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淺談EPCIS於物聯網之應用

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圖1 事件之集合即為商品履歷。
圖1 事件之集合即為商品履歷。

物聯網的定義相當廣泛,簡單來說,即是將各種物件或商品挾帶裝置感測設備,如RFID、Sensor Device等,利用網路的結合實現人和物件、甚至物件之間的溝通;而這些被 賦予「智慧」的物件或商品,可以讓商品生命週期過程透明化及商業交易自動化。本文將以EPCIS標準為出發點,探討RFID資訊服務及物聯網應用的相關議題。

物聯網(Internet of Things;IOT)是資訊產業近年來 相當熱門的議題,物聯網的定義相當廣泛,簡單來說,即是將各種物件或商品挾帶裝置感測設備,如RFID、Sensor Device等,利用網路的結合實現人和物件、甚至物件之間的溝通。而這些被賦予「智慧」的物件或商品,可以讓商品生命週期過程透明化及商業交易自動化,而商品識別號碼後面所關聯的資訊交換和衍生運用,更是物聯網令人憧憬之處。

圖2 典型的4W組成之EPCIS Event。EPCglobal Inc.

圖2 典型的4W組成之EPCIS Event。EPCglobal Inc.

圖3 供應鏈成員向其直接商業關係的夥伴進行查詢。

圖3 供應鏈成員向其直接商業關係的夥伴進行查詢。

圖4 RFID資訊軟體市場趨勢預估。(ABI Research)

圖4 RFID資訊軟體市場趨勢預估。(ABI Research)

而提到商品生命週期透明化及商業交易自動化,就不能不談到國際標準組織EPCglobal的EPCIS資訊服務標準。EPCglobal發展了EPC Network一系列元件標準,從標籤編碼、標籤和讀取器的空中介面、資料過濾和收集、到EPC資訊服務,若以RFID建立物聯網而言,堪稱是相當完善的標準架構。透過獨一無二的EPC識別號碼,所有物聯網中實體物件的移動過程,包括追蹤追溯、環境監控、倉儲管理、資產管理等,都能在EPC Network中相互分享資料,達到資訊交流與共用,進而實現所謂的商業智慧,其中資訊服務扮演了十分重要的角色。本文將以EPCIS標準為出發點,探討RFID資訊服務及物聯網應用相關議題。

EPCIS概論及發展現況

筆者先前曾介紹過EPCIS各界面標準及功 能,而完整的標準規範亦可於EPCglobal全球網站開放下載(http://www.epcglobalinc.org/standards/epcis/ epcis_1_0_1-standard-20070921.pdf),目前最新的版本為1.0.1版。

整體而言,EPCIS在EPC Network網路架構中,負責擷取由讀取器、中介軟體等篩選過後的原始資料,將之與商業流程統整並轉換成有意義的資訊,以供後續查詢或交換等進一步應用。EPCIS主要包括資料擷取介面(Capture Interface)、EPC資料儲存中心(Repository)以及資料 查詢介面(Query Interface)。

EPCIS最主要的目的在於藉由擷取介面收集、自動識別與資料擷取(Automatic Identification and Data Capture;AIDC)讀取商品識別號碼所產 生的事件,整合商業邏輯後儲存在資料庫內,並透過查詢 介面讓企業內外部使用者或消費者進行查詢,藉以了解商品流通的來龍去脈。而這些事件資料匯集起來,即是所謂的「商品履歷」(參照圖1)。

EPCIS將每個讀取點產生的資料以事件(Event)來表示,不同的事件型態便能清楚傳達供應鏈運作流程中各種情況。如圖2所示,每筆EPCIS事件資料均表達4個不同的W:What(何種商品EPC碼)、When(何時被讀取)、Where(在何處被讀取)、 Why(因何種原因被讀取),這些包含4W的事件已經具備基本的商業邏輯。

目前國內除工研院採用EPCIS標準進行 食品履歷以及農業電子化相關之專案系統外,台灣現並無商品化之EPCIS系統,而國外目前雖有廠商提供EPCIS解決方案,但大多皆為美、日大廠的企業級應用系統,且僅有部份EPCIS功能整合在原有套裝伺服器應用軟體,價格更非一般供應鏈成員或中小企業所能負擔。就國外市場而言,目前美國FDA正大力推動生鮮食品追蹤追溯,以及藥品電子履歷等機制,前者有夏威夷州開始率先實施,而後者則有加州、佛羅里達州等已備便完整之州法令,預計於2015年起跑。總結來說,除了部份大型企業將EPCIS試行於自身供應鏈管理,以及廠商配合政府單位法規要求外,EPCIS的普及應用仍需要一段市場準備期。

EPCIS再升級:Discovery Service

在EPCglobal的理想標準發展構想中,每個供應鏈成員都應擁有自己的EPCIS,同時儲存、保有並管理本身的EPCIS事件資料。EPCIS並非只能對應RFID,這些事件資料來源還可來自一維/二維條碼掃瞄、甚至人工輸入,每個供應鏈成員能選擇在何時跟何者進行資料交換。本質上而言,EPCIS仍是屬於點對點(Point-to-Point)的資料交換標準,亦即若是想要和某個成員交換資料,則必須先知道該位成員的EPCIS位址(參照圖3)。

雖然EPCglobal有另一個解析物件網域名稱的標準ONS,但由於ONS對EPC號碼解析是透過EPC管理者號碼及品項類別碼,基於此限制所以只能找到此類別產品的源頭製造商EPCIS位址。對於結構單純的供應鏈來說,事先協調並得知對方的EPCIS還不是太大的問題,但若是牽涉到較複雜的供應鏈關係,有更多成員參與其中,且某些成員間彼此並無直接的商業關係,當任何成員希望知道特定產品的相關流通事件資料時,原本的EPCIS機制就會力有未逮,這時一個查詢的機制就十分必要。

複雜的供應鏈關係正是實際商業流程中常見的情況,例如不同的製造商出貨給不同的經銷商,這些經銷商又各自出貨給不同的零售商體系,尤其是橫跨多個供應鏈,包含了主管機關之抽樣檢驗、第三方物流、甚至消費者等,而讓大家都能查詢商品的流通資料並不是唯一的好處,因 為有了這樣一個資料交換、查詢的Infrastructure,可以把 各種可能的商業應用建構在上面,若將EPCglobal的EPC Network標準架構視為一面拼圖,那麼Discovery Service正是補足此架構完整性的最後一塊。

對照已普及的網際網路 來看,Discovery Service可說是物聯網中的搜尋引擎,目 前EPCglobal已經成立Discovery Service的標準發展工作群組,預計在2011年可以完成標準的制定和公布。雖然仍有許多技術細節和行政程序待進行,但Discovery Service的整體方向可以從過去EPCglobal公布的技術白皮書得知。

資訊服務才是王道

RFID近幾年來已成為國內外相關產業界最熱門的話題,應用範圍遍及日常生活、製造、倉儲、物流運輸、零售、國防、醫療等,RFID勢必將深深影響人類未來生活型態。然而RFID成功關鍵除硬體設計與相關設備成本外,最重要的是要有創新軟體應用與服務,才能被迅速推廣。

依據ABI之調查,去年全球RFID市場規模達到55.5億美元,相較前年的53.6億美元,呈現顯著成長,估計至2012年底整體市場可達80億美元(參照圖4)。而 RFID資訊軟體佔整個RFID產值的比重將由2009年的3.5%,成長至2012年的4.4%。資策會先前針對國內RFID市場做過的調查顯示,國內除毛利率較低的標籤耗材之產值外,以軟體、驗證、顧問等相關產業服務之產值為最高,由此可以看出軟體應用與服務在RFID產業中的重要性。

呼應前言所提到的,無論是透過RFID或是Sensor Device,都是讓物件具備「表達」的基礎能力,但還未到「智慧」的地步。要能將這些片段零散原始資料串連起來,把商品和商業邏輯整合,深化到水平或垂直市場中的資產管理、商品保全、非接觸支付、ID文件(電子護照 及票券等)、商品履歷等,這些資訊進而轉化為更便利、降低成本、提高銷售收入的基本業務目標上,如此的「智慧」才具有意義。

整合雲端運算與商業智慧的物聯網

現在只要談到資訊科技、網際網路,不免都會聯想到「雲端」二字。隨著網路與虛擬化技術的成熟,快速帶動雲端運算的成長,所以只要跟雲端拉上關係,即意謂著商機無限。雲端運算就其本質而言,其實是延續分散式運算和網格運算,主要是利用本地端有限的資源,透過網路取得遠方的運算資源。

再來看看物聯網,此概念早在1999年由EPCglobal的前身Auto-ID Centre所提出,10年後中國大陸溫家寶總理指示要將物聯網列為戰略級的國家方針,更有人將2009年稱為大陸物聯網元年。同時,美國和歐盟等多個國家也都各自發布物聯網的發展策略,物聯網一時之間成了顯學。

姑且不論雲端運算和物聯網這2個看似深澳又令人期待的實質定義,EPCglobal的資訊交換標準EPCIS和Discovery Service卻能同時實現上述二者。以創識科技的E2為例,其E2 Peer具備資料擷取、儲存、查詢等EPCIS的 功能,並能安裝在供應鏈各個讀取點,包含PC甚至手持機 上,除了可直接對其他已知的Peer進行查詢外,更能透過 E2 Net做更進一步的跨供應鏈搜尋,如此即是真正符合雲 端運算的精神。而物聯網中各種可能的應用都可建立在E2上面,列舉其中數項如下:

◎產品流通履歷

從一連串的食品中毒事件經驗中,均因缺乏流通管道紀錄、以及無法掌握商品流向與數量,導致錯失即時損害控管。透過E2,包括原物料供應商、加工製造廠、倉儲業者、物流業者、通路端等,只要供應鏈成員將商品經手所產生的事件資料加以記錄,藉由標準資料呈現格式與查詢介面,當事件發生時即可快速鎖定問題點,遏止災害進一步擴大。

◎資產管理

藉由商品識別號碼的索引,包括貨櫃、棧板、可回收容器等均可透過條碼或RFID進行管理。除了可避免企業資產遺失所造成的成本增加外,還可提升資產管理的效益並產生加值服務。對於物流棧板供應商而言,可管理於各地流通的棧板,同時對其租賃客戶提供承載商品流通的履歷紀錄。

◎節能及碳足跡追蹤

E2支援開放式資料語法標準,可讓使用者彈性增加屬性欄位,記錄各類型商品的相關事件資訊,包括事件發生地點、事件時間、事件讀取時之運輸工具、商品重量等。透過事件時間差以及整合能源感測設備擷取之資料,帶入計算公式即可計算碳足跡消耗,或是對物流路線規劃進行最佳化。

結語

創識科技長期以來為EPCglobal會員,並與國際大廠同步取得EPCglobal所制定最新EPC標準文件,了解國際各產業發展趨勢,同時積極參與相關工作群組之討論,本身資訊服務產品即鎖定以資訊交換標準為主要切入點。由於EPCglobal軟體標準發展群組會員來自全球大型零售商、物流商及藥品製造商,他們對於RFID技術的投入程度十分可觀,而此技術背後資訊交換應用所帶來的經濟效益,更是這些國際廠商致力追求的目標,此點提供給國內廠商借鏡。(本文引用自: GS1 商業流通資訊季刊,作者為創識科技資深專案經理鍾紹康)