Presentazione a cura di: De Togni Francesco Losardo Agostino Martinez Jorge Galiana Pasquali Nicola Tundis Luca Vitale Vincenzo Zucchini Claudio EPC ISO.

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1 Presentazione a cura di: De Togni Francesco Losardo Agostino Martinez Jorge Galiana Pasquali Nicola Tundis Luca Vitale Vincenzo Zucchini Claudio EPC ISO

2 Sommario Identificazione automatica Origini della tecnologia RFId Descrizione di un sistema RFId La catena del valore Barcode vs RFId Barriere all’adozione Verso la definizione di uno standard Wal-Mart Ambiti applicativi Situazione attuale Case Study: ATC Bologna

3 Identificazione automatica, cosa e perché? Identificare con certezza e precisione persone o cose, consente la gestione ed il controllo del flusso dei dati all’interno di un’azienda o di un processo distributivo, disponendo delle informazioni in modo rapido e esente da errori, risparmiando tempo e denaro Le principali tecnologie di identificazione automatica sono due: - Codice a barre - Tag RFId IDENTIFICARE? - Assegnare un ID - Collegare l’ID a informazioni addizionali

4 Origini della tecnologia RFId 1940: L’aviazione britannica introduce IFF (Identification Friend or Foe), consentiva di identificare su uno schermo i velivoli amici; i velivoli erano equipaggiati con semplici Trasponder che rispondevano in automatico alle interrogazioni provenienti dai sistemi di terra comunicandogli il proprio identificativo. 1960-65: prime applicazioni commerciali delle smart tag (ad es: sistemi di sorveglianza, anti-taccheggio) 1970: iniziative volte ad aumentare l’applicabilità della tecnologia (tracciabilità di animali e veicoli, ecc..)

5 1980: nuovi sviluppi In Europa sistemi a corto raggio (es: pagamento pedaggi stradali) Negli USA trasporti e accesso personale 1990: innovazione tecnologica nel campo dei circuiti CMOS permette la realizzazione dei primi tag a basso costo  spinta definitiva alla diffusione della tecnologia RFId (IBM) 1995: I professori Brock e Sarma, del MIT, pubblicano un lavoro di ricerca nel quale rivoluzionano il concetto di sistema RFId, introducendo “l’internet delle cose” Origini della tecnologia RFId

6 La tecnologia RFID: Componenti

7 Nei sistemi di RFID attivi che utilizzano transponder il lettore “sveglia” i tag inviando un segnale. Il transponder risponde diffondendo via radio il suo identificativo univoco. Un beacon, invece, emette un segnale con intervalli regolari (dipendenti dall’applicazione), permettendo la localizzazione in tempo reale dell'oggetto su cui è posto. Reader Beacon Trasponder RFID Attivi: transponders e beacons.

8 I tag passivi non hanno nessuna fonte di energia e nessuna antenna per la trasmissione dei dati. 3 tipi di frequenze: low, high e ultra-high Low-Frequency : stesse onde utilizzate dalle normali radio, possono attraversare i muri ma non il metallo. High-Frequency : comportamento simile alla luce, tendono a rimbalzare piuttosto che penetrare nei materiali. Ultra High-Frequency : comportamento simile a quelle High ma in più vengono assorbite dall'acqua. La scelta della frequenza utilizzata dipende dall'applicazione. RFID Passivi

9 L’obiettivo dell’uso dei sistemi di RFID è la capacità di “vedere” dove sono i vari prodotti in tempo reale. La visibilità, tuttavia, è persa dal momento in cui il prodotto viene spedito. E’ possibile combinare sistemi di RFID attivi e passivi per seguire il prodotto anche durante la fase di spedizione, ad esempio utilizzando la tecnologia GPS. Sistemi di RFID combinati

10 La catena del valore Tag e reader sono gli elementi più visibili di un’applicazione RFId, ma sono solo una piccola parte della catena di funzionalità necessarie perché essa sia operativa:

11 La catena del valore La catena del valore di un’applicazione RFId è strutturata in 3 livelli: Hardware Middleware e database Applicazioni e processi Catena del valore molto articolata Filiera dell’offerta complessa

12 Barcode vs RFId BarcodeRFId Economico Costa di fatto l’inchiostro con cui è stampato I prezzi dei tag sono in discesa ma.. l’infrastruttura ha costi elevati Capiente Fino a 2000 caratteri In generale possono persino contenere capacità di elaborazione Diffuso Ogni azienda lo utilizzaIn espansione Disponibile Lettori, terminali, stampanti ampiamente disponibili La capacità produttiva è già in grado di soddisfare richieste anche future di tag e sistemi

13 BarcodeRFId Posizione Deve essere visibile Può essere letto attraverso imballaggi (problemi con metalli e acqua) Robusto Sporco, graffi possono compromettere la lettura Estremamente robusto, specialmente i tag passivi Scrittura Non è riscrivibile Riscrivibile in alcune implementazioni Durevole Molti lettori hanno parti meccaniche in movimento Tutto funziona tramite segnali radio – niente usura! Barcode vs RFId

14 Barriere all’adozione e allo sviluppo Organizzative Analisi costi/benefici PrivacyStandard Soluzioni tecnologiche Avversione al cambiamento Identificazione dei costi dell’RFId Comportamento dei clienti Mancanza di standard generali Prestazioni non ben definite Mancanza di informazione Difficoltà di identificare le aree di beneficio Regolamentazio ne delle autorità competenti Mancanza di standard settoriali Mancanza di esperienza di settore Interfunzionalità dell’RFId Inadeguatezza del sistema dell’offerta

15 Verso la definizione di uno standard -Standard di architettura e di protocollo  facilitano la diffusione di una nuova tecnologia favorendo l’interoperabilità (tecnologia, dati, applicazione, conformità) - Standard di conformità per le emissioni RF  devono tener conto dell’allocazione delle frequenze disponibili ad impieghi completamente diversi per natura e diffusione (FCC negli USA, ETSI in Europa) 4 bande di funzionamento: LF, HF, UHF, MW; LF e HF sono già standardizzate a livello globale

16 Verso la definizione di uno standard Per quanto riguarda UHF e MW: 1999: l’Uniform Code Council, EAN International, Procter & Gamble e Gillette finanziarono la creazione dell’Auto-ID Center, presso l’MIT 1999-2003: l’Auto-ID center guadagna l’appoggio di oltre 100 grandi aziende, oltre che del dipartimento della difesa degli Stati Uniti; sviluppa due protocolli di comunicazione, lo schema di numerazione Electronic Product Code e un’architettura di sistema, tutti proprietari (sponsorizzati dalle aziende!) 2003: la tecnologia è concessa in licenza a UCC, che forma EPCglobal tramite una joint-venture con EAN per commercializzare la tecnologia EPC

17 Verso la definizione di uno standard Nel frattempo la ISO ha pubblicato una serie di specifiche che coprono tutti gli aspetti della tecnologia RFId:

18 Verso la definizione di uno standard Il punto della situazione (2003-04): Non ci sono aziende produttrici di tecnologia RFId in posizione di vantaggio competitivo rispetto alla concorrenza, ad esempio in possesso di brevetti chiave Regolamentazioni sulle RF diverse da stato a stato di fatto impediscono la creazione di uno standard unificato nel settore delle applicazioni sugli oggetti (UHF) Assenza di implementazioni su larga scala  assenza di dati empirici di utilizzo, statistiche, qualità di funzionamento, ecc.. Proliferano le installazioni su piccola scala Si afferma lo standard per le applicazioni sulle persone  Calypso Oracle, HP, SAP, IBM combattono per la leadership del mercato sensor- driven (ABI Insights, 10 Novembre 2004)

19 Verso la definizione di uno standard Opportunità che possono derivare dal completamento del processo di standardizzazione: -Economie di scopo -Economie di scala -Esternalità positive di rete -Pluralità dell’offerta L’evento che ha dato il via al processo di definizione di uno standard globale è stata la richiesta fatta da Wal-Mart ai suoi 100 maggiori fornitori di equipaggiare pallet e scatoloni con tag EPC (entro gennaio 2005) -Ha dato alla tecnologia credibilità istantanea -Ha dato una spinta decisiva alla diffusione su grande scala dell’RFId: tra i suppliers di Wal-Mart figurano aziende del calibro di Gillette, Procter & Gamble, HP, ecc..

20 Wal-Mart -Inizialmente, alcune aziende fornitrici scettiche: la tecnologia non sembrava pronta per questo passo, specialmente con contenitori metallici e acqua -Ad oggi, oltre 100 fornitori hanno accolto l’iniziativa, e utilizzano sistemi RFId nella loro supply chain

21 Wal-Mart -Il prezzo dei tag non è sceso fino ai famosi 5 cent, nonostante la crescita esponenziale della produzione  il più economico costa ancora 7,2 cent -Le specifiche di EPCglobal e ISO 18000 sono distanti: senza un’armonizzazione dei due standard è difficile ipotizzare uno scenario di diffusione globale, con i relativi benefici Risultati? -Studi effettuati dalla Uni of Arkansas hanno evidenziato che nei supermercati in cui vengono utilizzati tag RFId i clienti trovano più spesso quello che cercano sugli scaffali, e i supermercati restano molto meno spesso senza rifornimenti  una diminuzione dell’1% delle rotture out-of-stock garantirebbe a Wal-Mart un risparmio di 2,5 miliardi di dollari -I risultati ottenuti da Wal-Mart sono incoraggianti, ma non si può dire lo stesso dei risultati visti dai fornitori e distributori  la tecnologia è immatura, non all’altezza dei risultati sperati

22 Ambiti applicativi Applicazioni sugli oggetti Applicazioni sulle persone -La distinzione non si riferisce direttamente alla collocazione fisica del tag RFId - Vi possono essere applicazioni sulle persone in cui il tag è collocato su un oggetto (ad esempio il telepass)

23 Applicazioni sugli oggetti: Honda Italia Ha fatturato nel 2003 655 mln di euro Organico direttamente dipendente pari a 750 unità Ha introdotto l’RFId al fine di tracciare i materiali di grado A (componenti critici di cui l’azienda è direttamente responsabile) Ogni lotto di tali componenti al suo arrivo viene targato con un transponder a 13,56 Mhz (HF) Una volta sulla linea di produzione, il tag assegnato al lotto viene allocato sul primo end-item realizzato con i componenti di quel lotto Benefici: - miglioramento della qualità produttiva e della gestione dei lotti, con nette diminuzioni di mancanti nella fase di assemblaggio - disponibilità dei dati relativi all’avanzamento della produzione in tempo reale - al momento coesistono barcode e rfid, con l’obiettivo a lungo termine di adottare tag rfid per tutti i componenti

24 Applicazioni sulle persone: I.S.O. S. Raffaele – Progetto DRIVE DRIVE  DRug In Virtual Enterprise obiettivo: fornire un sistema di supporto per ogni attività decisionale od operativa, clinica o amministrativa connessa con il prodotto farmaco partito nel 1999 composto da tre moduli: -Modulo Clinica Sicura  dalla prescrizione alla somministrazione del farmaco -Modulo Supply Chain  per la logistica ospedaliera e collaborativa -Modulo Trust  per la sicurezza digitale e la protezione della privacy dei pazienti - All’interno del modulo Supply Chain è stata valutata la tecnologia RFId a supporto di processi di logistica ospedaliera, ritenendola “dominata” dal barcode

25 Applicazioni sulle persone: I.S.O. S. Raffaele – Progetto DRIVE E’ oggi attivo il progetto DRIVE2  valutare le potenzialità dell’RFId nello standard EPC applicata al progetto DRIVE1 HSR sta lavorando sull’armadio intelligente che, posto un tag sulle confezioni di farmaci, è in grado di rilevarne il flusso in entrata e in uscita Comunicazione tramite wi-fi tra l’armadio e il carrello dell’operatore per verificare la correttezza del prelievo dei farmaci, e provvedere alla spunta, migliorando l’accuratezza e la velocità dell’attività in futuro, possibilità di confrontare il codice del farmaco con un’eventuale black-list del ministero per individuare farmaci rubati o contraffatti

26 Situazione attuale Standard consolidati per le applicazioni sulle persone: non richiedono un criterio di numbering unificato funzionano con dispositivi a corto raggio  bassa frequenza e potenza di funzionamento, lavora con bande di frequenza deregolamentate nella maggior parte degli stati LF, HF: standard unici globalmente riconosciuti (ISO 18000-2 per LF; ISO 15693 e 18000-3 per HF) il costo dei singoli tag non è un fattore determinante Standard Calypso per le smart card contactless Problematiche di privacy

27 Situazione attuale Per le applicazioni sugli oggetti: Sostanziali differenze tra la proposta EPC e quella ISO: Lo standard ISO 15963 si occupa di un meccanismo di numbering chiamato Unique Identifier EPC tenta di replicare EAN con il criterio di numbering EPC, centralizzato e proprietario, in grado di garantire un identificativo univoco a livello globale sotto il controllo di EPCglobal

28 Situazione attuale Per quanto riguarda lo standard di conformità alle emissioni RF EPC e ISO 18000 – 6 (UHF) sono ancora distanti. Gli standard ISO si concentrano sulla comunicazione tra tag e sensori, lasciando da parte cosa e come le tag debbano contenere Proprio per questa generalità dello standard anche le specifiche EPCglobal potrebbero esserne parte, una volta risolti i contrasti sul Manager Id 2005: EPC introduce uno standard di seconda generazione: UHF Gen 2 Lavora a frequenze radio elevate Prestazioni superiori e maggiore tutela privacy Garantirebbe interoperabilità a livello mondiale, ma non è ancora stato approvato dall’ISO  il sistema di numbering è ancora controllato da EPC!

29 Considerazioni conclusive Settore in era del fermento, genera varianza nell’ambiente competitivo sia sul lato tecnico che sul lato commerciale Il mercato ha la necessità di uno standard aperto che tuteli gli utilizzatori e offra prospettive di espansione su scala globale La crescente domanda ha dato la spinta alla diffusione della tecnologia (demand-pull) Cooperazione tra aziende, sul lato della domanda, per la diffusione di uno standard, con l’obiettivo di creare esternalità di rete Fornitori di tecnologia: come guadagnare vantaggio competitivo? muoversi lungo l’asse verticale della catena del valore fornendo servizi complementari come assistenza post vendita, software di gestione, ecc.. Es: HP, IBM, Oracle, Microsoft, SAP Considerazioni conclusive

30 28 Novembre 2005: Internet Report 2005 di ITU afferma che l’Internet delle cose diventerà una presenza pervasiva nelle nostre vite: la capacità computazionale crescente e le innovazioni nel campo delle nanotecnologie renderanno “network-ready” sempre più dispositivi, concludendo che il problema della standardizzazione dovrebbe essere risolto al più presto E’ di questi giorni la notizia della nascita di una possibile tecnologia alternativa all’RIFd, DataTraceDNA, proposta dalla DataDot Tecnologies, che marchia indelebilmente la struttura molecolare dell’oggetto da taggare, leggibile tramite lettori portatili  http://www.ferret.com.au/articles/1b/0c03901b.asp http://www.ferret.com.au/articles/1b/0c03901b.asp Tra le tecnologie alternative, ZigBee, proposta da un consorzio no profit di 120 aziende, tra cui Telecom Italia Lab (27 Dicembre 2004)

31 Considerazioni conclusive RFID Vendor Matrix TOP 10 Listing: 1 Texas Instruments - TI-RFid 2 Philips Semiconductors 3 Symbol Technologies 4 Alien Technology Corp 5 Intermec Technologies Corp 6 Savi Technology 7 OATSystems Inc 8 Avery Dennison 9 IBM 10 LXE Inc.

32 Case Study: ATC è capofila del progetto STIMER di integrazione tariffaria, promosso dalla regione Emilia-Romagna. Scopo del progetto è implementare un sistema che permetta ad un utente di circolare sui mezzi di trasporto pubblico di tutta la regione con un’unica tessera Partecipano tutte le principali aziende di trasporto della regione, più trenitalia e FER per un mercato complessivo che supera i 516 milioni di euro all’anno Intervista all’Ingegner M. Armandi, dirigente Business Unit Ingegneria e Impianti dell’ATC Bologna

33 Case Study: Riduzione delle frodi Raccolta dati per migliorare il servizio Aumentare la velocità di incarrozzamento Integrazione di più servizi su un unico supporto Eliminare le parti meccaniche di movimento nelle obliteratrici così da limitare le spese di manutenzione Vantaggi derivati dall’adozione

34 Case Study: Dare all’utente una carta facile da gestire (priva di alimentazione) Dotare la carta di capacità elaborativa Raggio di azione di circa 10 cm, al fine di rendere volontario l’atto di obliterazione Utilizzo di un sistema di comunicazione sicuro a causa della presenza di credito e della futura integrazione con i sistemi bancari Di cosa aveva bisogno l’azienda

35 Case Study: Smart card contactless La carta viene dotata di un chip passivo Sistema operativo cablato sulle smart card Si deve trovare uno standard che soddisfi i livelli di sicurezza richiesti supporti costosi, ma il costo non rappresenta un problema (ripartito sugli utenti, cauzioni) Scelte progettuali

36 Case Study: Applicazioni simili a livello europeo utilizzavano lo standard ISO 14443 A  non garantiva i livelli di sicurezza e robustezza richiesti La scelta si sposta su ISO 14443 B per la maggiore sicurezza garantita RATP crea un progetto “Calypso” basato sullo standard ISO 14443 B Standard semi-aperto che soddisfa tutte le specifiche di progetto dell’ATC Propone un sistema operativo sui chip delle tessere che supporta fino a 4 diversi contratti per ogni tessera Svantaggi: solo poche decine di migliaia di tessere in Europa in uso (ai tempi della progettazione) ATC sposa in pieno questa iniziativa decidendo di adottare questo standard

37 Case Study:funzionamento e considerazioni Il funzionamento della tariffazione integrata prevede che ciascun utente obliteri quando sale sul mezzo di trasporto  Possibilità di operazioni di controllo sociale e recupero evasioni, ma anche TRACCIABILITA’ degli utenti ATC comunque garantisce l’utilizzo non fraudolento di questi dati Il vincolo per la gara di appalto, vinta poi da Ascom, prevedeva l’utilizzo dello standard Calypso “L’adozione di uno degli standard disponibili a questo stadio della tecnologia è comunque un rischio in quanto non esiste una soluzione unica consolidata” “Come l’esperienza insegna non sempre la soluzione migliore e quella che si affermerà, sarà il mercato a decidere”

38 Riferimenti, fonti citate www.rfidjournal.com www.rfidgazette.org www.abiresearch.com

39 Grazie dell’attenzione!