Systemy identyfikacji RFID zastosowania specjalistyczne i niszowe rozwijają rynek

Jednym z ważniejszych parametrów związanych z systemami zdalnej identyfikacji są ceny transponderów, bo bez względu na to, czy tworzony system ma charakter specjalistyczny, przemysłowy, czy masowy, ceny transponderów stanowią wymierną część inwestycji i nierzadko są czynnikiem przesądzającym o jej powstaniu.

Dlatego stopniowy spadek cen tradycyjnych wersji pasywnych oraz wchodzenie na rynek specjalistycznych rozwiązań (elastycznych, montowanych na powierzchniach metalowych), rozwiązań o dużym zasięgu pracujących w paśmie UHF, jak i tagów aktywnych, ma duże znaczenie dla tempa rozwoju rynku. W ostatnich latach RFID zyskała też silnego sprzymierzeńca ze strony komplementarnej technologii NFC, która pojawiła się w sektorze bankowym.

NFC jest od strony technologii i zasady działania bardzo podobna do RFID, stąd pojawia się możliwość konwergencji, np. przez dwusystemowe czytniki. Skoro na skutek aktywności banków większość kart bankowych ma w sobie transponder NFC, to naturalna staje się pokusa, aby umożliwić za jej pomocą identyfikację użytkownika, np. w kontroli dostępu. Tym samym NFC może okazać się w kolejnych latach sporym sprzymierzeńcem dla omawianego sektora.

Nie da się też ukryć, że RFID nie jest technologią nową, a o jej perspektywach, możliwościach i potencjale mówi się od lat. Ogólna świadomość klientów i rozumienie zagadnień związanych ze zdalną identyfikacją jest spore. Wiedza klientów na temat możliwości, jakie daje RFID, to ważny czynnik prorozwojowy, bowiem przesuwa to dyskusję na kolejny, bardziej merytoryczny poziom.

Cały czas ważnym sektorem rynku RFID jest branża security (ochrona mienia i kontrola dostępu), gdzie notuje się stały wzrost inwestycji, a jako uzupełnienie o podobnym profilu pojawił się stosunkowo nowy biznes związany z automatyką domową. Identyfikacja radiowa nie stała się zatem w Polsce rynkiem masowym, ale za to aplikacji niszowych jest coraz więcej.

Problemy rynku RFID

Zestawienie wartościujące cechy ofert handlowych na samym szczycie zawiera cenę, która jest głównym czynnikiem determinującym możliwość powstania wielu aplikacji wykorzystujących identyfikację radiową. Ale warto zauważyć, że kryterium ceny nie zdominowało całego wykresu i parametr ten jest tak samo postrzegany w sensie znaczenia do wygrania kontraktu, jak parametry techniczne. Niewątpliwie jest to skutek przesunięcia się środka ciężkości rynku na zastosowania przemysłowe i specjalistyczne. Kolejne miejsca przypadły zgodności ze standardami, kompletnej ofercie produktów u dostawcy oraz dostępności oprogramowania. To także jest wyraźne wskazanie, że znaczenie integracji, postrzegania identyfikacji radiowej jako całości jest dzisiaj znacznie bardziej zarysowane. Same transpondery i czytniki stają się jedynie bazą infrastrukturalną do czegoś większego i docelowego.

Nietrudno zgadnąć, że największym problemem dla rynku RFID, podobnie jak dla wielu innych obszarów związanych z innowacyjnymi technologiami, są wysokie koszty inwestycyjne takich instalacji (transpondery, czytniki, instalacja oraz często także oprogramowanie). Efektem jest wzrost konkurencji cenowej na rynku i stała presja na dostawców w tym względzie, widoczna zarówno w większych projektach realizowanych poprzez przetargi, jak i mniejszych prostych instalacjach, typu kontrola dostępu.

W połączeniu z tym, że systemy RFID są znacznie bardziej skomplikowane w porównaniu z innymi systemami identyfikacji produktów i osób (kody kreskowe, klucze, keypady), niestety u wielu klientów wywołuje to negatywne skojarzenia i skłania do odrzucania takich rozwiązań bez względu na argumenty rzeczowe. Takie zjawiska widać w systemach i instalacjach realizowanych w mniejszej skali, gdzie koszt przygotowania oprogramowania, jego integracji z istniejącą resztą, wykonania okablowania itp. okazuje się problemem.

Presja cenowa sprzyja też tanim produktom dalekowschodnim, nierzadko mizernej jakości i oferującym tylko najprostszą funkcjonalność. Ich negatywny wpływ na rynek odbywa się nie tylko poprzez cenę, ale także właśnie przez słabą jakość i wykorzystanie najprostszych rozwiązań (dolne pasma częstotliwości i typ transponderów). Poprzez stosowanie w systemach urządzeń słabej jakości technologia RFID jest postrzegana niestety jako mało skuteczna.

Siła starych technologii i skomplikowanie systemów

Czynniki sprzyjające rozwojowi rynku RFID - zgodnie z przewidywaniami, największy wpływ na rozwój mają obecnie aplikacje specjalistyczne i te wszystkie kojarzone z rynkiem produktów profesjonalnych. Drugą w kolejności ocenę zdobył szeroki wybór transponderów i nowości, które zapewne pełnią funkcję katalizatora dla aplikacji. Z kolei dolne miejsce na wykresie przypadło świadomości rynku, którą postrzega się jako praktycznie bez wpływu. Zapewne to dlatego, że klienci wiedzą, co mogą osiągnąć albo gdzie użyć zdalnej identyfikacji i czekają na moment, gdy będzie to dla nich możliwe (opłacalne).

Negatywny wpływ na rynek zdalnej identyfikacji ma także to, że starsze technologie, a więc głównie kody kreskowe, trzymają się mocno i przez wielu klientów uważane są za wystarczające. Co więcej, w tematyce kodów kreskowych też wiele się dzieje, bo coraz lepsza rozdzielczość czytników, dostępne rozwiązania kodów dwuwymiarowych powodują, że maksymalna odległość odczytu i ilość informacji, jaką zawierają te nośniki, się zwiększa. Specjaliści sygnalizują, że między systemami RFID bazującymi na nowoczesnych transponderach pracujących w paśmie UHF oraz tych na kodach kreskowych jest przepaść cenowa.

Kolejną przeszkodę o charakterze systemowym tworzą standardy, których w zakresie RFID jest wiele. W zasadzie można powiedzieć, że prosta i zrozumiała jest jedynie sama zasada działania identyfikacji radiowej, bo dalej to już jest wielka komplikacja. Mamy kilka pasm częstotliwości, kilkanaście typów transponderów, liczne standardy i protokoły definiowane przez różne organizacje.

Do tego są różne opcje związane z zabezpieczeniami, autentykacją i kodowaniem danych oraz rozwiązania firmowe promowane przez duże firmy. Powoduje to, że mimo ogólnie dobrej świadomości rynku i wiedzy, czym jest radiowa identyfikacja i jakie daje możliwości, większość osób, w tym także liczni dostawcy takich produktów, ma płytką wiedzę na temat takich szczegółów. Brak fachowej wiedzy u projektantów i integratorów jest już problemem, bo prowadzi do wyboru nieoptymalnych rozwiązań, systemów przewymiarowanych na plus po to, aby nie było z nimi problemów i tym samym do większych kosztów.

Nowości warte uwagi

W zestawieniu, które rozwiązanie firmowe w zakresie produktów RFID jest w Polsce najpopularniejsze zdecydowanym liderem jest Mifare, a zaraz po nim Unique. Zestawienie to w zdecydowany sposób potwierdza rynkowy trend, że produkty Mifare, w tym nowa wersja Plus, mają coraz większe znaczenie oraz to, że rynek krajowy cały czas ma dwa silne bieguny. Jeden leży w aplikacjach prostych bazujących na tagach Unique, związanych z kontrolą dostępu i prostymi czytnikami w aplikacjach zastępujących klucze, a drugi w bardziej złożonych opartych na Mifare. W porównaniu z poprzednią edycją wzrosło znaczenie standardu EPC Gen2, który ujednolicił w zakresie UHF wymianę danych na linii czytnik - etykieta RFID, zapewniając możliwość odczytu w dowolnym kraju na świecie. Uniwersalne czytniki i tagi obsługujące wszystkie pasma częstotliwości, uważane są za eliminację kolejnej bariery i istotny przełom w faktycznej globalizacji i unifikacji standardu UHF na całym świecie i stanowią kolejny krok do szybkiego rozpowszechnienia RFID.

Nowe rozwiązania czytników wchodzących na rynek charakteryzują się poprawioną jakością odczytu i wydłużonym zasięgiem. Aby to osiągnąć, producenci stosują systemy wieloantenowe, gdzie poprzez zwielokrotnienie liczby odbiorników, zastosowanie anten dopasowanych do różnych polaryzacji sygnałów poprawia się skuteczność odczytu i zasięg oraz skraca czas wymagany do tej operacji.

Ułatwia to także odczyt, gdy przedmiot jest w ruchu, a więc typowej sytuacji w logistyce i w przemyśle. Poprawę zasięgu uzyskuje się też poprzez pracę w paśmie w zakresie częstotliwości UHF (868 MHz), a więc znacznie wyższej niż zakresy wykorzystywane przez aplikacje konsumenckie (13,56 MHz).

W paśmie UHF zasięg odczytu przekracza 10 metrów, co jest bardzo ważne, bowiem do niedawna takie parametry wymagały użycia transponderów aktywnych, a więc z wbudowaną baterią, bardziej skomplikowanych i oczywiście droższych. Pasmo UHF plus pasywne tagi jest rozwiązaniem tańszym od innych kombinacji o dużym zasięgu odczytu, nic więc dziwnego, że takie urządzenia szybko się popularyzują. Proces ten wspiera silnie standard UPC Gen2, działający właśnie w zakresie UHF.

Sporo dzieje się też w zakresie poprawy bezpieczeństwa systemów RFID, co jest ważne w przypadku systemów biletowych, elektronicznych dokumentów i identyfikatorów. Przykładem może być wzmocnienie bezpieczeństwa w Mifare poprzez Mifare Plus, powiązanie z systemami NFC oraz generalnie wprowadzenie na rynek czytników wielozakresowych uwzględniających także NFC. Takie urządzenia kierowane są głównie w stronę aplikacji security (kontrola dostępu), bo NFC oferuje dobry poziom zabezpieczeń, który powszechnie stosuje branża bankowa.

Pojawiają się nowe wykonania transponderów pozwalające na montaż na powierzchniach metalowych, co do niedawna uniemożliwiało ich pracę. Nowością są transpondery z drukowaną, a nie z wklejoną anteną na etykiecie produktowej, co ogranicza koszty ich produkcji. To samo dotyczy wersji z lepszymi zabezpieczeniami, które wykorzystuje się coraz liczniej do zabezpieczeń antyfałszerskich.

Trendem jest też to, że penetracja RFID następuje także poprzez czytniki wykorzystywane w systemach tradycyjnych, np. te związane z kodami kreskowymi coraz liczniej potrafią także czytać tagi radiowe. To samo dotyczy mobilnych terminali i innych podobnych urządzeń wykorzystywanych w magazynach, handlu i logistyce.

Najnowsze tendencje rozwojowe wskazują, dużym bodźcem do upowszechnienia systemów RFID będzie wprowadzenie elektroniki drukowanej, która spowoduje obniżenie ceny jednostkowej etykiety. Umożliwi ona wydrukowanie kompletnego transpondera przy użyciu nanokompozytów lub polimerowych materiałów przewodzących.

Bluetooth Low Energy w branży RFID

Pojawienie się na rynku nowej wersji standardu Bluetooth o nazwie Low Energy (4.0) oraz pomysł Apple z 2013 roku na wykorzystanie tego interfejsu w handlu detalicznym do marketingu i reklamy określonych produktów i akcji za pośrednictwem systemu radiolatarni (beaconów) znacząco wpłynęło na rynek RFID, a zwłaszcza na aplikacje o dużym zasięgu wykorzystujące transpondery aktywne z własnym zasilaniem.

Idea tych systemów opiera się na umieszczeniu w sklepie w określonym miejscu małego nadajnika (beacona) zasilanego z baterii, który emituje swój identyfikator i przesyła informację do będących w jego zasięgu smartfonów z uruchomioną odpowiednią aplikacją. Może to być prosty komunikat: powitanie lub informacja o ofercie albo spersonalizowana interakcja wykorzystująca zgromadzone wcześniej dane nt. użytkownika urządzenia.

Zasięg takiego systemu wynosi do kilkunastu metrów, przez co cała idea znakomicie sprawdza się w warunkach sklepu, muzeum, ośrodka zdrowia lub uczelni, a system beaconów zyskuje wiele różnych możliwości aplikacyjnych. Stwarza to nowe, dotąd niedostępne możliwości dla tradycyjnego handlu detalicznego - z jednej strony zbierania informacji nt. zachowania klientów w sklepach stacjonarnych, (np. jak często odwiedzają i które punkty, ile czasu spędzają w sklepie, jak się w nim poruszają), a z drugiej strony dostosowywania oferty do jego potrzeb i preferencji - podobnie jak to jest stosowane w przypadku klientów sklepów on-line. Możliwe stają się np. natychmiastowa identyfikacja klienta w sklepie i przekazanie informacji nt. jego profilu personelowi, formułowanie indywidualnych ofert specjalnych, rozbudowanie funkcji programów lojalnościowych np. o oferowanie dodatkowych korzyści za wypełnienie ankiety itp.

Tę ideę w branży RFID odwraca się po to, aby nie tyle beacony wykrywały urządzenia mobilne, ale odwrotnie, przez co otrzymujemy standardowy i znany mechanizm zdalnej identyfikacji. Co więcej, beacon przypomina koncepcyjnie i funkcjonalnie transponder aktywny, pracujący w paśmie 2,4 GHz, a całość ma sens, bo duży potencjał rynkowy takich produktów wynikający z aplikacji konsumenckich prowadzi do znacznego spadku cen i popularności tej technologii.

Warto zauważyć, że na zdalną identyfikację branża detaliczna czekała przez długie lata, niemniej z uwagi na koszty żadna koncepcja nie była się w stanie przebić. Stąd każda idea, jak ta z beaconami i Bluetooth zasługuje na swoją szansę. Mimo że rozwiązanie jest proste i wspierane przez duże firmy, nie jest aż tak tanie, bo za chipy komunikacyjne z BLE trzeba płacić z tytułu licencji.

Niemniej w świecie RFID w handlu detalicznym jest to konkretna nowość i jak widać sama idea została już podchwycona też przez inne firmy, które próbują robić rozwiązania podobne do iBeacon, ale bez Bluetooth tylko za pomocą własnego protokołu w paśmie 433 MHz (ELA Innovation).

Nie tylko identyfikacja, ale także coś więcej, czyli konwergencja w RFID

Zestawienie obszarów biznesowych, które są obecnie kołem zamachowym dla rynku zdalnej identyfikacji. Zdecydowanie w czołówce, zdaniem ankietowanych specjalistów, znalazły się przemysł oraz logistyka towarów - wskazało je 60-70% pytanych. Drugą wyraźnie zarysowaną grupę odbiorców tytułowej technologii tworzą handel, ochrona mienia oraz transport, które wymienił prawie co drugi specjalista. Kontrola dostępu i ochrona mienia, która kilka lat temu była na pozycji numer jeden, dzisiaj zdecydowanie ustąpiła zastosowaniom RFID w przemyśle i logistyce towarów.

Zastosowania przemysłowe są też coraz częściej źródłem konwergencji w zakresie RFID, w ramach której do wnętrza transpondera wbudowuje się dodatkowe funkcje kontrolno-monitorujące. Najczęściej jest to pomiar temperatury i wilgotności, które pozwalają kontrolować klimatyczne warunki transportu i przechowywania produktów.

Taki tag z pamięcią i czujnikiem temperatury staje się tym samym rejestratorem ze zdalnym odczytem, pełniącym także funkcję dostarczyciela danych dla zakładowych systemów traceability i kontroli jakości. Oczywiście takie funkcje dostępne są w wersjach aktywnych, nowoczesne pasywne transpondery mają za to dużo pamięci, nawet do 128 kB, dzięki czemu mogą być nośnikiem danych serwisowych, rejestrem usług czy katalogiem.

Duża wbudowana pamięć odciąża systemy bazodanowe zarządzające siecią urządzeń ze zdalną identyfikacją, zwłaszcza w zakresie wymaganej szybkości komunikacji w systemach rozproszonych, bo zasadnicza część danych jest ładowana do pamięci transpondera.

Kolejną usługą konwergentną z RFID jest lokalizacja. Czyli że nie tylko otrzymujemy za pomocą czytnika informację o obecności transpondera, ale także dość dokładnie poznajemy jego położenie. Jest to zagadnienie coraz bardziej istotne w aplikacjach magazynowych i postrzegane jako znaczący czynnik wpływający na wydajność pracy. Oczywiście nie chodzi o lokalizację typu GPS, bo do niej wymagana jest widoczność nieba, a dodatkowo dokładność rzędu kilku metrów jest zdecydowanie za mała. Tutaj chodzi o radiopelengację, możliwą do realizacji w czytnikach z systemem wieloantenowym typu MIMO.

Na koniec warto dodać, że nowoczesne czytniki w systemach zdalnej identyfikacji to uniwersalne i wydajne systemy akwizycji danych (kolektory) zdolne do pracy w wielu pasmach częstotliwości w tym UHF, także wyposażone w dodatkowy skaner kodów kreskowych (tzw. all in one) i wspomniany system lokalizacji. Nie tylko zapewniają one dużą wydajność, ale sprawdzają się w warunkach hybrydowych, gdy obok siebie funkcjonuje wiele różnych technologii znakowania produktów.

RFID w przemyśle

Czynniki o charakterze regresywnym dla rynku RFID. Na czołowych miejscach znalazły się niewielka wiedza, inercyjne zachowania klientów oraz niedostateczne wsparcie techniczne i brak standaryzacji. Czyli duża świadomość rynku nie jest czynnikiem sprzyjającym rozwojowi, ale już brak tej świadomości to i owszem. Warto zauważyć, że wysokie ceny transponderów przestały tak bardzo przeszkadzać. Dawniej czynnik ten był na samej górze podobnych zestawień, a w ciągu trzech lat spadł praktycznie na sam dół. Oczywiście ceny transponderów maleją, ale trudno oczekiwać, aby zmieniły się aż w tak dużym stopniu by zmieniło to kompletnie rynek. Raczej chodzi o to, że mamy na coraz więcej aplikacji specjalistycznych i profesjonalnych a te masowe (np. biletowe) nie odgrywają takiej roli jak dawniej. Trend ten przekłada się na rynek, bo w tych zaawansowanych projektach ceny tagów rzadko są decydujące.

Zdalna identyfikacja w aplikacjach przemysłowych z reguły wiąże się z optymalizacją procesów produkcyjnych w dużych zakładach przemysłowych. Zarządzanie towarami, śledzenie przepływów oznakowanych materiałów, półproduktów i gotowych produktów między kolejnymi etapami ich przetwarzania oraz monitorowanie przebiegu poszczególnych procesów ułatwia synchronizację różnych etapów produkcji, realizowanych często w kilku halach oraz w obrębie wielu linii produkcyjnych.

W ten sposób likwiduje się przestoje, efektywniej i szybciej realizuje zlecenia a więc taniej. Tagi wielokrotnego użytku mogą również pełnić funkcję przenośnych baz danych i są doskonałym źródłem informacji dla zakładowych systemów traceability, o których dzisiaj się tak wiele mówi w kontekście jakości.

Obudowanie fabryki czytnikami i wbudowanie tagów do narzędzi i sprzętu wykorzystywanego podczas produkcji jest kosztowne. Jednak taki system jest w stanie dostarczyć cennych informacji, które następnie pozwalają na poziomie analiz komputerowych na wybranie miejsc przechowywania sprzętu, kolejności wykonywania czynności, ułożenia materiałów i surowców tak, aby całość była realizowana szybciej i mniejszymi środkami. Za tym idą wymierne korzyści finansowe.

Dostawcy produktów RFID

Profile rynkowe krajowych dostawców produktów RFID

Rynek produktów związanych ze zdalną identyfikacją ma złożoną strukturę, ponieważ oprócz gotowych urządzeń są na nim także producenci półprzewodników wytwarzający układy scalone będące sercem znaczników oraz czytników, np. NXP, TI, STMicro. Takie produkty są dostępne w sprzedaży u dystrybutorów podzespołów elektronicznych, niemniej są one raczej przeznaczone dla klientów, którzy budują od początku do końca aplikacje związane z identyfikacją.

Kupują je też producenci transponderów, np. Sokymat - po dodaniu do takiego chipa anteny i zamknięciu w obudowie staje się on gotowym produktem: kartą lub brelokiem i można znaleźć go w ofertach wielu dostawców. Można kupić też czyste transpondery, nanieść na nie swoje logotypy i sprzedawać dalej jako produkt firmowy. W taki sposób działają znane m.in. firmy z obszaru automatyki przemysłowej, które mają wyroby RFID pod własną marką.

To, jaki chip siedzi wewnątrz transpondera lub czytnika, ma drugorzędne znaczenie, ponieważ ich funkcjonalność elektryczna jest podobna, a środowiskowo jest definiowana głównie przez właściwości anteny i obudowy. Poza dostawcami chipów do zdalnej identyfikacji, czyli głównie dystrybutorów półprzewodników, na rynku działają firmy sprzedające transpondery i czytniki OEM, a więc bez obudowy.

Są one nabywane przez dostawców gotowych urządzeń i systemów identyfikacji, np. systemów kontroli dostępu do pomieszczeń, rejestracji czasu pracy, domofonów, a nawet do kserokopiarek po to, aby rozliczać ich obciążenie na poszczególnych pracowników. Trzecią liczną i najbardziej zróżnicowaną grupę dostawców tworzą dostawcy kompletnych systemów związanych z automatyką i przemysłem, w tym dystrybutorzy i integratorzy zajmujący się wdrożeniami aplikacji związanymi z RFID. Oferowane przez nich systemy często są fragmentem większej całości, np. systemów zarządzania produkcją, urządzeń do oznaczania i znakowania i podobnych.