無論是在工業(yè)時代、信息時代,還是近年來如火如荼的人工智能,亦或者數(shù)字時代,人類的生產(chǎn)工具一直在發(fā)生著偉大的進化劇變,但與此同時,標簽的進化系統(tǒng)也如同伴生存在一般,從未停止過它發(fā)展的腳步。從紙質(zhì)標簽到條形碼,從條形碼再到二維碼,如今又來了RFID標簽,似乎我們可以這么想,我們的生活隨著科技時代的進步,也一直立身于一條前閉后開的“標簽時代”發(fā)展鏈中。

更實際地說,從國內(nèi)環(huán)境去看,已經(jīng)有越來越多的行業(yè)領域開始運用到新型RFID的標簽技術,并投之于日常應用,但正因為對于RFID產(chǎn)品的一知半解,讓很多稍有涉獵的行業(yè)反而開始懷疑RFID的先進性和必要性。所以今天就來分享和預告下,當下甚至未來相當長一段時間內(nèi),那些離不開RFID的行業(yè)以及RFID標簽的真正優(yōu)勢所在。

RFID標簽下的線材管理,工業(yè)數(shù)字轉型的陣地

工業(yè)線材管理可能是眾多RFID標簽運用中比較冷門的一支,但必要性上看卻是最強的。1983年在美國德克薩斯發(fā)生過這樣的一個事故,因為德州每年都有龍卷風季,有一次龍卷風刮亂了小鎮(zhèn)數(shù)千條cable線纜,而這些線纜的事故后修復又恰好需要和電纜接口的一一對應,這不僅給了德州的電纜維修負責部門不小麻煩,當然最終他們還是修復了,但是從中我們其實可以發(fā)現(xiàn)對于線纜的管理問題非常的棘手和明顯。哪怕這個問題到了現(xiàn)在,這個問題依然不好解決。

原因一,來自于電線、數(shù)據(jù)線或者其他線纜的使用體量級的暴增。這個數(shù)據(jù)量級說的并非區(qū)域或者國家在線纜制造產(chǎn)量上的暴增,針對的是單位后臺庫房或者線纜使用區(qū)域內(nèi)同時在執(zhí)行運行功能的線纜量。以前后臺數(shù)據(jù)庫房的線纜量如果是以千為單位,那現(xiàn)在就到了十萬以上級別,這對于線纜管理是非常大的嚴峻考驗,如果產(chǎn)生故障和線纜功能問題,如何在十萬級別的數(shù)據(jù)線纜里找到對應線纜,這是一個大工程。

其二,數(shù)據(jù)讀取是一個難點。一般來說,對于大型企業(yè),如電力集團,運輸行業(yè)等都會配備超量級的企業(yè)管理ERP或者EAM系統(tǒng)來輔助鎖定問題區(qū)域和線纜位置。但是這個解決方案的缺點是依然無法精準鎖定到某一條線纜。這時候就需要人工到故障區(qū)域運用各類讀取器去手動檢測和鎖定。而這又會產(chǎn)生第二個難點:可能存在單設備上多條線纜交織的情況,這在讀取時又會造成誤讀、多讀、漏讀的現(xiàn)象,從而錯過問題的發(fā)現(xiàn),甚至產(chǎn)生更大的成本損耗。

而在這個問題上,RFID就會體現(xiàn)出其強大的功能和優(yōu)勢。從頻率上看,目前的RFID標簽技術和產(chǎn)品類別分別集中于高頻(HF)和超高頻(UHF)兩個頻段內(nèi)。HF的頻率穩(wěn)定在13.56MHz,UHF的頻率處于856-928 MHz的區(qū)間內(nèi)。隨著頻率的上升,意味著更精準的讀取能力、更遠的讀距以及更小的RFID標簽元件體積。這對于線材管理,無一不是對癥下藥。工程師只需要在線纜上裝上RFID的小型標簽,然后手持讀寫器,再通過手持顯示器或者LED燈標等就可以迅速找到對應問題線纜。而同時,目前絕大部分頂尖的RFID標簽都具有抗金屬干擾性,這就可以完美規(guī)避讀取干擾問題。

從其他類型標簽功能上看,你永遠無法想象,條形碼、二維碼怎么來管理和應付這個量級的工業(yè)管理工作。更重要的是,對于工業(yè)線材管理來說,有理由相信是未來5-10年國內(nèi)工業(yè),尤其是制造業(yè)數(shù)字轉型的重要領地。“重制造,輕管理”向來是國內(nèi)制造業(yè)多年的陋習。當然,因為國內(nèi)外市場需求使然,這其實也無可厚非,但隨著體量級的井噴式增長,維持這個狀態(tài)顯然是不足夠支撐起大型工業(yè)業(yè)態(tài)的可持續(xù)發(fā)展趨勢的。所以如何在實際執(zhí)行端,利用數(shù)字化管理工具務實提升工業(yè)設備管理的各方面利用效能就勢必會是一個重中之重。

“一物一碼”是對RFID標簽莫大的低估和輕視

有人說,RFID標簽其實最大的優(yōu)勢是提供了絕對的“一物一碼”,為零售和物流行業(yè)的防偽和溯流提供了不可辯駁的證明。對于這個觀點,我的看法是,“一物一碼”可能是對于RFID標簽莫大的低估和輕視。二維碼、條形碼,哪個不是一物一碼?RFID標簽在零售端和物流端,其實最大的價值有三個,一個是對于信息量的存儲分級,一個是對于讀取的限制放開,還有一個是對于其存在不可磨滅性。

在解釋存儲分級之前,我需要加個前提,在Class1 Gen2(簡稱G2)協(xié)議V109版的規(guī)則下,RFID標簽一般來說,會具有4個信息內(nèi)部存儲空間,它們分別是Reserved(保留),EPC(電子產(chǎn)品代碼),TID(標簽識別號)和User(用戶)四個獨立的存儲區(qū)塊。其中Reserved是存儲Kill Password(滅活口令)和Access Password(訪問口令)的存儲區(qū)塊,一般不會放開權限給任意方讀取,真正起到作用的是EPC、TID和USER。它們分別有什么用呢?

TID,官方名字為存儲標簽識別號碼,你可以叫它更有代表性的名字“全球唯一碼”,正是這個碼提供了該個RFID標簽存在的唯一證明,它是出廠后不可寫入和修改的,那如果這個標簽是唯一的,所以它附著的產(chǎn)品一定也是唯一的,這就是防偽的原理。而EPC的作用是,提供廠家可寫入的產(chǎn)品出廠信息或者說原始信息,打個通俗易懂的比方,你在上海購買了一臺深圳制造的亮黑色P40華為手機,它的EPC內(nèi)很有可能有一段是:szbk40sh,代表了剛才的這些信息。原則上EPC是只能由廠家寫入,并且是遵循一個記錄規(guī)則的,這個規(guī)則由廠家自行決定,所以這就為產(chǎn)品原始信息記錄提供了絕對的技術基礎。再看User,User屬于更為靈活的用戶自定義號碼,它提供了產(chǎn)品出廠后,依然可以保留寫入權限的可能。而對于廠家來說,因為部分產(chǎn)品涉及到運輸環(huán)節(jié),又或者是產(chǎn)品信息的保密性,它需要更多的字符數(shù)量去承載產(chǎn)品的數(shù)據(jù)信息,而EPC的存儲量一方面有限,另一方面是出廠后不能更改,所以他們就會需要到User號碼,需要說明的是,不是所有的RFID標簽都有User存儲量,簡單的說,每個RFID標簽都有4個存儲區(qū)塊,但是根據(jù)RFID標簽的類型和功能適配,有些標簽的User存儲量是0,也就是不可寫入數(shù)據(jù)。這三類內(nèi)存的分開使用和關聯(lián)使用,為眼下和未來很長一段時間的所有零售防偽、物流溯源的機制、可能性提供了絕對的依托。

第二大價值是讀取限制的放開,拋開腦海里手里拿個掃描讀取器,一個個對準產(chǎn)品編碼去讀取的固有印象。RFID標簽下的讀取場景變得可以非常宏大,也可以變得非常隱形。比如下面這些讀取方式:

在提升工作效率上,在提供更高效的反應速度上,RFID標簽都創(chuàng)造出其他標簽所無法競爭的優(yōu)勢。

第三大價值是不可磨滅性。這個不可磨滅性,除了指代它的存儲信息大部分不可修改和寫入以外,特指它的封裝方式。從大部分RFID標簽的應用案例和適配場景來看,它并不是外部傻瓜式的封裝結合,而是封裝進產(chǎn)品內(nèi)核里。這很好的解決了,不法分子撕掉、涂抹防偽碼等問題,讓產(chǎn)品信息真正植入進產(chǎn)品本身的基因里。而對于溯源或者防偽來說,如果脫離了對本身防偽和溯流機制的保護,那所謂的防偽和溯流也不過是騙騙消費者的營銷手段,并沒有真正的安全性可言。

醫(yī)療領域是RFID標簽應用行業(yè)里的黑馬

醫(yī)療領域的RFID標簽應用,我之后會單獨更詳細的寫一篇,這里先粗略的說明一下其領域優(yōu)勢。

醫(yī)療領域我認為是RFID標簽應用行業(yè)里最為黑馬的一支了。在新冠疫情之前,這個需求還沒有那么的強烈。但在新冠疫情的助推之下,醫(yī)療衛(wèi)生系統(tǒng)里對于部分藥劑、藥品、藥液、手術工具甚至化驗組織的絕對識別和唯一識別是必須且剛性需求的。

也許很多人還沒有意識到這個問題的急切性。我們舉個簡單的例子,拿核酸檢測來說,根據(jù)網(wǎng)絡數(shù)據(jù)顯示,我國部分城市,比如北京,最高日檢測核酸標本45.8萬個,單一檢測單元的最高日檢測量在考慮周邊檢測機構的加持下,可達到17000個,如果在采樣環(huán)節(jié)按照低風險人群1∶5混采,一天可檢測8萬多人。在這樣龐大的檢測鏈路里,最吃緊的除了檢測設備和工具以外,就是人員和工作效率的上限問題。每一個檢測人員除了要小心翼翼的保存和收集檢測標本,還要細致精確地對所有標本進行驗別、管理、提交、存放和精確調(diào)取。但其實,這些工作如果適配上RFID的標簽功能,保守估計可以降低各類成本累計損耗超過三成。操作原理也比較簡單,相較于以往的檢測手段——主要是在試管上貼上條形碼,條形碼要記錄人員的一些身份信息,而RFID的標簽檢測則會在試管底部封裝上一個標簽元件,測量前身份信息一應俱全全部已經(jīng)存在在了元件上,這樣的優(yōu)勢是:一,可以一步到位進行低成本數(shù)字化樣本管理,二,如果需要對樣本或者試管進行高溫消毒、低溫保存等環(huán)境試驗,條形碼的紙張本身就是一種外界的干擾原,并不利于檢測和研究的進行。

同樣的適配場景也發(fā)生在手術室。近年來,精密化的手術工具越來越多,那就產(chǎn)生了對于手術工具全新的絕對標準要求,既要對所有的手術工具,哪怕是可被人體分解的材質(zhì),只要在手術工具名單里屬于“須回收項”,就都須要在術后進行一對一且萬無一失的留存確認,同時也需要讓醫(yī)生甚至是病人對于部分一次性醫(yī)療工具在真?zhèn)涡院兔芊庑陨献鲂g前確認。而對于這些工具來說,由于經(jīng)常要暴露在酸性液體、高溫高壓等環(huán)境之下,所以貼上條碼,甚至是印上條碼都是無效之舉。這時候就又到了RFID的出場時刻了。拿Murata的LXTB-010型RFID標簽舉例,除了抗酸、抗金屬干擾,還可以在高溫高壓環(huán)境里無影響工作,對外的適配場景下就已經(jīng)考慮到了醫(yī)療設備的應用需求。這方面來說,這些的國外的公司,尤其是日本企業(yè),確實存在其先見之明和獨到之處,除了Murata以外,同是日本的Kyocera,英國的Omni-ID,還有新加坡的Xerafy都在這方面具有絕對的技術優(yōu)勢。

以上,相信對于RFID就會有一個概念性的了解了。看到網(wǎng)絡上有些說法,有的說RFID標簽只有幾十K的內(nèi)存量,有的說就是為物流而制造的技術,還有的把RFID和NFC對立起來,其實都是對于RFID標簽技術的不了解。下一篇,我會系統(tǒng)地聚焦RFID標簽對于醫(yī)療行業(yè)的價值。