Apr./12/2008

陳 柏 頴 副教授

義守大學 通訊工程系

RFID材料與製程介紹

(五)

RFID 的應用

受訪公司閱讀過RFID相關資料或有深入瞭解的僅有22.3%；另人詫異的是未聽說過RFID的比例高達56.3％；若依行業別來分析，則流通業有聽說過的比例最高 (60.0%) ， 其 次 是 醫 療 業(33.3%)與製造業(19.6%)。

有RFID相關應用的受訪公司更是屈指可數，僅8％，其餘92%尚無任何應用。

RFID 的應用

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RFID System Construction

Reader

Tansformer/switch

Tags

Middleware•與現有系統整合•Filtering•collection

RFID 的應用

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在應用領域上，最主要是用在倉庫管理（66.7％），其次是生產流程（33.3％），再進一步交叉分析，不論製造業或運輸業，主要都是用在倉庫管理，分別為67.5％與100.0%，顯見目前RFID在供應鏈應用上並未見較創新的應用。

應用比例低的原因，超過四成（44.4％）的受訪公司坦言技術是在應用上所遭遇的主要困難。

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RFID 的應用

面對這一波的RFID應用風潮，我國企業尚在起步階段，因此策略及佈局顯得格外重要。

而目前RFID應用有標準未統一、價格過高、新領域應用技術複雜等困難尚待突破，但在國際專家們一致的努力之下，預估最遲到2008年應能真正蓬勃發展。

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Gillette 希望透過智慧貨架掃描貨架上的商品，若是存貨數量降到偏低的水位，就會透過電腦提醒店員注意，確保貨架上的商品不虞匱乏，且不必再靠店員巡視，同時可自動下單補貨或即時通知採購人員。

另一個好處就是，由於貼有RFID標籤的商品可以在一定的範圍內穿透物體偵測，放在身上任何地方的商品都可以被讀取辨識，所以能夠防範竊盜。

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Gillette 除了推展智慧貨架試行Item-level 層級的RFID 應用外，同時也積極將其應用在棧板與貨箱的試行計畫上，以提高配送中心配送給零售商的物流效能。

從配送中心到零售商倉庫，以及最後的商品上架的流程，（取自Metro與Gillette 等供應商合作的「未來商店」試行計畫，此計畫尚有HP、Intel、IBM、SAP 等資訊服務廠商參與合作）。

RFID 的應用

RFID 的應用2002 年「Internal business case」：開始內部討論與研究，以推演可能適用的RFID 應用方案。

2003 年「Launch & Learn」：與各事業夥伴與顧客，如Wal-Mart、Tesco、Metro 及各個合作的配送中心廠商等，開始進行試行計畫，應用層級從棧板、貨箱到單一品項，以從中學習RFID 應用方案並評估實際成效與收益。

2004 年「Expand」：經由先前成功的試行計畫經驗與分亨，來進一步擴展計畫，擴大應用的地區與合作對象，並藉以瞭解更多的變因。

RFID 的應用

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除了在美國與Wal-Mart 的試行計畫之外，Gillette 在歐洲也有一個於Devens配送中心的試行計畫，這個計畫主要是在貨箱應用層級上。在Devens 配送中心中，約有15 萬個貨箱被貼上RFID 標籤。

這個計畫不但成功，而且在擴展至歐洲其他地區上，扮演相當重要的起始角色。由於歐洲與美國有許多的不同，所以不能直接將Wal-Mart 那一套整個用在歐洲的試行計畫。

無線電波管理法令的不同影響RFID 設備就不一樣，歐洲的供應鏈體系也有所不同，就以Devens 配送中心來說，它是屬於第三物流商的，所以需要多方的配合，就連棧板都是混合多種。

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事實上Gillette 另一個將RFID 推行到各配送中心之間的計畫，從2004 年1 月規劃開始到正式上線，只花了一個半月的時間。

Gillette 的下一步是要透過與企業資訊系統的結合，整合企業間資訊，甚至應用於簡化作業流程上，來創造更多效益。

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在消費意識及隱私權高漲的今日，Gillette 也表示將會採取預防措施維護消費者隱私，例如在結帳後除去標籤，而且只在外包裝上植入標籤，不把微晶片嵌入產品內。

標籤製造公司也表示可以在消費者結完帳後讓標籤失效。

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RFID 的應用2000 年豐田汽車南非廠（Toyota S.A.）鑑於舊有的Job Card System 需要許多的人工而且無法提供即時的資訊，為了取得在製工作流程的即時資訊，而決定導入自動追蹤系統。

舊有的Job Card System 追蹤的資料只包含了特定工作站，工作人員要進行那些組裝的資料，在上面無法儲放即時的資訊，如可以進行製程問題與壞品之類的分析資料。

更重要的是，製程流程的速度也因為受限於文件流動的速度，而成為生產力的瓶頸。

RFID 的應用

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豐田汽車南非廠需要自動追蹤系統來進行自生產開始到工作站及製程的追蹤。

由於RFID 可以提供遠距離讀取，並可承受各項工作條件（如髒汙、油漬、高溫與完全覆蓋的油漆等）與非可視性（no line-of-sight），且不需限定標籤附著位置等特點，故採用RFID 技術來實作自動追蹤系統。

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豐田汽車計畫將RFID的應用計畫再向消費者端邁進，預計利用製程中就使用的可棄式標籤，把原有的製程相關資訊留在車體上，使車商可以方便取得相關的資訊進行銷售，並置放相關的保固資訊後，應用在售後的維修服務上。

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還有一個有趣的案例，提供了另一類的應用方向。在2002年12 月15 日，世界著名的服飾商Prada，在紐約市非常時尚的蘇活（Soho）區，重新裝潢開幕一家位於Prince Street 與Broadway 街角的店面。

店內佈滿了許多影音多媒體設備，這樣高科技佈置，雖然毀譽參半，但是店內所使用的RFID 系統，使它成為創新零售概念應用的試行場地。店內有許多懸掛在牆或是嵌入平台的螢幕，就連在更衣間也有觸控式LCD 螢幕。

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他們將繪有Prada 商標與客製化樣式的RFID 標籤附在每一件商品上，這些商品含括了鞋子、皮包及衣服。

例如顧客選擇了一件洋裝後，服務人員可以拿著手持式讀取器辨識商品上的標籤，透過螢幕來呈現洋裝的詳細資訊，諸如它由模特兒穿在伸展台走一圈的表現與設計師一系列的手稿圖，甚至更深入，像是顏色、布料與各項用材的詳細資料都能一一呈現。

顧客也可以自已進去更衣間，自已使用觸控式LCD 螢幕來瀏覽這些資訊。

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Prada 提供更客製化的服務。比如，顧客一到店內，透過辨識會員卡上的RFID 標籤，可以自動告知顧客專屬的服務人員，以進行個別的專屬服務，告訴顧客符合他個人風格的新款式有那一些。

RFID 標籤是在商品進到店內的時候貼上去的。RFID 系統也與店內的庫存系統連結，所以可以即時提供現有的款式、大小與數量。但是庫存控制並不是Prada引進RFID 系統的重要利基

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Prada 要發現那一個商品不在貨架不是那麼困難，擺放的位置也不會是Prada 的問題點，至於防止偷竊更不在他們的考慮範圍內。

RFID 系統不是用來降低成本或是提高供應鏈的效率，它是用來減少服務人員浪費在其他事情上的時間，使服務人員可以有更多時間服務顧客，並儘可能的提高服務顧客的品質。

Prada 可能將RFID 向後端的供應鏈推展擴大，主要目的也不是供應鏈的效率，而是為了即時提供顧客附近那一家店還有某些商品的存貨。

RFID 的應用

RFID 的應用

RFID 導入的策略由於每一個產業，如零售產業、製造產業或是運輸產業等，在RFID 的應用策略上隨著產業特性不同而不一，甚至同一個產業下，每一家業者的營運模式不同也影響RFID 實作型式與效益。

RFID 雖然已經有數十年的歷史，卻不表示企業對它足夠熟悉，足以實作RFID。

況且RFID 含括許多的標準與技術規格，不同應用適用不同的RFID 系統，甚至於必須進一步客製化，才能符合企業的需要。這些都使企業在導入時受挫或是不知如何做起。

RFID 的應用

RFID 的應用

Phase 1–企業應用情境﹙Business case﹚與建置可行性研討﹙feasibility study﹚企業在轉移到RFID的實作前，一般需要進行應用情境推演或是進行建置可行性之研討與評估。在應用情境上的推演中，得以瞭解RFID可以為企業帶來的實質效益有那些，另外也可以進一步預估可能帶來的衝擊。

RFID 的應用

透過企業內部的建置可行性評估，可以瞭解企業現行的IT架構，以檢視現行企業IT的技術落差，進一步規劃IT的整合架構並儘可能控制建置風險。

RFID 的應用Phase 2–RFID系統解決方案與試行計畫：企業必須進一步規劃出符合自身企業需求的RFID系統解決方案，並進行設計與實作先導性的試行計畫。

試行計畫必須實作出解決方案的架構，而且要實際與企業內部的硬體設備和資訊軟體進行整合。

透過試行計畫的實行，企業可以驗證RFID系統的適用性，得知由RFID標籤取得的資料是否適當且有價值，另一方面也可以瞭解資料是否可以正確而且迅速地轉移到企業的資訊系統中。

RFID 的應用

RFID 的應用

Phase 3–整體規劃與正式實作：利用試行計畫的成果，來進一步修正RFID系統的解決方案。針對企業所需要的規模與效能，規劃出完整的建置計畫

另一方面也需要建置合適的資料通道﹙如資料倉儲﹚以進一步整合企業間的資訊。

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RFID 的技術雖然已經發展有數十年的歷史，但是近年來才廣受重視。

這一方面是源於生產技術的突破，使得RFID 的成本可以達到大量使用的範圍內；

另一方面，業界面臨供應鏈的整合問題而有尋找新技術的壓力跟需求，例如美軍在採用RFID 的最大原因，就是為解決其所面臨的後勤能力不足以應付數以萬計的集裝箱之困境。

RFID 的應用

RFID 的應用

隨著Wal-Mart、DoD 及Metro 等重量級的領導者的大力推動，促使更多的廠商投入RFID 的應用。

RFID 最令人關心的成本，勢必可以因為使用的普及而逐年遞減，同時隨著企業採用的規模增加，創造出RFID 顯著的效益。

就如同Internet一樣，在達到一定程度的成熟與盛行之後，才能創造出新的商務模式與利基。

RFID 的應用

RFID 的應用RFID 的應用

改善供應鏈上各個配送中心與供應商庫存能見度，所減少的存貨成本約1億8 仟萬美金。

以上所有的各項成本節省，所帶來的獲益總額約83 億5 仟萬美金，高於半數Fortune 500 大的企業營收。

RFID 的應用

RFID 的應用RFID 的應用所以Wal-Mart 致力於推動供應商應用RFID，擴大需求以降低RFID 成本。

然而找出RFID 所提供的即時且豐富資訊可應用的新方法，才擴大RFID 利基的重要關鍵，而不是單純的為貨物貼上替代條碼的RFID 標籤而已，這對於必須吸收RFID 標籤成本的Wal-Mart 的供應商尤其重要。

RFID 的應用RFID 的應用

RFID 的應用生產刮鬍刀聞名的美商吉列（Gillette）決定從生產智慧型標籤的Alien Technology 購買5 億個規格為UHF 915 MHz write-once/read-many 的被動標籤，這張大合約下的標籤單價降到10 美分以下，使得AutoID Center 所估計一次採購10 億個Tag，每個5 美分的目標又向前邁進一大步。

這樣大手筆的交易，主要是為了與世界各大零售商Wal-Mart（美系）、超市連鎖店Tesco（英系）和零售集團Metro（德系）密切合作，測試新的智慧貨架（smart shelf）技術，經由無線電波讀取刮鬍刀及相關產品內嵌之微晶片資訊，即時追蹤貨架存貨數量，避免缺貨的發生。

RFID 的應用RFID 的應用RFID 的技術雖然已經發展有數十年的歷史，但是近年來才廣受重視。

這一方面是源於生產技術的突破，使得RFID 的成本可以達到大量使用的範圍內；

另一方面，業界面臨供應鏈的整合問題而有尋找新技術的壓力跟需求，例如美軍在採用RFID 的最大原因，就是為解決其所面臨的後勤能力不足以應付數以萬計的集裝箱之困境。

RFID 的應用RFID 的應用隨著Wal-Mart、DoD 及Metro 等重量級的領導者的大力推動，促使更多的廠商投入RFID 的應用。

RFID 最令人關心的成本，勢必可以因為使用的普及而逐年遞減，同時隨著企業採用的規模增加，創造出RFID 顯著的效益。

就如同Internet一樣，在達到一定程度的成熟與盛行之後，才能創造出新的商務模式與利基。

RFID 的應用RFID 的應用雖然導入RFID 系統仍要進行許多的IT 技術研究與規劃，但這不代表我們可以單純地用「IT 建置轉型」的角度來建置RFID 系統，企業必須從商業營運的角度來思考RFID 能夠創造什麼樣的營運模式，

有什麼資料是需要的？這些資訊要在什麼時候、什麼地方取得？要如何取得？如果這些答案都指出RFID 是最佳的解決方案，或許就可以透過概念性驗證找出使用RFID 的切入點，並透過概念性驗證進一步分析RFID 在競爭優勢的影響與投資報酬率，相信必然可以協助企業更有效的採用RFID 技術。

RFID 的應用RFID 的應用

從AUTO-ID Center 研發EPC 科技至今也不過五年時間，交由EPCglobal Inc. 展開商業應用推廣迄今也僅僅兩年，屬一全新的商業導入，因此目前並沒有完整規則可尋。

但是透過早期參與的企業案例，得知EPC 導入的主要進程可歸納成四個的階段：「學習、實驗、評估、採用」。

EPC 導入進程介紹

RFID 的應用RFID 的應用

目前大部分公司已經進入EPC 初期階段--也就是「學習」中，有些公司已經快速進入「實驗」階段；另一些則進入「評估」階段，位居於早期採用者地位；而僅有少數集團已經進入「採用」階段。

RFID 的應用RFID 的應用實驗（Experiment）

逐步將商業程序和有限的RFID 科技試驗結合在一起，這是實驗階段的任務。

首要活動包括：研發一個企業案例和發展一個小型科技理論以證明先導系統。一旦成功，通常可以獲得一些初期的資金協助。「實驗階段」的意義在於讓參與的公司更清楚瞭解EPC 的施行，其效益遠超過參考大量文件紀錄的商業案例。

RFID 的應用RFID 的應用該階段的成功將使組織內許多人期待EPC 帶來的無限可能性。

最後，EPC 領導人進入董事會或高級管理階層，要求同意繼續進行計畫。

當然案例中，也會出現延緩進入下個進程的抵抗勢力，他們主要是希望繼續「實驗階段」，尋求更進步進行商業案例和重要相關應用；而另一個理由則是認為透過此轉換的程序還太早也過於昂貴，並指出也許在實驗階段有更重要的部分需要加強。

RFID 的應用RFID 的應用RFID的系統架構

RFID的系統架構可分為標籤、讀卡機與系統應用三大部分：

RFID 的應用RFID 的應用

RFID技術原理

RFID的技術原理分成三類：一、基本組成

二、電源分類

三、頻率分類

RFID 的應用RFID 的應用1.2 RFID的組成與運作原理

1.標籤(Tag)2.讀取器(Reader)3.中介軟體(Middleware)與應用系統(Application System)

以標籤而言，以下兩種：1.被動式2.主動式

RFID的工作頻帶可分為：1.低頻帶：如125k、13.56MHz…等2.高頻帶：如2.45GHz

RFID有兩種運作方式，分列如下：

RFID 的應用RFID 的應用基本組成

1. 天線 Antenna, or Coil被動式標籤的內建天線用以感應和產生RF無線電波，以收發資料。

2. 感應器 Transponder, or Tag感應器如果透過電池(Battery)作動，一般稱之為Active(主動式)Tag，主動式Tag可儲存較大的記憶體及較遠的讀取距離，但唯一的缺點為價格較昂貴。

3.接收器 Transceiver, Reader接收器最主要的功能在於接收主機(Host)端的命令，對於儲存在感應器的資料以有線(如RS422或Ethernet)或無線(如Bluetooth )方式傳送回主機，接收器內含Controller(控制器)及Antenna(天線)，如果讀取距離較長，則Antenna會單獨存在。

RFID 的應用RFID 的應用RFID的傳輸方式

主電腦（Host Computer）以有線或無線方式與Reader相連接，其內之應用系統用以控制Reader的資料收發（通訊）、辨識與管理工作；在資料通訊過程中，可以利用加解密的方式與防火牆等技術使資料具有保密的功效，若再結合資料庫管理系統與其他電腦網路，即可提供更安全的即時監控系統功能與資料自動化整合應

用。

RFID 的應用RFID 的應用1. 電磁感應式是利用磁場的產生來引起電流，如下圖所示。

RFID的工作原理

RFID 的應用RFID 的應用2. 微波式：微波式是使用電波來交換信號。

RFID的工作原理

RFID 的應用RFID 的應用電源分類

一、主動式標籤（Active Tag）主動式標籤優點：

1.內建電池，可利用自有電力在標簽周圍形成有效活動區.2.主動偵測周遭有無讀取器發射的呼叫信號，並將自身的

資料傳送給讀取器.註:可換電池(但還需看廠商設計)，使用期限大約1~3年。

RFID 的應用RFID 的應用

電源分類

二、被動式標籤（Passive Tag）被動式標籤優點：

1.價格便宜、體積小.2.壽命長、數位資料可攜性。三、半主動式標籤

半主動式標籤優點：

1.內建電源，可使用內部能量監測周圍環境需要讀取器發出射頻喚醒標簽後才回送信號。

半主動和被動的區別是半自動系統中有電力，標簽能夠發揮其他作用

，例如監測周圍環境的溫度，震蕩情況等，同時，半主動式標籤讀取

距離較長、抗干擾能力更強。

RFID 的應用RFID 的應用RFID History

RFID主動式跟RFID被動式的差異

差別就在主動式Tag本身有電源, 被動式Tag是由Reader(Antenna)提供能量運作. 因此主動式的系統感應距離較遠, 一般為30m~100m, 而目前被動式以UHF感應距離最遠, 干擾源較少的場合約可達約5m~7m.

另外主動式Tag本身內部有加一組電源, 還可以整合Sensor, 例如溫度、溼度、壓力、重力加速度...等, 用做更多特殊的加值應用.相對的主動式跟被動式RFID Tag的成本差異也很大, 是幾十倍到百倍的差距。

RFID 的應用RFID 的應用RFID History

1.3 RFID的特性

1. 不用電池RFID能從磁場中取得電力， RFID的悠遊卡。

2. 安全性高RFID Tags端是以晶片製作的。

3. 可製成各種包裝類型各種賣場產品上，物流的貨架上。

RFID 的應用RFID 的應用RFID History

1.3 RFID的特性

4. 不用接觸，可在一定距離內通訊被貼在賣場產品上的RFID如德國METRO公司。

5. 可讀寫資料6. 使用壽命長