Introduzione alle tecnologie RFID ed alcuni Case Studies Marco Ciavarella.
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Introduzione alle tecnologie RFID ed alcuni Case Studies
Marco Ciavarella
AGENDA
• Introduzione su RFID e Pervasive• Cenni su EPCglobal Network Architecture• Oracle & RFID (e piu’ in generale sensori)• Alcuni casi di successo italiani e
internazionali• Domande e risposte
Cosa significa Pervasive? Ed RFID?
• Pervasive Computing intende tutti quei sistemi di calcolo inseriti in dispositivi di uso quotidiano atti a rendere più facile l’interagire tra le informazioni e l’utente. L’utente è così in grado di fruire delle informazioni/servizi in maniera naturale, in ogni luogo ed in qualsiasi circostanza esso si trovi.
• Radio Frequency IDentification (o RFID) è una tecnologia per la identificazione automatica di oggetti, animali o persone. Le informazioni contenute in un Tag RFID vengono lette distanza usando dei lettori RFID (antenne). Un tag RFID e' generalmente costituito da un microchip che contiene dati e una antenna che permette di ricevere e di trasmettere radiofrequenza ad un transceiver RFID (antenna esterna).
Un po’ di numeri…
• 2006: smartphone venduti nel Mondo 86.407.000 ed Europa Occidentale 55.407.000
• Trend: – aumento Knowledge Workers, Mobile Workers…
Dispositivi totali venduti (.000)
2005 2006 2007Mondo 820.571 955.287 1.058.217Europa Occidentale 166.034 192.228 213.520
Source: OVUM 2006
Wireless & Pervasive, RFID
Pervasive?
M2MTelematics
Spatial
RFID
Mobile Workers Embedded
Voice
Location
Sensors
Pervasive “impact”
New
Dove si trova e dove puo’ trovarsi
Immaginate di conversare con oggetti intelligentiL’RFID è un fattore chiave per rendere “intelligenti” gli articoli
• Chi sei?• Chi ti ha creato?• Chi è il tuo proprietario?• Che tipo di prodotto sei?• Contieni materiali pericolosi?• Chi ti ha riparato?• Che cosa ti succede?• Qual è la tua data di scadenza?• Dove stai andando?• Qual è la tua destinazione?• Quando dovresti arrivare a destinazione?• Sei sul percorso corretto?• Sei già passato in dogana?• Che cosa pesi?• Sei caduto durante il viaggio?
Tipi diversi di identificazione
I Processi RFID e sensor based
Analisi
Cattura
Risposta
Gestione
Accessodi informazioni filtrate e appropriate da parte di una varietà di differenti lettori e sensori.
dell’esplosione di dati ed eventi in una singola sorgente di verità che è anche scalabile, affidabile e sicura.
dei dati e degli eventi in tempo reale per offrire business intelligence e monitoraggio delle attività di business per il miglioramento continuo dei processi.
alle informazioni in qualsiasi momento e luogo da parte di tutte le persone, applicazioni e procedure di business appropriate.
automatica a eventi e informazioni e possibilità di gestione mediante eccezioni da parte del personale.
Identificazione in radiofrequenzaCodice a barre intelligente… e molto altro
• RFID – la tecnologia di abilitazione degli “oggetti intelligenti”
• La tecnologia RFID permette la raccolta di dati e l’identificazione automatizzata, con una conseguente accelerazione dei processi di business e una maggiore precisione e tempestività dell’immissione dei dati.
• Le etichette RFID consistono di un chip che conserva dati e di un’antenna per la comunicazione dei dati stessi per mezzo delle onde radio.
Nozioni elementari dell’RFID Lettura/scrittura su più etichette in ambienti difficili
• L’etichetta RFID contiene chip e antenna RFID.
• L’etichetta RFID contiene un ID unica.
• L’etichetta RFID trasmette dati in modalità wireless via onde radio.
• Tipi etichetta : passiva, attiva
• Le applicazioni hanno accesso alle informazioni sugli elementi fisici basati sulle etichette RFID.
• I processi di business possono essere automatizzati (da macchina a macchina).
• I processi di business possono essere trasformati sulla base delle nuove informazioni disponibili.
Hardware e fisicaHardware e fisica
• Il middleware si connette a un lettore RFID e raccoglie e memorizza le informazioni lette dai lettori RFID.
• Livello astrazione lettore RFID.
• Livello gestione lettore RFID.
InformaticaInformatica
La tecnologia RFID La tecnologia RFID collega il mondo reale collega il mondo reale degli oggetti al mondo degli oggetti al mondo informatico e consente informatico e consente
ad applicazioni e ad applicazioni e computer di rilevare il computer di rilevare il
mondo fisico.mondo fisico.
• Lettore/scrittore RFID comunica via onde radio con le etichette RFID.
• Il lettore RFID passa i dati al server applicazione locale.
• Tipi di lettore: lettori per portali fissi (portoni di magazzini, nastri trasportatori), lettori portatili (slitta PDA, scheda CF, ecc.)
Nozioni elementari dell’RFIDVista schematica e semplificata dell’infrastruttura
Gli elementi intelligenti sono collegati a una rete e quindi sia alle informazioni archiviate in essa ma anche a un agente (software) decisionale, che agisce per suo conto.
ProdottiProdotti DispositiviDispositivi MiddlewareMiddleware
Chip RFID
Qualsiasi prodotto
ProductMarkup
Language(PML)
Qualsiasi
lettoreRFID
Qualsiasi rete(cablata/wireless)
Server”savant”
ServerONS
ServerEPC Info
ERPERP
Internet
Agisce per conto
di un prodotto specifico
MarcaturaMarcaturaDispositiviDispositivi ReteRete DatabaseDatabase AgenteAgentesoftwaresoftware
RFID – Pro e controAttuali vantaggi e sfide
Tecnologia matura
Standard definiti
Grande diffusione
Basso costo di implementazione
Facilmente leggibile
Tecnologia matura
Standard definiti
Grande diffusione
Basso costo di implementazione
Facilmente leggibile
Codice a Codice a barrebarre
TecnologiaTecnologia Punto di forza Punto di forza DebolezzaDebolezza
Necessità di una visuale sgombra
Sensibile all’orientamento
Necessita di intervento umano
Sensibile a stampa e abrasione
Contenuto dati statico
Necessità di una visuale sgombra
Sensibile all’orientamento
Necessita di intervento umano
Sensibile a stampa e abrasione
Contenuto dati statico
RFIDRFID Nessuna necessità di visuale sgombra
Raccolta dati passiva
Non sensibile all’ambiente
Lettura, scrittura e aggiornamento dati
Lettura/scrittura etichette multiple
Nessuna necessità di visuale sgombra
Raccolta dati passiva
Non sensibile all’ambiente
Lettura, scrittura e aggiornamento dati
Lettura/scrittura etichette multiple
Tecnologia emergente
Assenza di standard
Costo attuale moderato o alto
Codici leggibili solo come “extra”
Tecnologia emergente
Assenza di standard
Costo attuale moderato o alto
Codici leggibili solo come “extra”
RFID, una funzione – tanti utilizzi
Sfide dell’RFIDCi sono ancora dei problemi da risolvere
• Espansione incontrollata del volume di dati e transazioni– Granularità: a livello di confezione -> a livello di articolo -> a
livello di unità– Frequenza: transazione -> on-demand -> continua
• Risoluzione dell’ID etichetta per il contenuto oggetti– Identificazione: qual è l’informazione univoca?– Posizione: dove si trovano le informazioni da reperire?– Presentazione: come devono essere presentate le informazioni?
• Gestione eventi e informazioni– Transazioni: basate su UI -> basate su eventi -> basate su agenti– Architettura: centralizzata -> localizzata -> decentrata
• Diversità hardware e incompatibilità– Standard: frequenze e protocolli differenti– Integrazione: i lettori RFID hanno API differenti
Alcuni Benefici RFID…
• Produttività
– Riduzione dei punti di manipolazione dei pallet• Eliminazione della conta dei cartoni
• Eliminazione della lettura ottica di pallet e cartoni
• Eliminazione della stampa ed applicazione di etichette
– Riduzione dei tempi di check-in/check-out
• Qualità
– Incremento della precisione accuratezza dell’ordine• Riduzione delle perdite d’ordine
• Riduzione delle perdite nel trasporto
– Miglioramento della rotazione e del rifornimento dello stock
Potenziali vantaggi di business• Aumento della differenziazione e del vantaggio competitivo. Esempio: i
produttori devono incorporare rapidamente RFID per rispondere a esigenze di rivendita.
• Aumento della produttività. Esempio: RFID consente di eliminazione la scansione manuale del codice a barre per la verifica a magazzino.
• Aumento della visibilità della supply chain. Esempio: un rivenditore può ridurre le situazioni di esaurimento stock grazie alla gestione della disponibilità via RFID.
• Minimizzazione dei costi. Esempio: RFID può indicare con la massima precisione i punti deboli dei processi di produzione e minimizzare il numero di prodotti da richiamare.
• Massimizzazione della resa degli asset. Esempio: in ambiente sanitario, un ospedale può controllare gli asset più costosi (attrezzature mediche, sedie a rotelle, ecc) in qualsiasi momento e parte della struttura.
• Prevenzione di furti, frodi e contraffazioni. Esempio: ogni anno l’industria farmaceutica subisce perdite pari al 2-7% dei profitti a causa delle contraffazioni. RFID può eliminare i prodotti contraffatti grazie a ID specifiche per ciascun flacone.
• Riduzione di rischi e responsabilità. Esempio: il settore dell’allevamento può minimizzare il rischio associato alle emergenze sanitarie usando RFID per controllare il proprio bestiame.
Nota sulle frequenze…
Il vero sistema RFID
La tecnologia RFID introduce cambiamenti di tipo culturale. La gestione del cambiamento deve iniziare da una vision rispetto ai possibili campi di utilizzo.
Due sono i possibili approcci alla realizzazione dei sistemi RFID:
- Individuare un problema non risolvibile, se non con la tecnologia RFID (Importante, Ma ……)
- Agire in modo strategico, ridisegnando i processi della Catena del Valore, per beneficiare di tutti i vantaggi che la tecnologia offre. (Fondamentale!)
Il vero sistema RFID
Quando si parla di sistemi RFID la prima cosa importante èdistinguere il vero dalle “imitazioni” Quando si parla di sistemi RFID la prima cosa importante èdistinguere il vero dalle “imitazioni”
Cos’è un vero sistema RFID ?
• E’ un sistema in grado di rilevare dati, eventi e cambi di stato, come conseguenza naturale del fatto che un insieme strutturato di informazioni (variabili) sono rese disponibili in un certo istante a bordo di oggetti.
• E’ un sistema in grado di ridurre significativamente il numero di operazioni e i tempi richiesti per l’identificazione rendendole allo stesso tempo più sicure.
• E’ un sistema in grado di eliminare in misura significativa la necessità di dichiarare in modo esplicito, interattivo e volontario un dato, un evento, un cambio di stato rilevato all’interno di un processo esecutivo.
Cenni su EPCglobal Network Architecture
EPCglobal Network Architecture
EPCglobal Network Architecture
RFID Tags
RFID Readers
RFID Middleware
Application Specific Capture AppsApplication Specific Capture Apps
EPCIS Services
Solutions
EPC UHF Gen2 Protocol
EPC RP or LPRP
EPC ALE
EPCIS Capture Interface
EPCIS Query Interface
Requisiti minimi RFID middleware
I requisiti funzionali minimi di un middleware e dei relativi information service sono:
– reader management– event filtering– data aggregation– customised business event logic– integration with internal systems.
Dove risiede la potenzialità del RFID
L’usare le tecnologie RFID attiva una serie di eventi impattano fortemente sul processo. In effetti la
complessità può dipendere da cosa “tracciamo”, dove lo tracciato e dalle condizioni ambientali.
Ma il dato è il valore reale. Esso permette un miglioramento del processo.
Oracle & RFID (e piu’ in generale sensori)
Oracle Sensor-Based ServicesComponente chiave per realizzare un’azienda Real-Time
Supporto integrato per l’RFID e computing basato sui sensori.
BusinessIntelligence
Portal
Cache
E-BusinessIntegration
Management& Security
Dat
abas
esD
atab
ases
Ap
pli
cati
on
Ser
ver
Ap
pli
cati
on
Ser
ver
Vertical ApplicationsVertical Applications Horizontal ApplicationsHorizontal Applications
Ap
pli
cati
on
sA
pp
lica
tio
ns
PartnerPartnerApplicationsApplications
Wireless & Voice
Complete Mobile Solution
BACKEND BACKEND SYSTEMSSYSTEMS
EVENT EVENT SOURCES & SOURCES & RESPONSE RESPONSE
DEVICESDEVICES
GESTIONE
ANALISI
ACCESSO
Business Intelligence
JDeveloper
Business ProcessManagement
CATTURA
PortalMobile
Infrastruttura RFID Oracle
Integration
Sensor Edge Server
OracleE-Business Suite
Packaged Apps
Legacy
Other
ORACLE RFIDINFRASTRUCTURE
SecuritySensor Data Hub
EnterpriseManager
Oracle Edge Server
Lettore RFIDfisso
Lettori RFID & BarcodeScanners portatili
DriverFramework
Alien
Management and ToolsManagement and Tools
Device ManagerDevice Manager Filter ManagerFilter Manager
Altri sensori
EMS
FEIG
Intermec
Matrics
Zebra
Other
Data Dispatcher
Streams/AQ
JMS
Web Services
HTTP
Other/Custom
FilterFramework
Base
CrossRead
Pass
PalletPass
Shelf
PalletShelf
Other
PL/SQL, Other Queues, AQ/JMS, etc
JMS Client
Web Services (WSDL)
Servlet, JSP, etc
Custom Applications
Development KitDevelopment Kit
Filtri: Esempi
back-store front-store
trash
shipping
receiving
replenishment
unpacking stations
storage area
sma
rt sh
elve
s
checkout
Alcune esperienze ORACLE italiane e internazionali
• 140 societa’, 12 vallate, 450 impianti di risalita
• 450 impianti connessi via GSM/GPRS
• Tessere contactless usa e getta e permanenti (ricaricabili)
• Miglior servizio al cliente e piu’ efficienza interna
• Tracciatura itinerari, ripartizione introiti
• Blocco tessere rubate/smarrite
KCI e’ una filiale italiana di un gruppo che sviluppa e vende/noleggia una varieta’ di prodotti medicali innovativi
nella catena del valore della sanita’
La soluzione: prodotti con tag RFID per consentire il tracking e il monitoraggio.
Benefici: Miglior assistenza postvendita e migliore manutenzione, fatturazione piu’ accurata, certificazione dei
processi.
Perche’ RFID ?• Alta frequenza di movimentazione dei prodotti
• Tipologia del prodotto
• Flessibilita’ della tecnologia
• Resistenza ai lavaggi e alle alte temperature
• Tracciabilita’
•Automazione processi interni/esterni
•Automazione handling
KCI Italia: Schema MagazzinoLegenda:
RIPARAZIONECONTROLLO
QUALITA’
NOLEGGIO
VENDITA
SANIFICAZIONE
RICEVIMENTO
MERCI
RIENTRO DA
NOLEGGIO
PROGRAMMAZIONE
TAG
USCITA PER
NOLEGGIO
USCITA PER
VENDITA
ANTENNA FISSA GATE LETTORE RFID LETTORE BARCODE
1
2
6
2
3
3
3
3
45
7
ChemSecure
Gestione e controllo delle sostanze chimiche pericolose e
del loro smaltimento con RFID e servizi basati su sensori
"NASA Dryden Flight Research Center in partnership with the Department of Defense implemented the ChemSecure solution
using RFID tags to track hazardous chemicals in real-time. Built on the Oracle Sensor Edge Server and Oracle Database with
integration to the Hazardous Material Management System, ChemSecure enables the enforcement of Dryden’s chemical
management business processes and provides users full and cost-effective control over their chemical inventory management.”
-- Ralph Anton, Chemical Program Manager, NASA Dryden
ChemSecure
Obiettivo• Garantire la sicurezza per le sostanze
chimiche e le persone che accedono alle stesse nell’area di lavoro.
• Garantire la sicurezza del pronto intervento in caso di fuoriuscita di sostanze chimiche.
• Controllare la manipolazione delle sostanze chimiche sulla base di informazioni in real time sul contenuto e sulle credenziali degli addetti
• Gestire le eccezioni e innescare workflow in caso di condizioni di errore
Requirements• Catturare informazioni real time sugli
assets fisici attraverso sensori e RFID tag.
• Device mobili con suporto RFID integrato.
• Correlare assets chimici e informazioni sul personale: identità, stato, posizione
• Role based alerting (Personale di base, Management, prontointervento) con delivery multicanale
“Una miscela ipergolica si accende al semplice contatto tra i componenti, senza alcuna fonte esterna di accensione (calore o fiamma)”
Azienda Ospedaliera Universitaria
• Applicazione delle tecnologie RFID alla geolocalizzazione in ambito sanitario con particolare riferimento a un Pronto Soccorso
• Monitoraggio del paziente all’interno del Pronto Soccorso e delle aree adiacenti: servizio di Radiologia, Neuroradiologia, Emodinamica
Perché RFID
• Rintracciabilità dei pazienti• Trasparenza• Rintracciabilità della
documentazione• Rintracciabilità delle
apparecchiature• Rintracciabilità delle attrezzature• Rintracciabilità del personale
Hospital.Emergency area of Macchi Hospital in Varese (Italy). Tags are linked to devices
for quick location, to prevent theft and misplacement.
McCarran International Airport
Problemi• L’accuratezza dello scanning ottico usando
barcode e’ solo dell’80-90%
• Il costo di gestione dei bagagli inviati alla destinazione sbagliata e’ alto
• L’amministrazione per la Sicurezza dei Trasporti spinge per fare lo screening di ogni bagaglio dei passeggeri
• E’ richiesta una infrastruttura scalabile e flessibile per ottenere la traccia strocia di ogni bagaglio
Soluzioni• La soluzione di ARINC e Symbol su tecnologia
Oracle consente la visualizzazione near real time dell’ubicazione di ciascun bagaglio.
• L’effcieinte sistema di tracking dei bagagli ora soddisfa pienamente le richieste della TSA
• La soluzione RFID fornisce letture accurate vicine al 100%
Benefits• La miglior accuratezza delle letture via tag consentira’
di risparmiare circa 1M$ al giorno
• Maggior soddisfazione e sicurezza del viaggiatore
“We standardized on Oracle about 10 years ago andOracle has never skipped a beat so it was really anatural extension as we moved into the RFID arena toutilize an Oracle database.” Samuel Ingalls, Assistant Director of Aviation, Information Systems McCarran International Airport in Las Vegas
Las Vegas, Nevada, U.SLas Vegas, Nevada, U.S
Detention center example.Layout of cell with adjacent
areas and location of inmates. Yellow dots are inmates, red
dots are inmates in not-allowed areas and blue dots are
assistants-guards.
Ospedale “Vittorio Buzzi”Azienda Ospedaliera ICP di Milano
• Headquarter: Milan, Italy• Website: www.ICP.mi.it• Industry: Healthcare, Public
Sector• Yearly Income: €110m• 1600 Employees• Structure:
– 576 Beds– 2 Hospitals (Buzzi and
CTO)– 22 regional outpatients
clinic– 1.700.000 specific medical
practice
Progetti
Identificazione Mamma/BambinoIl progetto è stato implementato per il reparto di Ostetricia (3600 pazienti per anno)ed il suo scopo è di creare un sistema di monitoraggio e controllo per il corretto accoppiamento tra il bambino, la mamma e il fascicolo clinico inserendo dei braccialetti dotati di Tag RFID.Gestione manutenzione apparecchiature elettromedicaliIl sistema prevede l'applicazione su ogni apparecchiatura elettromedicale di un'etichetta Rfid che riporta le informazioni relative alla natura e alla tipologia dell'apparecchio, l'elenco degli interventi svolti sia in regime di manutenzione ordinaria che straordinaria, note dettagliate sui singoli interventi e sulle componenti sostituite, nonché informazioni utili per gli interventi programmati futuri.
Gestione del Blocco OperatorioPer migliorare la qualità delle attività in sala operatoria è stato implementato un sistema automatico di rilevazione dei tempi nel Blocco Operatorio. Il sistema, basato su tecnologia Rfid, mette il paziente al centro del flusso di lavoro del Blocco Operatorio, registrando automaticamente le procedure a cui è sottoposto nelle varie fasi e i tempi di esecuzione delle medesime.
bambino
Cartella
madre
Sistema automatico per la gestione ed il controllo dei documenti negli uffici del rettorato, facendo uso di Tag di tipo “passivo” con frequenza a 13,56 Mhz e con diversi apparati (reader seriali e antenne pad) basati sulla tecnologia RFID.
– Tracciabilità dei documenti– Ricerca delle pratiche amministrative – Ottimizzazione flussi documentali
Un Tag adesivo viene apposto su ogni documento e ne permette l’identificazione univocaScaffali, armadi, scrivanie sono dotati di un’antenna pad che segnala la presenza dei documenti, memorizzando le coordinate che identificano la posizione (es.Armadio n°1, scaffale n°100, scrivania n.1, etc.)
Università di Messina
Ufficio Protocollo
Primi UfficiUfficio Protocollo
•Apertura delle buste•Riconoscimento tipologia Documento e relativa associazione
Riconoscimento ed Associazione
Q U E S T I O N S
A N S W E R S
www.oracle.com/it/mobilitywww.oracle.com/it/mobility
[email protected]@oracle.com
&