一. 電子商品代碼
EPC RFID(電子商品代碼)技術廣泛應用始于2006年,國內(nèi)酒類、特別是白酒行業(yè),EPC RFID的應用處于早期的摸索階段,以白酒類產(chǎn)品為例,大多數(shù)企業(yè)對EPC RFID的認知起源于防偽的訴求。EPC RFID在物聯(lián)網(wǎng)的應用,首先要建立電子商品代碼在供應鏈方面的完整構思,而酒類防偽這個“中國特色”的應用,是由國內(nèi)白酒產(chǎn)業(yè)和市場的基本現(xiàn)狀造成的,這是一個無法回避的現(xiàn)實。“技術服務于市場” 是正確的理念,但不能掩蓋“技術服務于企業(yè)發(fā)展”這個同等重要的問題,僅從EPC RFID技術沿革中解析,采用什么樣的技術路線、怎么規(guī)劃中遠期目標、如何預期市場發(fā)展前景等問題,絕不可能在“滿足眼前需求”的過程中找到正確答案。
當今中國EPC RFID應用與物聯(lián)網(wǎng)技術發(fā)展迅速,其產(chǎn)品、技術、應用方案層出不窮,本文試圖針對白酒行業(yè)應用中的典型案例進行討論,目的是在市場應用、企業(yè)發(fā)展、品牌保護以及跨行業(yè)服務的延伸等方面,尋求一個有效的模式,使物聯(lián)網(wǎng)技術在產(chǎn)業(yè)化應用中,正真充分發(fā)揮出其原本的優(yōu)勢。
二 EPC RFID的技術優(yōu)勢
EPC( Electronic Product Code產(chǎn)品電子代碼)的載體是RFID電子標簽,EPC RFID與其它類型的無線電子標簽不同,從設計之初EPC RFID就定向規(guī)劃為物流應用。此前市場上出現(xiàn)的各類RFID產(chǎn)品,沒有一種包含電子產(chǎn)品以外的應用規(guī)劃,僅僅是一個電子產(chǎn)品;EPC RFID最大的特征在于:為產(chǎn)品主要應用方向做出了長期的規(guī)劃。在產(chǎn)品市場化開始的時候,UCC和EAN就立即轉(zhuǎn)入對物流應用中商品代碼段的服務與支持。一個符合EPC Class1 Gen2技術規(guī)范的電子標簽,不但可以直接平移Bar Code,同時可以將其代碼段延伸到512bits或者更長。UCC、EAN為代碼資源的分配管理提供了必要的支持,EPC Class1 Gen2技術規(guī)范在硬件上,為這樣一個用于商品單品電子身份的數(shù)據(jù)組,提供了基礎的存儲、多群組讀寫、防沖撞、數(shù)據(jù)加密、操作權限管理和防偽認證等技術手段。
對于電子商品代碼的應用模式,EPC RFID具有以往電子標簽無法比擬的技術優(yōu)勢;同時,由于EPC RFID的設計理念和工藝特點,導致成本的可控制能力遠遠超過其它同類產(chǎn)品。針對客戶的海量應用,EPC RFID技術提供了專項的技術服務,其中包括獨享的TID代碼段和私有的數(shù)據(jù)加解密算法,使得用戶能夠更多地參與EPC RFID的應用規(guī)劃,并將自己的需求,直接置入EPC RFID的產(chǎn)品中。
EPC RFID針對物流應用的規(guī)劃和設計,其應用特點更多地表現(xiàn)在企業(yè)管理和客戶服務這兩個方面。在這兩個方面的發(fā)展延伸,以及管理、服務的表現(xiàn)形式上,都具有良好的可成長性。無論應用者從那個環(huán)節(jié)著手,只要規(guī)劃合理,EPC RFID可以隨著應用需求的增長不斷延伸,逐步形成一個國際化或者企業(yè)化的閉環(huán)數(shù)據(jù)鏈,在這個信息環(huán)路中,服務將延伸到包括產(chǎn)地認證、品牌保護、供應鏈管理、市場營銷管理、防偽識別、二次交易估值、保險服務、金融服務、基礎原料保障等環(huán)節(jié)中。而其中有效地、引導服務延伸的技術手段,即是以單品為載體的商品唯一地電子身份。
事實上是EPC RFID將物聯(lián)網(wǎng)推向未來的高峰,其中互聯(lián)網(wǎng)、移動互聯(lián)網(wǎng)是不可或缺的基石,網(wǎng)絡人不失時機的尋求各種技術手段,嘗試著將物聯(lián)網(wǎng)收攏入其運營的范疇,NFC技術成為了關注的焦點,是當前白酒行業(yè)內(nèi)熱議的話題!
二. EPC Class1 Gen2與NFC技術的差異
EPC Class1 Gen2技術規(guī)范主要應用形式為:超高頻無源電子標簽
在物聯(lián)網(wǎng)實際應用中,電子標簽僅僅是一個傳感器,它將在物品(或者商品)的正常生命周期內(nèi)引發(fā)各種服務。
NFC主要用途為近距離結算業(yè)務。
NFC技術無疑在普及方面具有優(yōu)勢,早在10年前,NOKIA出品的手機上就具有NFC功能,而今,手機不斷擴張的NFC功能未能替代公交卡,這其中反應出的問題非常明顯,即結算業(yè)務的巨大利潤沒有合理的方式進行分配。在防偽識別應用領域中,NFC標簽的應用,的確可以依靠手機的普遍率,在更廣泛的人群中得到響應;但是,也不難看到,NFC防偽應用在民間,僅僅是一種防偽認證的參與形式,其法律效能仍然需要第三方的確認支持。到目前為止,NFC標簽用于商品,在供應鏈中尚未看到其發(fā)展應用服務的前景,只能滿足防偽的部分功能。
值得注意的是,當NFC作為結算服務的手段開始普及,則NFC將綁定手機錢包,其應用App也作為系統(tǒng)的基礎功能被啟動。這時手機上NFC功能的主從模式即被確定,在這種前提下,再利用另一個App軟件去實現(xiàn)防偽識別操作,恐怕不是想象中的那么簡單,除非NFC在手機上的結算功能永遠不被應用。
EPC RFID本身所具有的物流應用特點,對企業(yè)本身和產(chǎn)品全流程服務支持,均具有無法忽視的效能。而防偽功能是EPC RFID的顯著特征,如果EPC RFID技術被采用,相信沒有理由為單一商品,再植入一個僅具有防偽功能的第二只標簽,盡管這個標簽可以被手機識別。下列圖表提供了幾類產(chǎn)品的應用比對:
ISO18000-6C/EPC Class1 Gen2標準的UHF(超高頻)RFID的技術指標,相對地更適合物聯(lián)網(wǎng)的應用需求,當ALIEN詮釋了其全部的制造工藝及裝備時,UHF RFID像一把鑰匙,開啟了物聯(lián)網(wǎng)時代最重要的一道大門。
三. UHF RFID在白酒行業(yè)中的應用案例剖析
白酒行業(yè)在其產(chǎn)品上,如何使用物聯(lián)網(wǎng)技術主要有兩種思考模式:第一種是采用UHF RFID技術解決當前存在的防偽問題,其目標是提升市場競爭優(yōu)勢,最終在市場上占有份額,從銷售數(shù)量上獲得回報;第二種是在防偽優(yōu)先的前提下,選擇適合UHF RFID技術路線的應用做起點,逐步延伸品牌增值、管理流程優(yōu)化、信息跟蹤服務等深層次的應用。第二種應用思想顯然更具有合理性。
物聯(lián)網(wǎng)應用技術首要環(huán)節(jié)是電子標簽植入,有效的植入將在很大程度上確保應用項目獲得成功。如國內(nèi)白酒類一線品牌企業(yè)的應用,可以考慮的電子標簽植入方式有兩種:一是在塑料瓶蓋成型時植入電子標簽,在整體外觀上,電子標簽的應用不會產(chǎn)生任何影響,同時,通過植入方式和工藝的設計調(diào)整,能夠滿足開封自毀的要求;第二個思路是在瓶體或者酒標上加裝電子標簽,國外和國內(nèi)部分高值紅酒采用的方式,該方式更注重物流和服務的應用,在防偽方面,依托于面向世界范圍內(nèi)實際客戶的綜合防偽支持,包括產(chǎn)地信息、商品屬性、及各級供應鏈信息、零售信息和客戶私存注冊信息等等。在如此透明地供應鏈跟蹤信息支撐下,電子標簽不必再具有自毀功能,反而可以支持最終客戶的主動銷毀服務。
從行業(yè)實際情況分析,顯然具有撕毀功能的瓶蓋內(nèi)嵌標簽,是目前比較容易被接受的思路。因此,需要組織持續(xù)的電子標簽嵌入工藝研發(fā),并針對不同規(guī)格、不同特征、不同材質(zhì)的瓶蓋,不斷改進標簽封裝工藝,以適應不斷變化的應用需求。
事實上在瓶蓋內(nèi)植入電子標簽,這本身就是一件革命性的工作。在瓶蓋的傳統(tǒng)設計及制造工藝中,沒有包含這部分內(nèi)容,而設計出合理結構和工藝需要多學科合作。目前常見的瓶蓋標簽,都是以冷封裝方式,半自動或自動貼上一個紙基標簽的方法,這樣的方法本質(zhì)上沒有進行任何實際意義上的應用開發(fā),“易碎貼”不過是大家習慣中,標簽產(chǎn)品的表現(xiàn)形式,“易碎貼”標簽僅僅提供了易碎和標簽兩個元素。
四. 白酒行業(yè)應用中的“易碎貼”剖析
在白酒應用中,結合白酒產(chǎn)品自身的特點,易碎功能不是忽略其它特性的理由。例如,白酒具有久儲增值的特性,“易碎貼”所采用了化學粘合劑混合金屬微粒的方法,既不能為電子標簽提供高效率的識別天線,也無法保證化學混合物隨時間推移,而自身的穩(wěn)定性變化不超出臨界范圍。然而,等同于這種化學混合物實際面積1/3的廉價金屬箔,能夠提供比其更優(yōu)異的無線電性能,這部分性能的提升不會增加成本,卻可將電子標簽的識別距離和適用環(huán)境大大擴展,使之有可能在包裝箱、托盤、貨物堆場中發(fā)揮作用。這里所說的性能提升,是指電子標簽自身性能的提升,而不是依靠讀寫設備非理性地加大發(fā)射功率實現(xiàn)的;
“易碎貼”的第二個問題是過于追求面積減小,但是面積越小標簽的超高頻性能則越差。在瓶蓋上植入標簽的目標,應該是盡量增大標簽天線的面積,盡最大可能提升標簽的適用范圍;
“易碎貼”的第三個問題是標簽植入方式、瓶蓋外型及裝飾工藝之間的配合。“易碎貼”根本談不上任何配合,帶有金屬鍍膜的瓶蓋幾乎沒有辦法直接使用“易碎貼”,而從原理上理解,金屬鍍膜本身就可以作為電子標簽的直接或間接天線使用;
“易碎貼”的最后一個問題是對大批量生產(chǎn)的適應性。“易碎貼”從自身的生產(chǎn)制造,到貼裝到酒瓶蓋上,其工藝過程存在著諸多不穩(wěn)定因素,這些因素往往因其設計原理,最終無法在大批量使用中獲得滿意的良品率。良率低的后果非常嚴重,一旦在應用流程的某一段出現(xiàn)問題將無法回補標簽,而系統(tǒng)對于這樣的低指標標簽只能默許接受,這等同于在建設體系的同時,必須允許這個體系在錯誤的條件下運行,并且在必要時給出正確的結果,即使系統(tǒng)具有一定的容錯能力,也不能將其作為系統(tǒng)運行的必要條件,這是風險性極大的行為。
五. 標簽與讀寫設備的選擇
“工欲善其事,必先利其器”!我們用了很多時間去剖析應用案例的目的,是希望一起分享從教訓中獲得精要, UHF RFID在物聯(lián)網(wǎng)應用中,互聯(lián)網(wǎng)是相對成熟的技術條件,如果物聯(lián)網(wǎng)需要一個真正有效的神經(jīng)末端,那么標簽及其讀寫設備的正確選擇,是技術應用成功的關鍵所在。
電子標簽的選擇包括兩個主要方面
◆ 電子標簽的良率、標準化程度和升級能力;
◆ 電子標簽天線和輔助天線的材質(zhì)與實現(xiàn)方法;
考慮標簽產(chǎn)品的良率、標準化程度與升級能力是很正常的思維方式。根據(jù)以往應用中的教訓,很多被選用的標簽自身的良率不理想,經(jīng)過多次后道封裝后發(fā)現(xiàn)問題,所造成的成本損失和工藝浪費無法計算。
標準化方面,在RFID世界官方論壇中出現(xiàn)過一個典型案例,某企業(yè)按照小批量價格最低原則選擇了某型號的標簽,應用后發(fā)現(xiàn)其與EPC Class1 Gen2技術規(guī)范的符合度有限,許多高級功能在項目設計之初沒有考慮,而后續(xù)又無法增加。用戶在下定決心后,全面更換另一標準化程度較高的產(chǎn)品,完成簡單系統(tǒng)平移后,發(fā)現(xiàn)其防偽性能被攻破,于是廣泛求解。最終發(fā)現(xiàn)在其早期建立起來的防偽代碼段只有32位,升級后在96位防偽代碼段中出現(xiàn)大量重復,由于無法收回售出產(chǎn)品,只能默許這種現(xiàn)象,并強制使其合法化。其中最重要的概念是:代碼升級和數(shù)據(jù)操作升級是信息化產(chǎn)品無法回避的需求。
目前已經(jīng)升級的電子標簽操作包括Load Image,BlastWrite,QuickWrite等。
Load Image 是一種快速的鏡像寫入方式,適用于高速發(fā)行代碼;
BlastWrite 俗稱爆炸寫,可在一秒或數(shù)秒內(nèi)完成寫入上千或者數(shù)千只標簽;
QuickWrite 是一種針對某一個或幾個bits進行批量寫操作的功能。
電子標簽的天線是標簽效能的基礎保障。以銀漿天線方案為例,其天線效率明顯較低,與同幅面鋁箔天線相比讀寫操作距離下降超過30%。而采用銀漿天線方案進行類似封裝的“易碎貼”產(chǎn)品還有很多,普遍性能甚至還要再降低20%。從技術指標上分析,一只合格的G2電子標簽被有效激活的無線電功率應優(yōu)于-18dB;在銀漿天線方案的產(chǎn)品測試中,較優(yōu)的產(chǎn)品樣品測試(非正式)為-15dB左右,而其它樣品多位-12dB~-13dB。
電子標簽的質(zhì)量往往在應用中被忽視,一些用戶通過加大讀寫設備輸出功率來彌補或者掩蓋這些問題,最終沒有解決電子標簽的基礎性能指標和穩(wěn)定性,與其愿望相反,額外引入了大功率的讀寫器產(chǎn)品,高熱將導致識別系統(tǒng)的不穩(wěn)定。
在壽命方面,銀漿天線是一種適合短周期使用的方案,對于可以存儲超過20年的白酒顯然不是理想的方案。
讀寫器設備的選型首先考慮應用的針對性。對于低功率讀寫器,重點關注其標準化程度和操作穩(wěn)定性。例如在小型化的手持設備,藍牙RFID采集器,媒體機識別器等應用,就可以選擇200mW以下的讀寫器設備。小型化應用的另一個關鍵就是讀寫器與小型天線的配合。天線振子邊長短與1/4波長的小型天線是要在整機環(huán)境下聯(lián)合設計調(diào)試的,這樣的天線不是通用產(chǎn)品;另外,大功率讀寫器要不可避免面對成本高、電力消耗大、溫度高、連續(xù)運行穩(wěn)定性差等問題;最關鍵的是G2 電子標簽的許多優(yōu)秀性能,要求讀寫器天線必須很好地呈現(xiàn)讀寫器的無線電指標,粗劣的天線幾乎無法穩(wěn)定實現(xiàn)大部分電子標簽的高級操作,對于小幅面天線,其技術復雜性不亞于讀寫器模塊。
小型化、小功率的識別設備,往往對識別速度和每秒識別標簽數(shù)量要求不高,原因是在其無線電可視范圍內(nèi),不可能出現(xiàn)很多數(shù)量的標簽。因此,對此類設備的要求不是高速,而是低耗高穩(wěn)定性。
對于中大功率的識別設備,在考慮其滿足應用與升級需要的同時,應考慮設備的合法性。中大功率設備在各個國家都是被嚴格管理的,即使是簡單應用或小范圍應用,在產(chǎn)品選型時也要為此做好基礎鋪墊,因為一旦系統(tǒng)升級,按照簡單產(chǎn)品設計的硬件和軟件架構有可能不適應。在超過27dBm輸出功率的讀寫設備中,固定式分立元件的讀寫器為首選,模塊化產(chǎn)品則是R2000 方案相對比較好,而IDS的方案則在25dBm以下具有明顯優(yōu)勢。
中大功率讀寫設備的散熱問題比較突出。一方面具有良好射頻性能的讀寫器使用的放大器線性度要求高、效率較低、自然發(fā)熱量大;另一方面是設備的啟停應考慮條件觸發(fā)模式,盡量不要使用簡單的連續(xù)運行模式。大功率讀寫器連續(xù)高速運行,產(chǎn)生的高溫也會嚴重影響設備的穩(wěn)定性,并將導致其輸出性能的下降。
六. 目前行業(yè)應用普遍存在的問題
技術應用或者說項目的成功,和相關聯(lián)各方的共識密不可分,如果我們能在更高的角度觀察思考,那么當下即是“收獲”。
下列各項是在實際案例中所遇見的困惑:
◆ 用戶作為甲方對應用設計的關注和參與度較低;
◆ 技術方向的確立缺乏中遠期規(guī)劃;
◆ 產(chǎn)品選擇上缺乏更專業(yè)的技術支持和分析評估;
◆ 產(chǎn)品方向不明確,小股多次投資,使技術支持方無法采用電子信息產(chǎn)業(yè)最優(yōu)秀的產(chǎn)品設計和制造手段。
結束語:
物聯(lián)網(wǎng)時代的來臨,一時間跨行業(yè)跨領域的各類技術匯聚,只有對這些技術和實際情況進行認真的比對分析,才能就具體應用尋求到有效的解決方案,使UHF RFID在物聯(lián)網(wǎng)應用中還原其真實的價值。