RFID (Radio Frequency Identification )-「無線射頻辨識系統」,我們常稱為感應卡、感應式IC卡或近接卡、非接觸卡等等。在Walmart(全球最大的零售商)及美國國防部的帶動下,成為今年全球IT界的熱門話題, Wal-Mart要求其100大供應商加入RFID技術,計畫2005年在貨物箱啟用RFID系統。
由全球供應鏈,可發現它的重要性,為了不落後於趨勢,台灣一「RFID研發及產業應用聯盟」成立,該聯盟結合慶康、光寶、特力、精業、工研院等64家廠商及研究單位力量,以強化國內RFID相關產品設計、開發、量產及系統應用的能力,共同促進台灣RFID產業商機及其國際領導地位。在國內RFID研發能量的推動,主要有經濟部商業司與工業局。目前相關的計畫方案有S計畫與R計畫[3]。其中與RFID間接相關的S計畫,就是推動大物流聯盟計畫(supply chain),將以新加坡為標竿,除提供獎勵措施與港口基礎建設、提供企業合併、聯盟獎勵辦法外,也修改國內物流責任與保險相關法規,與國際接軌;此外,在R計畫部分,則是推動無線射頻(RFID)平台的服務研發計畫,以期所有貨櫃的運輸、通關等業務,均可以透過無線通訊掌握行蹤。此外在RFID Tags、RFID Readers、系統軟體等技術的研發,也有許多相關的科專計畫,協助提升國內的技術水準。
由於RFID被列為本世紀十大重要技術項目之一,所以世界各國無不全力發展。在歐美各國引發熱烈的關注與應用,事實上,國內也已有許多單位採取相關的應用或研發相關技術。在政府單位方面,國內的港務機關計畫使用RFID技術開發的電子封條(e-seal)改善貨櫃通關效率。目前港務機關常常需要大量人力來抽檢通關的貨櫃,因此無法同時並大量地檢驗,往往既耗時又費力。若能引進RFID晶片的電子封條,不僅節省人力,更能確保貨櫃不會被調換或開啟。這項技術於2004年三月正式啟用,未來相關單位可透過電子封條的功能,提供客戶追蹤及確保未開啟貨櫃等服務。
政府方面:經濟部技術處92年度起即開始透過工研院系統中心推動高頻RFID的研發計劃,研發內容包括IC芯片、天線、讀取器等重要技術。工研院系統中心也接受經濟部商業司與技術處委託,執行RFID應用及研發相關計劃,也舉辦「2003 RFID商業應用發展策略論壇」,由經濟部施顏祥次長主持,與會包括行政院科技顧問組顧問、永豐余公司董事長、工研院院長,以及產業界與學界代表。同時工研究也計劃在2004年1月中旬籌組RFID研發聯盟。此外,商業司目前也正在進行美國因911事件所衍生出來的SST計劃(Smart & Secure Tradelanes Initiative),主要即是將RFID與貨櫃結合來進行貨櫃追蹤與安全管控。
民間方面:台灣RFID最為代表性的傑作非悠遊卡莫屬了,憑借內部的RFID芯片與四周的線圈,凡是搭公車、捷運及停車場停車皆可用一張悠遊卡解決,未來甚至連出租車與路邊停車都以悠遊卡收費。另外中華、裕隆等台灣汽車業者早在幾年前就已經引入使用來做零件管理,來確認每一零件、步驟是否組裝完成。由於射頻識別的電波不會干擾到院內醫療儀器,在SARS期間,工研院與台北醫學大學更是將RFID充分運用醫學上。工研院在新竹東元醫院中裝置感應器,並且讓院內所有人都配有裝有RFID芯片的識別證,一旦查覺有人發病,二十分鐘內就可以清楚知道發病者和活動路徑;而台北醫學大學也使用配置RFID芯片及體溫傳感器的腕帶型標籤來掌握病患與員工的狀況及接觸史,未來,RFID芯片更可以藉由PHS及ADSL傳送訊號以提供獨居老人居家生活照顧 。
無線辨識系統的主要目的如下:透過一般稱為標籤(TAG)的詢答器來傳遞資料,並在適當的時間與地點,利用電腦可讀的方式來擷取資料,以滿足其產品應用的特定需求。而這個標籤內所儲存的資料可以用來辨識許多物體,從尚在製造中的物件、運輸中的貨品、地點、車輛識別認證、動物以致於人類,都可以透過這個標籤來辨識。除了以上所述的標籤之外,無線辨識系統仍需要一個質問或辨讀詢答器資料的方式,以及與主機或資訊管理系統間聯絡與傳輸資料的方法。另外,如果系統製造商沒有在出廠前將資料燒入標籤的晶片中,使用者也需要某種裝置來進行資料的輸入或程式的設定。在討論無線射頻辨識系統的時候,常常強調其中天線裝置的重要性,程度足以讓人認為天線裝置是系統中的一個獨立的部分。事實上天線裝置的重要性也在無線射頻辨識系統的外觀上表露無遺,因為在讀取機以及標籤上都有這項裝置,而其主要的功能是讓兩個裝置能夠互相溝通。由上可知無線射頻辨識系統主要是由標籤、讀卡機、及天線三個部份所構成。
 

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        無線射頻識別系統(Radio Frequency Identification; RFID)已被列為本世紀十大重要技術項目之一,在國際物流的海空聯運模式下,海運貨櫃需經貨櫃場的拆併櫃的處理作業,可能再經過科學園區、加工出口區、物流中心等組裝、分類,之後再陸運至航空貨運倉儲中心,進行空運的打盤作業。中間繁複的過程中,需要透過棧板容器等載具進行貨物的堆疊及運送,棧板容器等載具如果具有辨識的資訊功能,將有助於運作過程中效率的提昇。預計未來幾年將取代目前所使用的條碼(Bar-code)資訊辨識系統,可應用的產業包含航空行李監控、生產自動化管控、倉儲管理、運輸監控、保全管制、圖書管理及醫療管理等,為科技產業的明日之星。在產業運用方面,世界零售業龍頭威名百貨 (Wal-Mart) 已要求旗下前一百大供應商於2005年一月起開始採用RFID系統,而IBM、Microsoft、Tesco與日本三越百貨等公司也宣佈未來將採用RFID系統;此外包含Business Week等國際商業媒體,近來競相報導 RFID 技術發展現況,預估未來 RFID 系統的全球年產值可以達到百億美元以上。

       RFID (Radio Frequency IDentification )[1]常稱為感應式電子晶片或近接卡、感應卡、非接觸卡•••等。一套完整RFID系統由 Reader 與 Transponder 兩部份組成,其動作原理為由Reader發射一特定頻率之無線電波能量給Transponder ,用以驅動 Transponder電路將內部之 ID Code送出,此時 Reader 便接收此ID Code。Transponder 的特殊在於免用電池、免接觸、免刷卡故不怕髒污,且晶片密碼為世界為一無法複製COPY,安全性高、長壽命。RFID的應用非常廣泛,目前典型應用有動物晶片、汽車晶片防盜器、門禁管制、停車場管制、生產線自動化、物料管理•••。

        RFID 系統架構可分為電子標籤、掃讀器、系統應用軟體三大部分,RFID 系統具有非接觸式讀取、資料可更新、容量大的儲存資料、可重複使用、可同時間讀取多個辨識標籤及資料安全性佳等優點。依ABI research市場研究機構分析全球RFID市場在2002至2008年這段過程中,全球電子標籤市場規模從每年200億台幣提高至每年750億台幣,掃讀器市場規模從每年91億台幣提高至每年330億台幣,系統應用軟體市場規模從每年121億台幣提高至每年300億台幣,總計RFID的總產值從每年410億台幣提高至每年1368台幣,複合年成長率成長22%,未來在產業應用的發展無可限量。 
目前國內RFID研發生產大都以低頻、13.56MHz相關產品為主,產值不高,市場應用領域多集中在門禁、資產管理與動物管理等。藉由經濟部科技專案推動高頻(UHF及2.45GHz)之產品技術開發與應用,預計2004年完成電子標籤、掃讀器雛形開發,並於2004年下旬投入量產,預期產值可創造電子標籤與掃讀器每年5-10億元新台幣產值,進而帶動RFID系統服務產業國內每年10-20億元新台幣系統服務市場,進而邁向未來每年超過百億美元的國際市場。


         由於RFID系統是屬於感應式的RF行為,在功率發射過程中,多數的能量皆消耗在空氣當中。一般系統設計上,短距離(ex.玩具系統,RFID標簽等)耗電約60mA(4.5V電源),中距離(約5~20cm)的系統則需耗電約300mA(12V電源)。在系統的設計上,需考量FCC等幅射安規方面的問題,因為在今日的產品上皆需有此項的驗證,才能有更好的行銷。對於Reader上有多於一個天線的應用,此時這些天線就會有互感的狀況產生,行為較難掌握。因此Reader上的天線依其大小,擺設位置也要有一定的距離,如此才能降低彼此間的互感情況。

     伴隨著無線通訊技術的提昇,RF ID(Radio Frequency Identification)系統開發得以迅速升起且漸漸發展成一個跨領域的專業研究,包含高頻技術、電磁相容性、半導體技術、資料保全與密碼學、電信、製造技術等許多專業領域。實際上RF ID應用包羅萬象,除供應鍊物流管理外也被應用於生產製造與裝備、行李/郵件和包裹處理、身份識別、防偽、門禁、防盜、高速公路收費、圖書館管理等未來更可能被貼附在鈔票上以防偽造。2002年其全球市場規模已達11億美元,預計2005年可達30億美元,2010年達70億美元,複合年平均成長率高達約26%,產品發展機會包含晶片/天線、固定與手持讀取機、系統產品等等。日前國際大廠微軟亦於4月5日宣佈成立研究RF ID技術的發展組織“Microsoft Radio Frequency Identification(RF ID)Council”,由此可見RF ID未來商機之可觀性。

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以下節錄自「e天下雜誌 41期 2004/5/1」

RFID(無線射頻辨識系統) 新殺手級應用,不懂就落伍! 

一場取代條碼的物流革命,正在加速當中。
        2004年《財星》(Fortune)500大企業排名中,3度蟬聯冠軍寶座的全球零售業龍頭沃爾瑪(Wal-Mart)百貨,將以第二次世界大戰中的技術RFID(Radio Frequency Iden-tification,無線射頻辨識系統),引爆第二波物流革命。
        這波RFID熱潮,是由沃爾瑪和美國國防部率先發動。前者要求前100大供應商、後者則要求旗下4萬3,000家軍備供應商,由2005年起、分別在運貨用的棧板和出貨產品中導入RFID系統。
「RFID將為物流與供應鏈管理,帶來新一波的革命,」中華民國物流協會理事長黃仁安形容這場由IT所帶動的物流大變革。
       面對RFID可能取代條碼的革命,惠普全球RFID計畫主持人雷貝林(Lucien Repellin)更是斬釘截鐵地說:「如果企業沒有導入RFID的話,可能就會遭受到被市場淘汰的命運。」
所謂RFID,就是一種透過無線讓物品可以被自動偵測的技術。產品上像米粒一般大小的電子標籤(Tag),透過讀取器(Reader)偵測,將標籤的資料送到後端電腦上整合運用。
相較於現行商品上使用的條碼,RFID標籤不但可以容納更多的資訊,透過無線自動傳輸資訊,也不再需要花時間一個個掃描產品。

RFID妙用 (1) 用悠遊卡1秒內付車費
乍聽之下,或許你以為 RFID還離你很遙遠,那就錯了。其實,RFID早就以不同面貌,融入每個人的生活之中。目前台北市民人手一張的「悠遊卡」,就是RFID運用的例子之一。

RFID妙用 (2) 讓每隻動物帶身分證
另外,早在5∼6年前,農委會就委託工研院開發動物晶片,希望將晶片植入動物身上,解決流浪狗管理的問題。
「每隻狗都要強制帶身分證,沒帶就違法,」工研院副院長徐爵民笑著說,相同的應用方式,可以使用在兔子、天竺鼠其他動物身上。例如,面對一群長得都非常相似的小豬時,在分別植入晶片後,不但可以分辦小豬身分,還可以知道餵食不同飼料的成效。

RFID妙用 (3) 20分鐘內查到感染源
不但管理動物方便,連傳染病途徑都能透過RFID迅速掌握。去年SARS流行期間,工研院系統中心與竹北東元醫院試辦導入RFID管制系統,要求所有醫護人員隨身攜帶電子標籤,當人員通過重要出入口,例如電梯、病房時,讀取器便將位置與人員資料送回應用系統儲存。
一旦發生可疑病例時,在追查與掌控感染源時,目前需要至少2天的追蹤時間,將可大幅縮短到20分鐘以內。「面對愈來愈多新興感染病時,RFID能協助在最短時間內,掌握傳染源途徑,」東元醫院副院長陳重華也談到,如果電子標籤的價格未來降得夠低,讓病人與家屬都能同時使用的話,將會更有效掌握住傳染病控管流程。

RFID妙用 (4) 避免拿錯藥、打錯針
工研院系統與航太技術發展中心系統技術組組長杜德霖表示,RFID也可以運用在醫藥管制。當藥品裝上電子標籤後,不但可以識別藥品內容和有無過期,連誰拿過都能清楚地察覺,「可以有效避免拿錯藥、打錯針的情況,」他說。

RFID妙用 (5) 文物行動導覽
下個場景,來到國立歷史博物館,看看RFID的應用。早在去年12月初,國立歷史博物館就將電子標籤貼在館內55件文物的展示櫥窗上,透過平板電腦上的讀取器掃描文物的ID後,遊客就可以立即由電腦上獲得更豐富的多媒體導覽資訊。
「RFID不但增加遊客學習動機外,更滿足各種使用者的需求,」國立歷史博物館資訊小組召集人梅士杰表示,遊客可以感受到多媒體呈現的文物導覽,電子標籤也可以無限次重複使用,同時維護與管理清點文物也將更有彈性。

RFID妙用 (6) 打造智慧型商店
不僅如此,RFID在未來的應用上,讓每一件商品都更加有智慧。惠普公司的雷貝林舉了一個未來商店「麥德龍」(Metro)的例子。他說,在這個賣場裡,消費者擁有一張專屬的晶片卡,和一台平板電腦。當消費者將晶片卡插入電腦後,只要經過不同商品區,電腦上便會自動提供各區最新特價商品介紹。
當然,消費者也可以在電腦上輸入喜愛的香皂名字,電腦就會立刻秀出貨架的位置圖,解決了「劉姥姥逛大觀園」的困擾。「若是要購買肉、魚、酒等食物,你手中的電腦還會秀出食譜,告訴你什麼酒該搭配什麼樣的肉類,」雷貝林興奮地描述著。等到消費者離開賣場結帳時,晶片卡會自動扣除購買的金額,不用再排隊經過櫃台。

還有一種應用,叫做智慧型貨架。它能夠自動偵測到貨品被取走,或是放回去的狀態,有助於補貨與行銷資訊管理。當貨架上商品不足時,工作人員可以自動補貨,並透過RFID提供的資訊,從商品被消費者拿取的次數,隨時掌握住熱門的商品,作為行銷與進貨數量的考量。

RFID妙用 (7) 提高商品資訊透明度
RFID除了當生活上的隱形僕人外,更在企業供應鏈,從製造、配送、倉儲管理,到銷售行銷整個流程,提高了商品的「資訊透明度」。「RFID讓IT on demand(資訊隨選),」IBM行動商務部經理王德忠表示,改善供應鏈效能的同時,不但掌握即時資訊的優勢,更增加判斷決策的正確度。
他舉製造業的盤點為例,以前不僅耗時耗力,可能連正確率都有問題。透過商品上的電子標籤,將商品的訊息與位置傳給讀取器,再送回後端電腦統整,只要輕輕一按,所有的盤點就完成。不但增加庫存的正確率,更能減少人力成本與錯誤。
RFID可以協助商家賺錢。「如果只是將商品裝上電子標籤,而不加以利用的話,那只是浪費錢,」雷貝林表示,沃爾瑪是不會允許供應商將RFID的成本轉嫁到商品上,所以製造業就必須找到減少成本的方式,其中的一個方法就是,透過RFID來增加供應鏈的效能。
「將來的RFID,會成為零售業的一個標準作業,」與沃爾瑪年交易金額上千萬美元的特力公司副總經理叢毓麟指出,未來特力旗下的B&Q(特力屋)賣場,將以高單價的冷氣機,做為導入RFID的開始。
叢毓麟表示,每個月幾萬台冷氣機進出倉庫時,透過RFID不但能清楚掌握數量,更能在出貨時再次確認產品的型號,避免送錯貨時造成成本負擔與商譽損失。「連電子產品在維修服務時,Reader一讀,馬上就知道是不是自家賣出的產品,」他說。

多數廠商仍在觀望
RFID帶來的優勢不少,但是廠商觀望仍多於參與。惠普企業系統事業群技術規劃處副總經理李家瑞表示,目前仍有三分之二的廠商屬於被動參與。他認為,導入RFID之前,必須將企業整個供應鏈流程、重新評估、驗證和調整改變,而這些既有作業模式的改變,都是造成許多廠商猶豫的原因。
「面對近乎免費的條碼而言,RFID未來的附加價值,才是成功的關鍵因素,」中華民國物流協會理事長黃仁安下了這樣的評語。目前每一個電子標籤成本約25∼50美分(約新台幣8∼15元),未來的目標則是降到5美分(約新台幣1.5元)才有普及的可能性。
除了電子標籤的成本過高外,還有許多技術上的挑戰。惠普公司李家瑞表示,電子標籤在訊號讀取的方向性與傳輸上,容易因為某些物質阻隔而變弱,加上傳輸時的安全性、RFID的技術標準、與各國目前使用頻寬標準尚未統一,都是未來普及化的挑戰。
根據惠普估計,2008年全球的RFID市場,將由2002年的10億美元成長到30∼40億美元,到了2015年預計創造150∼250億美元的商機。
特力公司副總經理叢毓麟指出,未來沃爾瑪如果全面導入RFID,預估在整個供應鏈上可以省下8億多美元(約新台幣264億元),「這可是許多台灣廠商,一年都達不到的營業額!」他說。
面對RFID逐漸成形的大餅,各方人馬都蠢蠢欲動。不但經濟部技術處整合推動「RFID研發及產業應用聯盟」,整合國內大廠加入RFID的價值鏈外,惠普也在日前成立亞太區第一個RFID卓越中心,協助客戶導入RFID架構。

RFID可能取代條碼
資訊能力的管理應用,遠比導入新科技重要。思科(Cisco)網際網路事業解決方案事業群(IBSG)製造產業副總裁史塔基(Charles Stucki)也強調,在面對RFID可能取代條碼時,重點在如何運用RFID收集到的資訊,並決定如何將資訊傳送到需要的地方,做更好的運用。
RFID已經示範出老科技如何帶來新運用。第二波物流革命的重點將不再是新技術的運用,而是考驗著企業如何使用與管理資訊的能力。

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【參考資料】
Klaus Finkenzeller, RFID Handbook --- Fundamentals and Application in Contactless Smart Cards and Identification, John Wiley & Sons, 2003.