RFID 產業發展週期和未來方向探討

1. RFID產業發展週期和未來方向探討 李正明 機電學院 國立台北科技大學 10/13/2010 Jimmy Li

2. 大綱 • RFID產業導入現況 • Geoffrey Moore 技術導入週期 • RFID應用產業導入週期 • 新技術觀察 • IoT物聯網 • 產業需求推力 • 未來發展進程 • 關鍵技術 • 可能應用 • 關鍵因素 Jimmy Li

3. Geoffrey Moore 技術導入週期 Jimmy Li

4. Jimmy Li Source: RFID Journal

5. Early Market • 目標客戶有前瞻視野的事業部負責人 • 導入理由創造競爭優勢 • 產品屬性科技計畫 • 執行夥伴顧問和系統整合業者 • 銷售管道直接銷售 • 定價方法獲利價值導向 • 競爭對手不同科技種類 • 市場定位技術領先地位 • 下一個客戶不同產業的事業部負責人 Jimmy Li

6. Bowling Alley • 目標客戶務實的部門主管 • 導入理由解決特色問題 • 產品屬性利基型應用 • 執行夥伴新興的價值鍊 • 銷售管道 VARs • 定價方法痛苦價值導向 • 競爭對手市場間的競爭 • 市場定位利基市場領先地位 • 下一個客戶鄰近利基市場 Jimmy Li

7. Tornado • 目標客戶務實的技術採購者 • 導入理由需要新系統 • 產品屬性平台產品 • 執行夥伴整合的價值鍊 • 銷售管道大量銷售 • 定價方法競爭導向降低風險 • 競爭對手廠商間的競爭 • 市場定位市場佔有率領先地位 • 下一個客戶新平台、銷售管道和區域市場 Jimmy Li

8. 週期階段關鍵因素 • Early Market 有創新價值的新科技 • Chasm • Bowling Alley 成熟solution或系統產品 • Tornado 產業標準，領導廠商 Jimmy Li

9. RFID應用產業導入週期 Jimmy Li

10. 航空產業 • 空中巴士和波音公司已決定使用ISO 18000-6C來追蹤和辨識供應鍊上的零件 • 未來會要求供應商貼附零件標籤 • 巴西飛機製造商Embraer也確認零件追蹤的效益 • 積極與軟硬體廠商合作開發完整solution • 目前尚未有明顯的領導軟硬體廠商 • 如果大型飛機製造商開始要求貼附零件標籤航空業的使用將迅速進入tornado階段 Jimmy Li

11. 服飾零售 • Arkansas大學的RFID研究中心的研究指出對零售商和製衣廠而言，RFID比條碼有明顯的效益 • 在歐美有許多有前瞻視野服飾零售業者已證實RFID可用來提升零售店存貨管理 • 服飾業也正形成共識使用ISO18000-6C被動式UHF標籤 • 軟硬體廠商(Motorola, Avery Dennison, Impinj, OAT Systems, Xterprise, Vue Technology) 也積極在開發完整solution • 可能在1-2年內會產生明顯的領導軟體廠商來加速市場的導入 • 歐洲已明顯渡過chasm，美國稍微落後 Jimmy Li

12. 民生用品產業CPG • CPG廠商, P&G, Gillete,是被動UHF系統的原始推動者，並與大型零售商(Walmart, Target)合作推動RFID • Target無法確認ROI，並未繼續導入 • Walmart認為有效益，但對製造商找不出明顯的效益 • Walmart也積極嘗試其他應用擴大RFID的效益 • 如果RFID系統成本持續降低，CPG廠商可望獲得效益 • 目前尚未渡過chasm Jimmy Li

13. 國防工業 • 美國國防部已要求供應商在箱子和棧板上貼UHF被動標籤 • 但美國國防部使用過多不同軟體系統 • 對供應商而言，目前尚未有明顯效益 • 逐漸會有更多的供應商為美國國防部的訂貨貼標籤 • 但在國防工業內要廣泛使用被動RFID似乎還要需要幾年的推動 Jimmy Li

14. 醫療照護 • RFID在醫療照護產業已有明顯的效益 • 許多醫院已導入RTLS來追蹤醫療設備並大幅減少設備租賃成本或購買費用 • 已有多家廠商，如AeroScout, Awarepoint, Ekahau, GE Healthcare，提供完整solution，導入狀況相對成熟 • 可能是第一個進入tornado階段的產業，但因缺乏資產追蹤的產業標準，2年內可能無法達成 • 目前使用技術有ZigBee, Wi-Fi,或其他專利系統 • 大多醫院會先觀望，等到有領導廠商出現時，才導入 Jimmy Li

15. 物流產業 • 全球物流業，除少數例外，相對緩慢採用RFID • 由於US DOD使用ISO18000-7主動RFID在港口追蹤貨櫃可能帶動物流業的導入 • Savi目前是DODRFID軟硬體供應領導廠商 • 如果Savi能說服物流業，使用Savi技術追蹤貨櫃可以取得具體效益，Savi可能成為此產業的領導RFID廠商 Jimmy Li

16. 製造業 • RFID在製造業已證實多項效益，如追蹤可回收容器、零件容器、工具、和在製品 • 主動RFID和RTLS在大型製造業的應用效益也非常顯著 • 目前已有多家廠商提供RFID solution，但尚無明顯領先者 • 在領導RFID廠商出現前，未來幾年solution還會繼續演進 Jimmy Li

17. 醫藥業 • 美國聯邦政府延後藥品履歷實施至少到2015，大部份的醫藥業也縮小在RFID的投資 • 有些藥品廠商也嘗試應用被動UHF和可回收搬運箱來追蹤單一藥劑，但尚未取得顯著效益 • 如果有更多州政府要求實施藥品履歷，RFID比2D條碼能提供更多的效益，減少資料收集所需要的人力 • 此產業的RFID導入動機將受政府法規影響，而非依照Moore的導入週期模型 Jimmy Li

18. 零售業 • 大型零售商和百貨公司已用被動UHF來追蹤商品 • 這兩類零售業廠商也證實在服飾應用的效益 • 但應用在百貨業的家具和家電，或零售業的湯罐頭和盒裝麥片效益不顯著 • 目前大都注重在珠寶、DVD、和高價電子產品的應用 • 目前已有多家廠商提供RFID solution ，但專屬solution還有帶開發 • 大型零售商和百貨公司有可能跟隨服飾業的導入週期 Jimmy Li

19. 新技術觀察 Jimmy Li

20. Impinj Monza 4 EPC G2晶片 • 2010 RFID Journal 最佳RFID新產品獎 • 提供接近完美的讀取率和資料保護功能 • 每一晶片可連接2個天線，不管天線的方向性，標籤都很容易被讀到 • 資料保護功能： • Private mode: internal use, anyone can read all data • Public mode: only generic serial number can be read • Reader can issue a password-protected command to switch modes • A “peek” feature allows temporarily switch to private mode to read data • When chip losses power, it auto switches to public mode Jimmy Li

21. Printed-Electronics RFID Tags • 2004開始出現，2008有顯著進展，目前已到實用階段 • LAMetro開始使用在短期票 • 有些產業則用在產品證明和促銷 • 價格約為晶片標籤的十分之一 • 印刷標籤使用標準印刷設備在標籤底板印刷多層的導電或半導電材料 • 目前印刷電晶體的數量有限，這限制了須複雜運算的功能，如資料加密 Jimmy Li

22. Printed-Electronics RFID Tags • 市場目前首先推出被動HF標籤，但UHF和sensor也在開發中 • 目前技術可印製5,000-10,000個電晶體，但EPCprotocol須70,000個電晶體 • 在捷運票券的應用市場，國際五大都市目前使用約6億張RFID卡，其中4.5億張短期使用可用印刷RFID卡 • PE廠商大多專注在太陽能板、顯示板、醫療器材，只有少數開發RFID標籤 Jimmy Li

23. Printed-Electronics RFID Tags • Kovio (USA) • 推出ISO14443 HF標籤,128 bits memory, 5cm reading range • 使用nanosilicon ink印刷 • Capable for HF and UHF tags, but focus on HF now • 捷運票券、品牌證明、促銷應用 • PolyIC (German) • HF– 醫療和汽車產品證明 • UHF– 供應鍊作業 • 使用Organic Ploymer印刷 Jimmy Li

24. Printed-Electronics RFID Tags • Sunchon National University (Kerea)+Rice University (Texas, USA) • 開發印刷被動UHF標籤，希望3年內上市 • 使用nanocarbon ink印刷 • 目前已能印製HF標籤 – 4 bits data, 4cm read range, 3cents cost • 三種技術中，nanosilicon和nanocarbon ink在導電和charge mobility的效率比organic polymer好 Jimmy Li

25. IoT物聯網 • 產業需求推力 • 未來發展進程 • 關鍵技術 • 可能應用 • 關鍵因素 Jimmy Li

26. 產業需求推力 敏捷性 全球化 機動性 快速調整資訊系統滿足心營運需求 可預測的系統調整時間，包含計算能力、儲存器、資料和應用流程的修改 有效支援全球區域機構資訊需求 支援全球營運流程 支援機動員工與裝置並與公司資訊系統整合 整合和支援感應器和外部資訊來源 需求條件 公司資訊基礎設施 Jimmy Li

27. 技術推力 增加設備分散性和機動性 智慧物品/感應器 智慧裝置/機動裝置 個人電腦 大型主機 增加分散式資料中心 Jimmy Li

28. 市場機會 Jimmy Li

29. IoT發展歷程 • 1999 MIT AutoID Center 根據EPCnetwork架構提出Internet of Things • 2005 網際網路報告2005提出Web of Things，強調網路如何聯通物件 • 2008IBM提出智慧地球，強調感測技術和智慧基礎設施 • 2009 • 歐盟IoT─強調RFID廣泛應用，並重視資訊安全 • i-Japan ─強調電子政務和社會資訊服務應用 • 中國物聯網─戰略性新興產業，突破傳感網，部署後IP時代技術研發 Jimmy Li

30. IoT內涵 • MIT提出Internet of Things • 把商品貼附RFID標籤 • 借由網路和資料庫取得貼附商品相關資料 • 目前IoT意涵已被擴大 • 透過RFID或無線網路，所有日常物品將可被讀取、辨認、定位、編碼、控制、 ‧‧‧ • 所有日常物品包含電子設備和非電子設備，如食品、衣服、‧‧‧ Jimmy Li

31. IoT的聯結方式 • 簡單模式是用RFID作尋問與答復 • 最佳作法是用雙向Internet通訊 • 目前常與感應網路結合作監測，並依賴下列技術進展 • 裝置微小化、低耗能感應器、資料處理、無線通訊 • 主要溝通模式 • 物與人 - 如遠端監測，物品自動回報狀況、位置、環境資訊 • 物與物 – 物品與系統之溝通不須人為啟動或干預，如物品監測其他物品、作改正動作 Jimmy Li

32. IoT的類似觀念 • 感應網路 • 遠端裝置，大多無網際網路連線 • 無所不在的定位 • 室外、室內、地下 • 生物辨識 • 辨識人員或其他生物 • 機械視覺 • 讓IoT監測物品但不須遠端感應器、控制器、無線通訊 Jimmy Li

33. IoT遠端裝置功能 • 具有機器可讀取的辨識 • 感測和記錄環境資訊 • 無線通訊能力 • 可定位 • 具有自主性 Jimmy Li

34. IoT架構 Source: ETRI Jimmy Li

35. IoT Roadmap Jimmy Li

36. 關鍵技術 • M2M界面和通訊 • 微控制器 • 嵌入物品 • 無線通訊 • 近程距、遠距、單向、雙向 • RFID技術 • 能量採集技術 • 由環境溫度變動、聲音、震動和電波 Jimmy Li

37. 關鍵技術 • 感應器 • 感測和記錄聲音、光、大氣狀況、震動、和其他環境訊號 • 促動器 • 定位技術 • GPS、WiFi和手機基地台 • 軟體 • 分散式執行、自我描述的資料結構、智慧資料分析、模擬人類思考方式‧‧‧ Jimmy Li

38. 綜效技術 • Geotagging or geocaching • Geotagging – 把GIS地理資訊與虛擬物件結合 • Geocaching– 利用GPS作戶外尋寶遊戲 • Biometrics • 身份辨識結合個人資料與地理位置可形成人際網路 • Machine vision • 利用影像分析作身份辨識和`狀況分析 • Robotics • 借由無線網路替代人員監控IoT • Augmented reality • 虛實合境 Jimmy Li

39. 綜效技術 • Mirror worlds • 用數位模式代表實體世界，如Googlemap • Telepresence and adjustable autonomy • 讓遠端人員或物品有如近距呈現 • Life recorders and personal black boxes • 記錄生命信號、聲音、影像、路徑、‧‧‧ • 提升工作安全，生產力、訓練效率 • Tangible user interfaces • 以實物代替虛擬或電腦人工輸入介面 • Clean technologies • 如何減少由IoT產生的大量電子廢棄物 Jimmy Li

40. 應用範圍 • 零售與物流 • 庫存準確性，耗損控制，自動結帳服務，低溫物流，物品品質監控 • 產品生命週期管理 • 利用IoT建立競爭差易化，產生新管道作產品推廣和與消費者互動，追蹤產品使用狀況，售後更新產品功能，監測產品效能與保固 • 監視系統 • 警方，軍事，邊防，海關，保全 Jimmy Li

41. 應用範圍 • 智慧或綠建築 • 提升舒適度，便利性，安全，減少能源消耗，和環境衝擊 • 智慧化管理警報系統，門禁，室內溫濕，電梯，照明，家電，傢俱 • 利用網路提供遠端監控 • 車用資通訊系統 • 自動診斷，安全系統，通訊，舒適控制，娛樂電子系統，行車輔助，省油，胎壓 Jimmy Li

42. IoT產生的新功能 • 手機成為觀看所有物品的窗口 • 產品資訊，遠距視訊傳播 • 手機成為環境的遙控器 • 付費，家電遙控器 • 連續監視和測量 • 監視日常物品，客戶調查，環境品質比較 • 尋找物品 • 各類物品都回報位置給物主，室內或室外 • 鬆散排列物品 • 物品定位和尋找的能力可能改變庫存管理方式 Jimmy Li

43. IoT產生的新功能 • 預先或即時維護 • 可隨時偵測器具使用或磨損狀況作即時維護，改變目前的定期維護作法 • 健康照護 • 廣泛使用感應器即時測量心跳、呼吸、移動、跌倒、用藥，提升照護品質 • 聯通物品的鬆散結合關係 • 各物品聯通後，可利用web-services介面，隨機產生新的互動功能 Jimmy Li

44. 產業需求 • 供應鍊需求 • 防止仿冒 • 防止偷竊 • 食品安全 • RFID單品貼附 • 車用資通訊系統 • 能源與環境 • 專利的適當性 • 標準 – 通訊，資料，分散執行架構 • 個人與商業安全 Jimmy Li

45. 政府因素 • 頻率使用政策 • 電子廢棄物處理 • 地圖定位能力 – 國防，商用 • 資訊戰的攻防 Jimmy Li

46. 關鍵因素 • 客戶對產品貼標的態度 • 微小化 • 政府政策 • GPS • Unlicensed UHF • 加密技術外銷管制 • Gadgets的熱中 • 智慧代理人軟體 • 與人力的競爭 Jimmy Li

47. 關鍵因素 Jimmy Li

48. RFID與IoT • IoT結合辨識、感測、網路、智慧軟體、服務平台，和雲端運算提供即時、不間斷的自主性服務 • 雖然已引起產業界的重視，但相關的標準還有待擬訂 • RFID與感測技術的結合將形成IoT基層技術，因此RFID的後續發展，也須含涵蓋未來IoT的發展需求 Jimmy Li

49. 結語 • 自從EPCG2標準於2006完成後，RFID的技術和應用每年都有突破，但各產業應用的進展步調不一致 • 依據Geoffrey Moore的技術生命週期模型，RFID在各產業應用大多已通過”死亡之谷” • 但要達到”龍捲風”階段，RFID產業仍須繼續開發低成本完整solution，產生領導廠商，和協助使用產業建立應用標準 • RFID是IoT的關鍵技術之一，且IoT已獲得全球產業的重視，未來RFID的推動，除了繼續推動各產業應用達到”龍捲風”階段外，也應積極探討如何與感測、網路、智慧軟體、服務平台，和雲端運算結合以滿足IoT未來發展需求 Jimmy Li

50. 謝謝 Jimmy Li