RFID, NFC, czyli zdalna identyfikacja radiowa

Trudno wymienić inną technologię o tak szerokim spektrum aplikacyjnym, jak ma RFID, bo jej zastosowania pojawiają się nieraz w bardzo odległych dziedzinach. Wspólnym mianownikiem są korzyści biznesowe, a więc niższe koszty, większa wydajność, wygoda użycia oraz to, że identyfikacja produktów z wykorzystaniem systemów RFID i danych z czujników tworzy podstawę nowoczesnych systemów w całej technice i nieprzerwanie od lat stanowi dla niej źródło innowacji.

Identyfikacja radiowa staje się coraz tańsza, bo ceny transponderów i czytników przestały decydować o większości wdrożeń. Cała lata mówiło się o tym, że technologia jest za droga i przy cenach transponderów rzędu 1 euro za sztukę nie ma szans na aplikacje masowe. To była prawda, ale obecnie, gdy ceny warstwy sprzętowej są znacznie niższe, okazuje się, że nie był to jedyny problem. Dzisiaj największym hamulcem jest ograniczona świadomość rynku co do potencjału tkwiącego w zdalnej identyfikacji, możliwości jej zastosowania w swoim środowisku i zauważenie korzyści, jakie można osiągnąć. Opinie specjalistów jednoznacznie wskazują, że na rynku RFID bardziej liczy się pomysł na aplikację i chęć realizacji projektu niż wiele aspektów technicznych lub biznesowych. Rynek RFID musi się też uporać z inżynierską inercją, która skutecznie ogranicza tempo wdrożeń nowych rozwiązań, utrzymuje przy życiu technologie mające długą siwą brodę i tym samym zawęża perspektywę zastosowań.

Szansy na większe odbicie i wyjście poza obszar aplikacji specjalistycznych można upatrywać w wielu miejscach, ale najbardziej perspektywiczne wydają się te zapewniane przez idee Przemysłu 4.0, liczne rozwiązania klasy IoT i przemysłowego IoT, a także duża popularność smartfonów z czytnikiem NFC. Od mniej więcej dekady rozwiązania konsumenckie są wzorem dla innych branż i nowości, jakie się w nich pojawiają z czasem do nich przenikają. Dlatego upowszechnienie się na rynku smartfonów w NFC oraz szybki rozwój rynku IoT pozwalają z optymizmem patrzeć w przyszłość radiowej identyfikacji.

Najważniejsze cechy systemów RFID brane pod uwagę przy kupnie

 

W rankingu najważniejszych kryteriów selekcji produktu związanego ze zdalną identyfikacją radiową na czołowym miejscu uplasowały się cena i parametry techniczne rozwiązań. Innymi słowy, klienci wybierają najlepszą wartość za najniższą cenę, a więc tak samo jak w wielu innych obszarach techniki.

Bardzo wysoko ocenione zostały kompetencje techniczne dostawcy, bo zwykle na podobnych wykresach są one zdecydowanie bliżej dołu. To samo dotyczy łatwości integracji, dostępności oprogramowania lub kompletnej oferty. Takie zagadnienia w wielu innych naszych analizach zazwyczaj są postrzeganie jako mało istotne. W obszarze RFID mało istotne są "nowe technologie" – czyli liczą się utylitarne korzyści.

RYNEK RFID W POLSCE

Rynek RFID w Polsce to obecnie stosunkowo tanie i powszechnie wykorzystywane systemy biblioteczne, kontroli dostępu do obiektów, pomiaru czasu w sporcie czy systemy biletowe. Są one wybierane przez coraz więcej odbiorców ze względu na wygodę i utylitarność. Z uwagi na powszechność są one w zasadzie dostępne dla każdego, jednak nie zawsze zapewniają wysoką funkcjonalność. Ich wdrażaniem zajmuje się wiele firm instalacyjnych bez większej wiedzy i doświadczenia w zakresie technologii RFID, bez zwrócenia uwagi na bezpieczeństwo, a więc bez jakiegokolwiek szyfrowania czy zabezpieczenia danych. Ponieważ tagi Unique lub Mifare są łatwe do skopiowania czytnikami klonującymi czy nawet zwykłym smartfonem z funkcją NFC, w efekcie systemy oparte na tego typu rozwiązaniach nie są bezpieczne.

Innym typem systemów RFID, które rozwijają się w naszym kraju, są przemysłowe systemy do śledzenia produktów w łańcuchu dostaw i sprzedaży. W tej grupie wiedza klientów dotycząca radiowych technologii identyfikacji jest raczej pobieżna, jednak dostrzega się chęć i zainteresowanie wdrażaniem innowacji usprawniających procesy, bo prowadzi to do obniżki kosztów i wzrostu wydajności. Skomplikowanie tematu identyfikacji radiowej wymusza na tych podmiotach zwracanie się do firm o partnerskim profilu dysponujących odpowiednią kadrą i wiedzą techniczną. Barierą jednak w tym przypadku bywają koszty. Jedynie bardzo duże firmy dzięki skali swojej działalności mogą i decydują się przeznaczyć znaczne sumy na systemy RFID.

Małe i średnie firmy krajowe wdrażają w zakresie zdalnej identyfikacji systemy przemysłowe oraz rozwiązania specjalistyczne. W tych obszarach identyfikacja RFID przynosi korzyści przewyższające poniesione koszty, a jednocześnie nie wymaga dużych inwestycji na starcie. Takie aplikacje są możliwe, ale wymagają kreatywnego podejścia do zagadnienia, czasu oraz odwagi. Problemem w sektorze średnich i małych firm jest też nieufność w stosunku do innowacji oraz obawa przed nieudaną inwestycją, jednak rozpowszechnianie wiedzy na temat RFID znacząco redukuje ten niekorzystny trend.

Branże o największym potencjale zakupowym w Polsce w odniesieniu do RFID

 

W warunkach rynku krajowego najbardziej wartościowym dla obszaru zdalnej identyfikacji odbiorcą jest przemysł, w tym zastosowania w aplikacjach automatyki przemysłowej oraz branża logistyczno-transportowa. Duży popyt kreują też obszary takie jak rejestracja czasu pracy i ochrona mienia (w tym domofony), ale trudno tutaj o jakieś zaskoczenie, bo są to chyba najstarsze obszary zastosowań. Za to piąta pozycja z wynikiem 64% głosów w ankiecie na kontrolę procesu produkcji, w tym aplikacje klasy traceability, jest wskazaniem, że wykorzystanie kart RFID do dokumentowania i kontroli operacji cały czas się zwiększa. Systemy traceability są rozwiązaniami kosztownymi i jednocześnie coraz bardziej poszukiwanymi. RFID jest tu chętnie wykorzystywany, bo komponenty sprzętowe są relatywnie tanie.

Dla branży RFID korzystne są również zmiany na rynku pracy. Narastające problemy ze znalezieniem pracowników, rosnące wynagrodzenia powodują, że przedsiębiorcy coraz częściej decydują się na inwestycje w automatykę i cyfryzację, a radiowa identyfikacja jest tutaj zdecydowanie kluczowym ogniwem wiążącym obie te dziedziny.

Innym korzystnym dla RFID zjawiskiem jest coraz większa potrzeba personalizacji nawet najdrobniejszych produktów wprowadzanych na rynek, jak na przykład butów z indywidualnie wyprodukowaną wkładką lub w unikalnym wzorze i to najlepiej przy realizacji w bardzo krótkim czasie, co z kolei wymusza coraz lepszą, sprawniejszą i bardziej wydajną identyfikację tych towarów oraz maksymalną optymalizację procesów logistycznych. W takich sytuacjach cena gra dużo mniejszą rolę niż dostawa na czas właściwie specyfikowanego przedmiotu do odbiorcy i tu także jedynym rozwiązaniem może okazać się identyfikacja oparta na tagach RFID.

Obecny rynek RFID można określić zatem jako trudny. W prostych i tanich aplikacjach, jak systemy dostępu do pomieszczeń, jest bardzo silna konkurencja, która obniża marże kosztem jakości wykonania instalacji. Duże firmy ze względu na swoją skalę realizacji projektów RFID wybierają raczej dużych światowych graczy o potężnym portfolio zrealizowanych projektów w tej dziedzinie i krajowym przedsiębiorcom trudno jest z nimi konkurować. Średnie firmy natomiast ciągle zmagają się z oporem i brakiem odwagi w podejmowaniu inwestycji w innowacje, jednak w tym przypadku jest coraz więcej świadomości i czynników prowadzących do przełamania tego trendu i prawdopodobnie największy potencjał dla branży na przyszłość.

BEZPIECZEŃSTWO W RFID

W naszym otoczeniu jest coraz więcej komputerów, dla których komunikomunikacja bezprzewodowa lub przewodowa stanowi podstawę działania. Wraz z komputeryzacją biznesu, handlu, a nawet drobnych elementów naszego życia, rośnie liczba nadużyć związanych z bezpieczeństwem. Pojęcie to jest bardzo szerokie, ale obszaru zdalnej identyfikacji dotyczy tak samo jak świata IT, telekomunikacji lub Internetu. Nawet, gdy aplikacją jest zamek w furtce otwierany przez przyłożenie breloczka z tagiem, szafka na basenie lub rejestrator czasu pracy, zagadnienia związane z bezpieczeństwem także powinny być brane pod uwagę.

Z bezpieczeństwem systemów elektronicznych jest niestety coraz gorzej, bo aplikacji tego typu jest w naszym otoczeniu coraz więcej, są one kierowane i obsługiwane przez użytkowników, którzy niekoniecznie muszą być świadomi zagrożeń, a na dodatek brakuje im wiedzy na temat szczegółów technicznych używanych rozwiązań, znajomości słabych miejsc lub wyobraźni. W obszarze RFID zagadnienia bezpieczeństwa są silnie uwypuklone, bo rozwiązania te odpowiadają za aspekty takie jak kontrola dostępu do pomieszczeń, za gospodarkę materiałową, rozliczenia finansowe, a nawet decydują o odpowiedzialności prawnej. Na rynku dostępne są programatory o dużych możliwościach, tagi zapewniające możliwość zapisania dowolnego numeru i podobne rozwiązania, które w założeniu mają zapewnić wygodę, ale przy okazji pozwalają stworzyć kopię tego, co powinno być unikatowe i otwierają możliwości popełnienia nadużycia.

Na szczęście świadomość rynku powoli się zmienia i coraz więcej klientów przywiązuje wagę do zagadnień bezpieczeństwa, w tym wyboru odpowiedniego standardu, zapewnienia szyfrowania danych itd.

Bezpieczeństwo w systemach RFID to nie tylko możliwość powstania nadużycia przez nieuprawnione skorzystanie z systemu np. za pomocą kopii transpondera, ale także ochrona danych osobowych wynikających z możliwości powiązania osoby, miejsca, numeru transpondera. Wejście w życie RODO z pewnością przyczyniło się do większej wagi tych zagadnień.

ROZWIĄZANIA NFC

Identyfikacja NFC jest częścią rozwiązań RFID w wersji ograniczonej do pasma HF (13,56 MHz) i zapewnia ono możliwość dwukierunkowej wymiany danych między transponderem a hostem. W ten sposób pozwala na realizację komunikacji peer-to-peer na niewielką odległość, a nie tylko na jednostronny proces identyfikacji. Urządzenie obsługujące NFC działa jak czytnik lub transponder w zależności od potrzeb, a szyfrowana transmisja danych pozwala na wykorzystanie NFC w aplikacjach bankowych.

NFC to domena głównie smartfonów, ale dzięki temu, że są one tak powszechne, daje to możliwość powstania interesujących zastosowań. Transpondery takie są wbudowywane do sprzętu AGD po to, aby w razie problemów zapewnić z wykorzystaniem telefonu możliwość zdalnej diagnostyki sprzętu, odczyt kodu usterek, programowanie parametrów. W innych przypadkach etykiety z NFC dodane do produktów umożliwiają kupującym łatwy dostęp do informacji posprzedażnej, np. instrukcji obsługi. W taki sposób można też sprawdzać autentyczność produktów, odczytywać informacje o gwarancji, numerze seryjnym, wyposażeniu itp. Transponder NFC jest w stanie też dostarczyć informacji nt. warunków, w jakich produkt był przechowywany (np. zapisu temperatury podczas transportu), co służy zapewnieniu jakości, pozwala na spełnienie norm żywnościowych itd.

Smartfon z obsługą NFC wydaje się kluczowy dla zapewnienia rozwoju tego obszaru rynku i z racji ogromnej popularności w przyszłości aplikacje z NFC i smartfonem będą się szybko rozwijać, zwłaszcza w handlu oraz segmencie konsumenckim.

Główne zjawiska techniczne w zdalnej identyfikacji

 

Zestawienie najważniejszych zjawisk technicznych zmieniających rynek zdalnej identyfikacji otwiera kryterium związane z łatwością integracji platform sprzętowych w systemie. Uniwersalność aplikacyjna pozwala na wygodę budowy systemów, współpracę z dowolnym oprogramowaniem i sprzyja niskim kosztom. Wysokie zasięgi oraz duża szybkość odczytu to parametry zapewniające wydajność, możliwość skalowania systemów w miarę rozwoju biznesu. Z kolei potrzeba bezpieczeństwa jest odpowiedzią na liczne przypadki włamań, nadużyć i przestępstw w ostatnich latach.

WIĘKSZA UNIWERSALNOŚĆ ROZWIĄZAŃ

Od lat cechą szczególną rynku zdalnej identyfikacji jest to, że rozwija się on w kierunku wielu innowacyjnych i specjalistycznych zastosowań, a więc takich, gdzie wartość dodana i korzyści dla klienta są wymierne. Oznacza to, że potrzeby klientów są często bardzo różnorodne, a same systemy mają topologię hybrydową, łącząc w całość różne technologie identyfikacji, pasma oraz standardy. Trend ten dotyczy głównie czytników, gdzie głowica radiowa pozwala na odczyt w różnych pasmach częstotliwości oraz jest łączona w całość z systemem wizyjnym lub laserowym pozwalającym na odczyt kodów kreskowych.

Uniwersalność dotyczy także wyjścia, czyli interfejsów łączących czytnik z systemem komputerowym. W ten sposób zapewnia się łatwą integrację z lokalną infrastrukturą oraz ogranicza liczbę wersji będących w użyciu.

Takie nowoczesne czytniki all-in-one wyposaża się też w system lokalizacji. Nie tylko zapewniają one dużą wydajność oraz dają dostęp do większej ilości danych, ale sprawdzają się, gdy obok siebie funkcjonuje wiele różnych technologii znakowania produktów.

Czytniki wielosystemowe i wieloantenowe (kilkugłowicowe) rozwiązują też problemy z mnogością standardów, co jest korzystne, bo dzięki temu klienci nie są silnie związani w swoich wyborach posiadaną infrastrukturą.

Najważniejsze czynniki o charakterze negatywnym dla rynku zdalnej identyfikacji

 

Za największą przeszkodę dla rozwoju rynku RFID/ NFC ankietowani specjaliści uznali brak wiedzy na temat możliwości, jaką niesie ze sobą zdalna identyfikacja oraz brak doświadczenia aplikacyjnego pozwalającego na kreowanie projektów z tego obszaru. Na kolejnym miejscu znalazło się konserwatywne podejście do nowości oraz opór przed wdrażaniem nowości, niemniej ocena w tym polu była wyraźnie słabsza w porównaniu do pierwszego pola. Konkurencja ze strony kodów kreskowych jest w jakimś stopniu pokłosiem tej inercji. Kiedyś kody kreskowe wygrywały też cenowo, a obecnie jak widać z wykresu wysokie ceny rozwiązań RFID w kategorii negatywnego oddziaływania na rynek ocenione zostały najsłabiej ze wszystkich.

RFID W PRZEMYŚLE

Zdalna identyfikacja w aplikacjach przemysłowych to ważny element doskonalenia procesów produkcyjnych i systemów zapewnienia jakości. 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 szybciej realizuje się zlecenia, a dodatkowo identyfikacja jest źródłem danych pierwotnych dla zakładowych systemów śledzenia operacji (traceability), o których dzisiaj się tak wiele mówi w kontekście jakości.

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. Coraz bardziej zminiaturyzowana oraz pobierająca mniej mocy elektronika pozwala na wbudowanie do transpondera kolejnych czujników, np. akcelerometru lub GPS, co tworzy pomost między światem RFID a IoT.

Najważniejsze zjawiska pozytywne dla rynku zdalnej identyfikacji

 

Listę czynników pozytywnie wspierających rozwój rynku zdalnej identyfikacji otwiera "wiele możliwości aplikacyjnych", a więc duża utylitarność radiowej identyfikacji i uniwersalność zapewniająca w zasadzie nieograniczone możliwości zastosowań. Rozwojowi sprzyja też spadek cen transponderów i czytników, dzięki któremu nawet bardziej śmiałe pomysły nie rozbijają się o próg wysokich kosztów. Liczy się też innowacyjność takich produktów, bo jak wiadomo, za dobrą aplikacje rynek dzisiaj jest w stanie solidnie zapłacić. Jak widać z wykresu, po raz kolejny potwierdziło się, że z dobrą świadomością rynku nie jest najlepiej.

WIEDZA I ŚWIADOMOŚĆ RYNKOWA

RFID jako technologia ma już wiele lat i daleko jej do bycia nowością. Wiedza dostawców i świadomość klientów w zakresie właściwości i możliwości technologicznych systemów RFID powinna być wyczerpująca, łącznie z rozeznaniem kosztów implementacji. Niemniej z naszego badania ankietowego wynika, że teza jest słabo poparta faktami. Być może sama zasada działania i ogólny zarys systemu jest powszechnie znany, ale po odejściu od ogólnego opisu liczba szczegółów i niuansów rozwiązań, a także dostępnych na rynku wykonań i standardów, dla wszystkich osób niebędących specjalistami może wydawać się bardzo często przytłaczająca. 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. I efekt jest taki, że niezmiennie od lat niedostateczna świadomość rynku jest postrzegana jako czynnik ograniczający rozwój. Wiele osób, w tym także dostawcy, 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.

Zainteresowanie innowacjami w zakresie zdalnej identyfikacji

 

W całej współczesnej technice nowe technologie są jednym z najważniejszych czynników zapewniających rozwój rynku, a zainteresowanie klientów innowacjami jest ważnym kryterium determinujący tempo tego procesu. Z tego powodu w naszej ankiecie pytaliśmy też o to, czy klienci są zainteresowani innowacjami w obszarze RFID i wyszło nam, że tak, ale tylko ci świadomi. To tacy, którzy znają szczegóły techniczne rozwiązań, mechanizmy działania, ograniczenia i produkty. Reszta koncentruje się na najprostszych technologiach, jak Unique 125k lub Mifare, właśnie dlatego, że brakuje im szerszej perspektywy.

Skomplikowanie systemów zdalnej identyfikacji to nie tylko sprzęt, ale także niezbędne oprogramowanie, które zapewnia wysoką funkcjonalność. Razem te problemy determinują dużą siłę starych technologii, a więc kodów kreskowych.