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RFID: dall'identification of things alla Internet of Things, ecco cosa sta cambiando

L’identificazione automatica di un prodotto migliora l'efficienza della supply chain e del business, azzerando l'out-of-stock e le inefficienze di magazzino, riducendo i carichi di lavoro amministrativi. Ma quali sono le differenze tra barcode, tag Rfid, Nfc e sensori per costruire un sistema capace di garantire tracciabilità e rintracciabilità delle informazioni?

«Potrei sbagliarmi, ma sono abbastanza sicuro che la frase Internet of Things sia nata come titolo di una presentazione che ho fatto per Procter&Gamble nel 1999. Collegare il nuovo approccio RFID della supply chain di P&G con l’argomento, allora rovente, di Internet fu un ottimo modo per attirare l’attenzione dei dirigenti. Credo riassuma un’importante intuizione, spesso ancora fraintesa».

Con questa frase Kevin Ashton, direttore esecutivo del Centro di Auto-ID del MIT, racconta com'è nata l'idea della Internet of Things. Terminologia nata in un laboratorio a supporto del Product Lifecycle Management e oggi diventata un driver dell'innovazione tecnologica e delle smart city, la IoT ha ancora bisogno di essere spiegata a livello di funzionamento e di ROI (Return of Investment).

Dall'auto-ID alla IoT cosa significa che è un oggetto è smart

Il concetto fondamentale della Internet of Things non è tanto legato al potenziale di Internet quanto, piuttosto, a un modello di sviluppo grazie al quale è possibile associare praticamente a qualsiasi cosa una piccola componente tecnologica capace di trasformare questo oggetto in un dispositivo intelligente e comunicante in modalità wireless. Internet of Things è la chiave dell’automobile che ci permette di aprire o chiudere le portiere in automatico senza usare la toppa, ma è anche la chiavetta prepagata in cui in molti uffici il personale può comodamente prelevare bevande e snack da un distributore automatico.

IoT è il braccialetto elettronico che nei parchi di divertimento o in alcuni ospedali vengono usati per identificare in automatico visitatori e pazienti, autorizzando la fruizione di determinati servizi. È la carta di credito che ci consente di effettuare una transazione. Anche un semplice sensore capace di misurare uno scostamento rispetto al tasso di salubrità di un ambiente o al livello dell’acqua di un fiume è intelligenza delle cose. IoT sono le soluzioni di localizzazione che registrano i nostri movimenti nei luoghi pubblici o i varchi antitaccheggio e le telecamere. È IoT il Telepass che consente a un mezzo di transitare velocemente e legalmente al casello o il badge che consente di accedere a una ZTL (Zona a Traffico Limitato) senza pagare la multa. È Internet of Things la tracciabilità (e rintracciabilità) della spazzatura culminata nel SISTRI, ma che in molte città italiane sta diventando un modello virtuoso per stornare dalla tassa sui rifiuti una parte dell’importo consacrato al riciclaggio.

L’innovazione della IoT e il potere della digitalizzazione smart, infatti, è quello di unire la creatività alla definizione di uno o più servizi che, per avere un senso economico e sociale, devono essere utili nel tempo.

RFID AND INTERNET OF THINGS

Il tag Rfid, quasi invisibile e sconosciuto

Il codice informatore più efficiente della IoT è il tag RFID (Radiofrequency IDentification): un piccolo chip costituito da una memoria e da un'antenna (dalle dimensioni e dalle forme dell'antenna, variano funzionalità e raggio di azione).

Il tag è un microchip bidimensionale (apposto a supporti diversi a seconda dell'uso) che, sfruttando l’induzione elettromagnetica, sollecitato da un reader RFID attiva un processo di comunicazione e di scambio dei dati in lettura e scrittura.

All’interno del tag la memoria elettronica può contenere un numero molto elevato di informazioni. Il valore aggiunto? Più di uno: innanzitutto che il costruttore all’interno del tag inserisce un codice seriale identificativo unico (TID - Transponder IDentification) che, non potendo essere falsificato se non danneggiando il tag che così diventa inutilizzabile, costituisce un sistema di identificazione certo.

Un altro plus è che, a differenza del barcode che deve essere letto esclusivamente in modo frontale e solo uno alla volta, i tag possono essere letti in maniera massiva, ovvero tutti contemporaneamente anche quando gli oggetti a cui sono apposti si trovano impilati, sovrapposti, chiusi in una scatola, oppure distribuiti in uno spazio come può essere un ufficio o un magazzino.

I tag (o transponder) sono l’unità fondamentale della Internet of Things perché consentono di attivare un percorso di tracciabilità e di rintracciabilità delle informazioni decisamente più completo e avanzato, in quanto associato a un processo di identificazione univoca.

RFID: cosa c'era di sbagliato nella comunicazione

C'è stato un tempo in cui l'RFID era stato inserito nella curva di Gartner, molte aziende ci avevano creduto e avevano investito in questo tipo di soluzioni che, per la maggior parte, erano fallite.

Il problema era che la tecnologia non era matura né a livello di hardware né a livello di software, e che le competenze dei system integrator erano pressoché nulle. Un progetto RFID, infatti, non è una soluzione cosiddetta in a box, ma richiede un'analisi dei sistemi informativi ma anche test sul campo dettagliati per capire quali barriere possono ostacolare la lettura in radiofrequenza e quindi in che modo vadano risolte le criticità scegliendo i tag giusti e alcuni accorgimenti nella predisposizione dei reader.

Un altro zoccolo duro dell'RFID è il tema della Privacy: sin dall'inizio la tecnologia Rfid non è mai stata spiegata bene alle persone per cui una parte dell'opinione pubblica riteneva che il tag fosse equivalente a una microspia. Nel 2003, quando Benetton aveva deciso tra i precursori di usare i tag per ottimizzare la filiera globale, aveva subito un'alzata di scudi da parte di opinion leader e moti popolari (negli Stati Uniti lo scandalo del Watergate era ancora vivo nella mente della gente) tale per cui il brand era stato costretto ad abortire il progetto. Da allora i progetti Rfid sono andati avanti, ma quasi tutti in sordina.

Non sono gli oggetti a essere intelligenti: sono i servizi

Oggi molte cose sono cambiate, a partire dalla qualità dei progetti e delle tecnologie di riferimento. La progressiva smartificazione del mondo è letteralmente decollata con quello smartphone che accompagna le persone ogni giorno, ovunque.

La questione che va chiarita una volta per tutte è che nei tag usati a supporto del Product Lifecycle Management, i dati personali non c’entrano, perché c’entrano le informazioni legate al singolo prodotto e cioè: origine di produzione, lotto, ingredienti, scadenza e via dicendo.

Diverso, invece, è il caso dei tag Rfid presenti nei badge o nelle smart card che servono alla gestione automatica degli accessi. Dovendo consentire l’ingresso ad aree messe in sicurezza oppure a servizi di pagamento, i dati che servono a identificare il possessore (e non qualcun altro) associati al chip sono personali. In questo caso, però, le informazioni sono crittografate e archiviate secondo una rigida regolamentazione che protegge la nostra privacy: ad avere accesso ai nostri dati, in quel caso, è solo un ente certificato e autorizzato, tenuto a osservare scrupolosamente tutta una serie di politiche di sicurezza.

Dalla produzione alla distribuzione, qual è il Roi dell'RFID

Informatizzare la gestione del ciclo di vita del prodotto attraverso l’identificazione automatica, dunque, significa mettere a sistema informazioni e rendere più trasparente il passaggio dei dati, evitando ridondanze ed errori ricorrenti nella gestione manuale.

L’intelligenza delle cose associata all’uso della tecnologia RFID è stata quantificata anche a livello economico, confermando il valore dell’innovazione.

I Kpi (Key performance Indicator) dell’Rfid, confermati dai progetti in produzione ormai noti e condivisi, sostanziano il ritorno dell’investimento tecnologico:

  • riduzione degli stock tra il 60 e l’80%
  • accuratezza dell’inventario tra il 98 e il 99,9%
  • dimezzamento dei tempi di spedizione (-50%)
  • controllo dei colli più veloce (+90%)
  • riduzione dei costi di inventario tra il 30 e il 50%,
  • aumento delle vendite pari a un 18% grazie alla riduzione dell’out of stock

A usare l'Rfid associato alle etichette infatti è soprattutto il fashion: anche in Italia i brand che usano i tag per ridurre il time to market sono sempre di più: da Fendi, Bottega Veneta, Moncler ad Harmont & Blaine, LiuJo, Patrizia Pepe, Maliparmi fino ad arrivare ai fast fashionist Sandro Ferrone e Imperial.

AutoID: dal barcode al tag quali le differenze (e i costi)

Grazie all’identificazione automatica, dunque, la gestione del ciclo di vita del prodotto dalla sua nascita alla sua consegna al cliente finale è messo a sistema, consentendo agli operatori della supply chain di ottimizzare lo scambio delle informazioni e la gestione degli ordini e delle fatture legate alle consegne.

Gli oggetti, infatti, vengono etichettati o integrati da una componente tecnologica che rende più efficace la comunicazione: dal codice a barre al tag RFID o NFC quello che cambia fondamentalmente è la quantità di informazioni gestite, la modalità di lettura e, di conseguenza, i costi delle tecnologie associate. Ecco una piccola legenda aggiornata:

Codici a barre

I codice a barre riportano il numero seriale identificativo del produttore, della nazione, del prodotto, o del collo o del pallet e che va letto da un apposito reader a infrarossi e oggi anche dalla fotocamera di uno smartphone. I barcode standard sono mediamente lunghi dai 4 ai 5 centimetri e contengono 12/16 caratteri. Un’etichetta barcode non costa quasi nulla ma il processo di lettura per essere garantito deve rispondere a una serie di requisiti: il codice deve essere integro (se stinto, graffiato o spiegazzato il lettore non riesce a leggerlo), deve essere applicato in modo piano e disteso (non deve essere applicata su spigoli o angoli con eccessiva curvatura), la lettura deve avere una condizione di luce accettabile. La modalità di lettura, diretta e frontale, scansiona un singolo codice  alla volta. L’insieme di queste caratteristiche porta alla necessità di utilizzare codici di dimensioni ridotte per agevolare i processi di lettura (max 4/5 centimetri in modalità standard per 12/16 caratteri).

I codici bidimensionali (Data Matrix, Maxi Code o Qr Code) contengono un maggior numero di informazioni ma presentano gli stessi problemi di corruttibilità e di lettura non massiva.

RFID (Radiofrequency Identification) e NFC (Near Field Communication)

L’RFID è una nanotecnologia più evoluta perché consente una lettura massiva dei tag anche se i prodotti sono impilati oppure inscatolati e sovrapposti. Il costo dei tag dipende dalla capacità di memoria. I transponder UHF con una memoria da 16 a 64 Byte (1 Byte = 1 carattere in codice ASCII) costano 5/10 centesimi.

I tag NFC sono una classe dell'RFID: utilizzati per servizi di proximity marketing e per i pagamenti contactless, costano più di un tag Rfid perché hanno più memoria e contengono molte più informazioni: in media si parla di 25 centesimi per 64 Byte fino ad arrivare abbondantemente sopra l’euro per quelli da 8 KiloByte. Otto Kilobyte, in sintesi, sono un intera pagina di testo e anche più. Per capire la differenza pratica, un codice a barre EAN128 da 64 caratteri per garantire una lettura ottimale dovrebbe essere lungo 25 centimetri.

"La tecnologia NFC è stata sviluppata con una particolare attenzione alla sicurezza dei dati e delle transazioni - spiega Giovanni Miragliotta, Responsabile e Co-Direttore dell’Osservatorio Italiano Permanente sulla Internet of Things, School of management, Politecnico di Milano -. Esistono vari livelli di sicurezza (implementati in declinazioni di protocolli differenti) che consentono di passare da un modello completamente aperto e non criptato a un sistema complesso con crittografia DES. Esistono quindi dialetti NFC che sono molto sicuri sia sotto il profilo dell’accesso ai dati sia dell’eventuale sniffing delle informazioni. Tali protocolli sono quelli utilizzati nei sistemi di pagamento NFC (sia mediante l’uso di telefoni che di carte contactless) e nei documenti elettronici (Carta di Identità elettronica, Tessera Sanitaria, Passaporto Elettronico), sempre più diffusi nel mondo e in Italia".

Perché "sensorizzare" la supply chain

Nella logistica del fresco e del freddo alcuni operatori integrano ai tag anche l'uso di sensori di temperatura (il costo di un log varia tra i 30 e i 45 euro, mentre una soluzione combinata costituita da accelerometro, sensore di temperatura e di umidità varia tra i 120 e i 150 euro) che, monitorando sui mezzi alimenti, farmaci e altri prodotti suscettibili di deterioramento a causa dagli sbalzi termici, offrono un presidio di sistema più avanzato (ad esempio lo fa Grandi Salumifici Italiani).

La possibilità di leggere in tempo reale il cambiamento della temperatura da un cruscotto centralizzato o tramite alert su un palmare o uno smartphone, infatti, consente agli operatori di intervenire per tempo, risolvendo l’anomalia ed evitando sprechi o danneggiamenti del prodotto che possono risultare pericolosi per la salute. Esistono anche altre tipologie di sensori che fungono da indicatori di servizio, misurando il tasso di umidità o il livello di salubrità di un ambiente, segnalando se ci sono emissioni nocive.

Il vantaggio di inserire dei varchi Rfid (il costo si aggira tra i 4500 e i 6000 euro) nei magazzini che, esattamente come con il Telepass, consente a muletti o camion di effettuare più velocemente il controllo della merce in transito senza dover aprire alcuna confezione porta efficienza ma anche il valore di un'automazione che riduce gli errori e digitalizza la gestione di bolle, ordini e fatture.

La culla della IoT? La logistica

La Internet of Things è una piattaforma di scambio che mette in correlazione mondo fisico e mondo digitale attivando un meccanismo convergente di collaborazione tra più referenti: partner, provider, operatori, brand e consumatori. Non a caso il main sponsor della IoT e del Product Lifecycle Management smart è da sempre la logistica. I motivi sono prettamente pratici: la volontà di accorciare le distanze tra produzione, magazzino e consumatori, rendendo più efficienti ed efficaci le dinamiche di gestione e di consegna, ma anche di velocizzare uno scambio di informazioni che per essere efficiente impone un alto tasso di integrazione.

La Internet of Things, dunque, è diventata realtà nei magazzini e nei CEDI attraverso una rivoluzione silenziosa che ha moltiplicato l’utilizzo di soluzioni wireless a partire da quei palmari rugged capaci di riconoscere codici a barre mono e bidimensionali o di leggere tag Rfid ed Nfc, connettendo l’operatore ai sistemi gestionali per verificare la conformità del picking rispetto all’ordine. Obiettivo? Monitorare il prodotto in ogni punto della filiera, per garantire la qualità e l'efficienza di ogni tipo di servizio.

Anche le wearable technologies sono arrivate prima nei magazzini, dove si usano da tempo anelli intelligenti per la lettura dei codici, caschi sensorizzati che lasciano lavorare l’operatore a mani libere mentre consulta su un occhiale a visiera la documentazione di servizio, braccialetti o cinture dotate di reader o di sistemi di stampa portatili per la stampa delle etichette o dei codici, camion sensorizzati che durante le consegne consentono al responsabile di visualizzare l’iter del percorso, avvisando di guasti o soste non previste.

Il Product Lifecycle Management, grazie all IoT, diventa la metodologia di approccio ideale per intercettare, organizzare e gestire la molteplicità di informazioni generate dall’intelligenza delle cose. Più che di Big data management, infatti, si torna a parlare di knowledge management con verticalizzazioni più specifiche legate alla digitalizzazione. Per governare la Internet of Things, infatti, ci vuole una competenza multilivello: competenze tecnologiche, sicurezza e compliance, gestione standardizzata delle informazioni con modelli di Business Intelligence associati a una capacità di rappresentare i dati risolti a livello di architettura ma anche di rappresentazione (interaction design). E, grazie allo smartphone, con tutto un portato di innovazione legata alle app. Insomma: Gartner non si era sbagliata.

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