好度。

RFID也可以養蘭花
最別出心裁的案例，是由資策會資工所的「蘭花照明系統」。高科技的RFID和看似不相關的農業居然可以結合，資策會資工所經理張茂榮笑稱，他是第一個專利申請者。這項研究主要是研發一個內嵌RFID控制器的光照載具，讓國產蘭花在飄洋過海時，仍可享受「日光浴」，維持品質。台灣目前是高品質蘭花的重要輸出國，傳統輸出方式是在台灣出口蘭花苗，到美國溫室催花，因花期長，每株成本約233元，但藉由運輸中的照明技術，直接可出口開花株，每株成本降為153.2元，售價還更高，大幅提昇我國蘭花外銷的產值。


RFID的新應用與限制
大家可以想像一下，未來當您在捷運或公車上看到一則電影廣告，拿出手機對準廣告讀取它貼上的tag，就可以得到網址，再用3G手機連線上網查看放映院線的時刻表，甚至訂票、下載圖鈴及MP3，等你到電影院的時候，就可以用手機讀取確認身分。這就是工研院RFID中心李建斌研究員所提出的「RFID結合手機行動商務」報告，結合網路讓RFID變得更行動化。
類似的服務先前已應用在條碼上，像在韓國，這種2D的條碼辨識（Barcode）功能已經啟用，主要就是應用在行動娛樂的內容下載、行銷活動或行動商務上。只需要具備10萬像素的照相手機，內建應用軟體譯碼姬（InterVision）（韓國所研發的譯碼軟體），對著魔扣（Magicode）照一下，就可以連接到目標網站，下載任何提供的資訊（音樂、電子書、圖鈴）。
新的行動技術應用是結合RTLS，也就是即時定位服務（Real Time Location Services），透過IP骨幹網路和無線通訊基地台、GPS等分送訊息，就可以達到更高階的應用。
在研討會中，專家指出，目前全球RFID尚未普及的問題大致有兩點，一是標籤的價位太高，因此即使Wal-Mart也無法普及到Item level（貨品）；其次是讀取率提昇的瓶頸，這又攸關於頻率的標準化。在目前台灣的電信法規中，也有部分超高頻段尚未開放。
但這些技術上的問題，相信都可以在可見的未來快速獲得解決。正如李建斌指出，根據AMR的市場預估，到2013年，台灣只要能夠取得全球10%的RFID產值，就高達新台幣700億，並且可以應用到食、衣、住、行、育、樂各個層面，實在是一塊值得政府大力扶持、學界與企業投入的前瞻性產業。