無論是在工業時代、信息時代,還是近年來如火如荼的人工智能,亦或者數字時代,人類的生產工具一直在發生著偉大的進化劇變,但與此同時,標簽的進化系統也如同伴生存在一般,從未停止過它發展的腳步。從紙質標簽到條形碼,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”發展鏈中。

更實際地說,從國內環境去看,已經有越來越多的行業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產品的一知半解,讓很多稍有涉獵的行業反而開始懷疑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,那些離不開RFID的行業以及RFID標簽的真正優勢所在。

RFID標簽下的線材管理,工業數字轉型的陣地

工業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數千條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現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在,這個問題依然不好解決。

原因一,來自于電線、數據線或者其他線纜的使用體量級的暴增。這個數據量級說的并非區域或者國家在線纜制造產量上的暴增,針對的是單位后臺庫房或者線纜使用區域內同時在執行運行功能的線纜量。以前后臺數據庫房的線纜量如果是以千為單位,那現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,如果產生故障和線纜功能問題,如何在十萬級別的數據線纜里找到對應線纜,這是一個大工程。

其二,數據讀取是一個難點。一般來說,對于大型企業,如電力集團,運輸行業等都會配備超量級的企業管理ERP或者EAM系統來輔助鎖定問題區域和線纜位置。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域運用各類讀取器去手動檢測和鎖定。而這又會產生第二個難點: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、漏讀的現象,從而錯過問題的發現,甚至產生更大的成本損耗。

而在這個問題上,RFID就會體現出其強大的功能和優勢。從頻率上看,目前的RFID標簽技術和產品類別分別集中于高頻(HF)和超高頻(UHF)兩個頻段內。HF的頻率穩定在13.56MHz,UHF的頻率處于856-928 MHz的區間內。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管理工作。更重要的是,對于工業線材管理來說,有理由相信是未來5-10年國內工業,尤其是制造業數字轉型的重要領地。“重制造,輕管理”向來是國內制造業多年的陋習。當然,因為國內外市場需求使然,這其實也無可厚非,但隨著體量級的井噴式增長,維持這個狀態顯然是不足夠支撐起大型工業業態的可持續發展趨勢的。所以如何在實際執行端,利用數字化管理工具務實提升工業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標簽其實最大的優勢是提供了絕對的“一物一碼”,為零售和物流行業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)協議V109版的規則下,RFID標簽一般來說,會具有4個信息內部存儲空間,它們分別是Reserved(保留),EPC(電子產品代碼),TID(標簽識別號)和User(用戶)四個獨立的存儲區塊。其中Reserved是存儲Kill Password(滅活口令)和Access Password(訪問口令)的存儲區塊,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則的,這個規則由廠家自行決定,所以這就為產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,因為部分產品涉及到運輸環節,又或者是產品信息的保密性,它需要更多的字符數量去承載產品的數據信息,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個存儲區塊,但是根據RFID標簽的類型和功能適配,有些標簽的User存儲量是0,也就是不可寫入數據。這三類內存的分開使用和關聯使用,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標簽都創造出其他標簽所無法競爭的優勢。

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,而是封裝進產品內核里。這很好的解決了,不法分子撕掉、涂抹防偽碼等問題,讓產品信息真正植入進產品本身的基因里。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。

醫療領域是RFID標簽應用行業里的黑馬

醫療領域的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勢。

醫療領域我認為是RFID標簽應用行業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,醫療衛生系統里對于部分藥劑、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,根據網絡數據顯示,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,如果在采樣環節按照低風險人群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存在在了元件上,這樣的優勢是:一,可以一步到位進行低成本數字化樣本管理,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生在手術室。近年來,精密化的手術工具越來越多,那就產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,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,同時也需要讓醫生甚至是病人對于部分一次性醫療工具在真偽性和密封性上做術前確認。而對于這些工具來說,由于經常要暴露在酸性液體、高溫高壓等環境之下,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境里無影響工作,對外的適配場景下就已經考慮到了醫療設備的應用需求。這方面來說,這些的國外的公司,尤其是日本企業,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勢。

以上,相信對于RFID就會有一個概念性的了解了。看到網絡上有些說法,有的說RFID標簽只有幾十K的內存量,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,我會系統地聚焦RFID標簽對于醫療行業的價值。