Сообщество
независимых
экспертов
Информация, пресс релизы, новости из мира RFID
Сообщество
независимых
экспертов
Информация, пресс релизы, новости из мира RFID
Путь RFID технологии и перспективы развития
С 1906 г., когда Эрнст Александерсен, молодой ученый, продемонстрировал первую непрерывную волну, образующую передачу радиосигналов, что вполне можно считать началом развития RFID, технология прошла долгий путь.
Некоторые считают, что первыми предпосылками к созданию радиометок стала работа Гарри Стокмана «Communication by Means of Reflected Power» (“Коммуникации посредством отраженной энергии”), опубликованная в 1948 г. и описывающая коммуникационное устройство, функционирующее только под воздействием внешнего радиоизлучения.
По другим источникам, идея пассивных электронных запоминающих устройств-меток стала одной из причин образования в
1969 г. компании под названием Communications Services Corporation, или ComServ. В 1973 г. она получила патент на «небольшое портативное устройство, которое легко скрыть, а в случае необходимости оно может быть прикреплено или вмонтировано в различные объекты.»
Вообще, 1960-е были прелюдией к активному развитию RFID технологий. Ученые в США, Европе и Японии проводили исследования и представляли отчеты, объясняющие, как RF энергия могла бы использоваться для удаленной идентификации объектов.
Появилось множество научно-исследовательских работ:
“Дистанционное радиочастотное управление объектом” Роберта Ричардсона в 1963, “Коммуникации посредством радарных лучей” Отто Риттенбака в 1969 году, “Пассивные методы передачи данных посредством лучей радара” Воджелмана в 1968 году, “Системы идентификации изучающего респондента ” Дж. П. Виндинга в 1967 году.
Разработчиками RFID систем в 1970-х годах выступали изобретатели, компании, академические учреждения, правительственные лаборатории. Среди них были такие известные лаборатории, как Лос-Аламоская Научная Лаборатория, Северо-западный Университет, Институт Микроволнового фонда в Швеции.
В 1970-х начались первые осторожные внедрения RFID в области чипирования животных, отслеживания транспортных средств, автоматизации производственных процессов. Интерес к маркировке животных был особенно высок в Европе.
С 1987 г. начали появляться сведения о крупных коммерческих реализациях RFID. Первая в мире инсталляция подобной системы была осуществлена в Норвегии на железной дороге, затем последовал аналогичный проект в США.
В 80-е годы двадцатого века стали десятилетием активного развития технологии RFID, хотя применения развивались в различных частях мира по-разному. В Соединенных Штатах большой интерес представляли системы для транспортировки, доступа персонала, в меньшей степени для прослеживания животных. В Европе больше интересовались системами для отслеживания животных, промышленными и деловыми приложениями.
В 90-е годы XX века началось активное применение радиосистем для оплаты дорожных сборов на скоростных магистралях. Автомобили получили возможность пересекать въездные терминалы, не снижая скорости. Бесконтактные средства оплаты появились в США на дорогах Оклахомы, Канзаса и Джорджии, а также в районе Хьюстона.
И, наконец, наступил переломный момент, когда инженеры впервые смогли интегрировать приемопередатчик радиоволн в микросхему, изготовленную по стандартному CMOS- процессу. Это позволило объединить на одной подложке все компоненты, необходимые для функционирования RFID метки и открыло новые возможности для ее дальнейшего уменьшения.
Считается, что начало современной истории RFID было положено учеными из MIT, которые занялись разработкой стандартов и технологий, необходимых для широкого применения технологии на практике. Они впервые задались вопросом снижения стоимости микросхем. Сначала компании использовали системы 125 кГц, а затем расширили спектр до высоких частот (13.56 МГц), который был нерегулируемым и не использовался в большинстве стран мира. Высокая частота позволяла увеличить дальность и скорость передачи данных. Компании, особенно европейские, начали использование этой частоты для отслеживания многоразовых контейнеров и других основных средств. Сегодня системы RFID на 13.56 МГц используются для контроля доступа, в платежных системах (Mobile Speedpass) и в бесконтактных смарт-картах, а также используются как противоугонное устройство в автомобилях.
В начале 90-х инженеры IBM разработали и запатентовали ультравысокочастотную (UHF) систему RFID. UHF предлагала большую дальность считывания (до 20 м при благоприятных условиях) и более высокую скорость передачи данных. Но в то время технология была достаточно дорогой из-за низкого объема продаж и из-за отсутствия открытых международных стандартов.
Развитие UHF RFID получило толчок в 1999, когда Uniform Code Council, EAN International, Procter & Gamble и Gillette профинансировали создание Auto-ID центра в Массачусетском Технологическом Институте и начали проводить исследования относительно возможности размещения дешевых RFID меток на всех продуктах для отслеживания их в системе поставок. Идея состояла в том, чтобы для удешевления метки записывать только серийный номер (простой микрочип, хранящий очень мало информации, стоил бы намного меньше в производстве, чем более сложные чипы с большей памятью). Данные на чипе, связанные с серийным номером, хранились бы в базе данных, которая была бы доступна через Internet. Между 1999 и 2003 годами, Auto-ID Центр разработал два протокола (Class 1 и Class 2), стандарт EPC (Electronic Product Code) и сетевую архитектуру для поиска данных, привязанных к RFID-метке в Интернет. Технология была лицензирована Советом по универсальному штрих-коду (Uniform Code Council — UCC) в 2003, а затем Uniform Code Council создал EPCglobal, как совместное предприятие с EAN для коммерциализации технологии EPC.
В декабре 2004 года EPCglobal утвердил стандарт второго поколения – Gen2, открыв путь к широкому применению RFID-технологии.
В то же время стало очевидно, что сформировался глобальный рынок RFID как существенная часть рынка высоких технологий. К тому моменту его оборот был около $1.5млрд, а количество компаний, занятых в данном бизнесе, перевалило за 400.
Сильный толчок развитию RFID технологий и бизнеса дало участие компаний-гигантов во внедрении технологии, к примеру, решение компании Wal-Mart о внедрении RFID маркировки всех товаров, поступающих в ее розничную сеть. Решения подобного масштаба одного из лидеров мировой розничной торговли заставило других участников отрасли подойти к анализу RFID в практическом аспекте. Изучение возможностей технологии стало рассматриваться с точки зрения создания конкурентных преимуществ для ее пользователей.
Хотя практически постоянно все отраслевые лидеры постоянно говорят, что RFID обладает огромным потенциалом, ощутимо технология продвинулась вперед только за последние 10 лет, причем большая часть этого роста приходится на последние пять лет.
По-прежнему четыре главных сегмента самого быстрого роста RFID: розничная продажа одежды, отслеживание активов (инвентаризация), транспортные билеты и фармацевтика. Но наблюдается серьезный рост в таких отраслях, как:
– почтовые отправления,
– производство,
– маркировка инструментов,
– автомобильная,
– военная и аэрокосмическая отрасль,
– маркировка животных.
При общем объеме рынка в 2017 г. $11.2 млрд, планировалось, что глобальный рынок RFID
вырастет примерно до $30 млрд. к 2024 году.
Распределение продуктов на рынке RFID в 2017 г.
Развитие RFID идет быстро, но технология еще не до конца раскрыла свой потенциал. Сегодня рынок растет динамично, примерно 30 миллиардов объектов, промаркированных RFID в 2023 году (только UHF) и 15% роста – нет сомнений в том, что технология RFID в целом проникла в различные отрасли, особенно быстро идет проникновение RFID в рынок розничной торговли. За последнее десятилетие технология устранила технологические препятствия, выполнила требования к совместимости и поработала над глобальной стандартизацией. Но как бы хорошо все это не звучало, но RFID технология все же еще в начале пути. И даже в одежном ритейле, где сегодня происходит самый быстрый рост технологии, и использование RFID меток достигло примерно 17% от общего рынка, еще есть куда расти, ведь вокруг нас триллионы объектов, которые могли бы быть промаркированы RFID.
Как уже говорилось, одежный ритейл – одно из самых быстро развивающихся применений RFID. Рынок вырос с пары сотен миллионов единиц до десятков миллиардов единиц в 2023 году. За прошедшее время метки для ритейла значительно подешевели, появилось много приложений, интеграторы начали серьезно работать над решениями для ритейла. Розничная торговля является основным рынком для RFID, но технология пока едва затронула ритейлеров. Внедрение RFID в розничной торговле составляет всего около 20% от общего числа компаний, поэтому существует огромный потенциал роста в рознице. 10 лет назад RFID чаще использовался для отслеживания поддонов с товаром на складах, но сегодня все изменилось, маркировка на уровне товарной единицы ведет к росту внедрения RFID в розничной торговле, и это будет продолжаться.
Сегодня ритейлеры не ограничиваются только отслеживанием поддонов – возможность получать информацию о каждом предмете, который создает или продает бизнес, открыла новые возможности в обслуживании клиентов, более прозрачных и удобных процессах на складах и в цепочке поставок.
Доказанные преимущества внедрения RFID в ритейле
Участники рынка видят продолжение развития RFID в розничной торговле и надеются видеть ее такой же популярной и общеупотребимой, как штрих-код.
Ритейлеры ожидают более широкое проникновение RFID в другие категории розничной торговли и потребительских товаров, таких как продукты питания, фармацевтические препараты и косметика.
Многие участники рынка ожидают, что со временем RFID станет вездесущим, и дойдет до того, что у каждого обычного предмета будет метка RFID.
Вопрос, как обычно, в стоимости RFID для рынка, это один из сильных сдерживающих
факторов на пути развития RFID технологии.
По мнению аналитиков компании IDTechEx к 2030 г. количество проданных меток увеличится более чем в 200 раз, т.к. продолжится процесс удешевления элементов RFID системы и развитие RFID инфраструктуры. Пока CAGR (показатель совокупного среднегодового темпа роста) находится на уровне 7.7%, и это очень много. Рынок RFID растет нелинейно, т.е темпы его развития ускоряются.
Очевидно, что RFID рынок на подъеме, причем самый большой рост происходит сегодня и ожидается в будущем в сегменте продажи меток и компонентов для их производства. Планируется дальнейшее снижение стоимости меток ниже уровня $0,05, что позволит компаниям пересчитать возврат инвестиций и начать преокты по маркировке отдельных объектов не самого дорогого ценового сегмента (одежда, обувь, фармацевтика, багаж, бытовая техника и т.д.
Наиболее активно RFID технологии будут внедряться в рознице, транспорте, фармацевтике, авиа и госсекторе.
По мере развития технологии, поддержка RFID появится в базовых версиях многих ERP систем, вытесняя разработчиков промежуточного программного обеспечения в нишевые области рынка.
Одним из важнейших факторов развития рынка в ближайшие 2-3 года является эволюция стандартов в области RFID технологий. Потому вполне закономерным выглядит появление в отчете проекта Bridge (www.gs1.org) вывода о том, что в последние 3 года проникновение RFID на европейские рынки сдерживалось техническими проблемами, среди которых наиболее значимыми являются несовершенство стандартов в данной области и технические сложности в построении массовых RFID систем с использованием множества считывателей, расположенных в непосредственной близости друг от друга.
На сегодняшний день стандартизацией в области RFID занимаются ISO/IEC и EPCGlobal. С появлением стандарта EPCgeneration 2 (EPCgen2) как раз и связывается столь необходимая рынку унификация, которая будет способствовать решению описанных проблем. Не углубляясь в детали, отметим, что EPCgen2 – это глобальный стандарт, призванный преодолеть трудности, возникающие в процессе работы нескольких считывателей в небольшой близости друг от друга и обеспечить высокий уровень надежности считывания меток, высокую скорость считывания, наличие перезаписываемой пользовательской памяти меток и единые коммуникационные протоколы для всех классов меток и оборудования. Ожидается, что EPCgen2 станет лидирующим стандартом для СВЧ систем.
Таким образом, еще одной тенденцией рынка RFID становится использование оборудования и меток, работающих в СВЧ диапазоне. Упоминавшийся отчет GS1/Bridge содержит результаты опроса руководителей европейских организаций, осуществляющих пилотные проекты в области RFID, которые свидетельствуют, что 76% из них предпочли использовать в своих проектах пассивные СВЧ метки.
Учитывая глобальный характер RFID технологий, прогноз для европейского рынка принципиально не отличается от мировых тенденций, но традиционно выдержан в более консервативном стиле. GS1/Bridge исходят в своих оценках рынка меток для компаний по производству продуктов питания и розничной торговли из 0,5% промаркированных товаров от общего их количества в 2012 г., 1% и 5% соответственно, для аналогичных показателей в 2017 г. и 2022 г. Потенциальные объекты для маркировки включают одежду, книги, продукты питания и возвратную тару. В последнем случае, как нигде более, необходимы высокие скорость и дальность считывания меток стационарным оборудованием. Здесь бизнес возлагает большие надежды на положительный эффект от введения EPCgen2.
Все отраслевые аналитические агентства сходятся в едином мнении о росте рынка RFID технологий на протяжении, как минимум, ближайших 10-ти лет. Причем с каждым годом рост будет все более интенсивным.
Небольшой сегмент этого рынка, но сравнительно быстро растущий, на 12% за год, – это рынок RFID-сенсоров. В отчете IDTechEx Research под названием “RFID sensors 2018-2028” говорится о том, что сегодня наиболее развита технология RFID сенсоров, которые получают питание от небольшой встроенной батареи, используемой в моменты проведения измерений. Вместе с тем, появляется все больше пассивных (безбатарейных) RFID сенсоров, которые проводят измерения тогда, когда оказываются в электромагнитном поле RFID считывателя. Это безусловно ограничивает их применение. Но есть и существенный плюс – пассивные сенсоры оказываются проще и дешевле батарейных аналогов.
По данным IDTechEx, средняя цена RFID-сенсора с батарейным питанием в 2023 году составляла $14, тогда как пассивного – лишь $1. И если объемы продаж RFID сенсоров с батареями сейчас находятся на пике, составляя порядка 800 тысяч штук за год в 2023 году, то объемы продаж пассивных RFID сенсоров непрерывно растут и по итогам 2024 года они скорее всего достигнут 8.5 млн штук. В целом на долю всех четырех видов RFID сенсоров, упомянутых в отчете, приходится порядка $22.5 млн (оценка на 2023 год), с прогнозом роста до почти $400 млн в 2028 году.
Польза и значение RFID еще более очевидны при рассмотрении новых возможностей для RFID в системе Internet of Things (IoT). Впервые упомянутое в 1999 года Кевином Эштоном, сотрудником P&G, который сыграл большую роль в развитии RFID , определение IoT развивалось на протяжении многих лет, и сегодня IoT это означает сеть связанных через интернет объектов, способных собирать данные и обмениваться данными, поступающими со встроенных сервисов. Количество и диапазон приложений IoT, которые могут быть использованы с помощью RFID-устройств, просто огромны. Ценность RFID заключается в том, чтобы объекты могли сообщать данные в реальном времени для более быстрых интерактивных решений, как на промышленном уровне, так и во все большей степени на потребительском уровне. Возможно, самая известная концепция IoT представляет собой умный дом, где люди могут взаимодействовать с повседневными устройствами. Эта концепция будущего включает такие бытовые приборы, как холодильники, которые знают о своем состоянии и знают, когда заказывать продукты; электроника, такая как освещение, музыка и телевизор, которая автоматически настраивается на индивидуальные предпочтения, и ими может управлять; решения для доступа, будь то логические для авторизации пользователя Wi-Fi или беспроблемная работа дверей и окон … возможности действительно бесконечны.
На сегодняшний день система IoT объединяет около 60 млрд подключенных объектов, с прогнозом подключения до 90 млрд к 2026 году.
Если рассматривать ситуацию по регионам, то Северная Америка, как ожидается, будет доминировать на мировом рынке RFID с самой большой долей рынка в регионе, это объясняется увеличением использования RFID-меток в розничном секторе. Более того, американский RFID рынок перешел на следующий этап развития: происходит уже не просто дополнение старых технологий новыми, а их полное замещение.
Кроме того, ожидается, что Азиатско-Тихоокеанский регион станет самым быстрорастущим регионом в течение ближайших нескольких лет из-за стремительно растущего спроса и заметного улучшения качества оборудования. Китай, Индия и Япония являются ведущими странами региона. В Европе также ожидается рост, правда не такой значительный, из-за серьезных улучшений инфраструктуры и увеличения числа компаний, предлагающих качественное ПО.
На сегодняшний день отмечается активные рост китайского участия на рынке RFID. Свыше 800 китайских компаний являются поставщиками технологий RFID, и есть тенденции, которые могут привести к росту этого рынка в Китая до 12 млрд долларов США в 2027 г. Исторически сложилось, что разработка технологий RFID в Китае активно поддерживается правительством КНР. Эта поддержка включает крупные проекты, такие как национальные идентификационные карты, почту, магазины самообслуживания, паспорта и проездные билеты в метро. Как правило, цена входа на этот рынок весьма высока, так что производители должны иметь хорошие связи в правительстве и относительно развитые технологии.
Сегменты рынка RFID в Китае
В настоящее время Китай стал крупным экспортёром систем радиочастотной идентификации. Доля этой страны на мировом рынке систем UHF RFID в UHF диапазоне частот увеличилась с менее чем 10% в 2012 г. до 52% в 2023г. В основном, это гибкие метки для ритейла, но увеличиваются и продажи оборудования, в которых Китай сильно прибавил за последние 5 лет. В целом, Китай пока немного отстаёт во внедрении технологии UHF RFID по сравнению с США и Европой. Поэтому разработка UHF систем является одним из приоритетных направлений развития, которые поддерживаются рядом правительственных программ.
Говоря о рынке RFID, невозможно не сказать об альянсе RAIN RFID, который был создан в апреле 2014 г. такими лидерами рынка, как Google, Intel, Impinj, Smartrac и AIM. RAIN RFID – это беспроводная технология, которая соединяет миллиарды повседневных предметов с Интернетом, позволяя предприятиям и потребителям идентифицировать, находить, аутентифицировать и воздействовать на каждый объект.
RAIN RFID – это глобальный альянс, призванный способствовать универсальному внедрению UHF-технологии RFID способом, подобным другим беспроводной технологиям. RAIN использует протокол GS1 UHF Gen2, который ISO / IEC стандартизовал как 18000-63. Технология RAIN – аббревиатура, полученная из слов RAdio IdentificatioN – предназначен для коммуникацией между UHF RFID и облаком, где данные на основе RFID могут храниться, управляться и совместно использоваться через Интернет. Решение RAIN RFID использует считыватель для чтения и записи промаркированного объекта элемента, а также управления данными.
Предполагается, что RAIN будет способствовать повышению осведомленности и инициативам по ускорению роста и внедрению UHF RFID в бизнес и приложения во всем мире.
Со смелым прогнозом по подключению 70 миллиардов устройств и объектов в 2025 году с RFID, RAIN Alliance стремится значительно ускорить разработку и внедрение RFID для Internet of Things.
В 2023 г. рынок RFID оценивался приблизительно в 2-3% от мирового, однако он развивается значительно быстрее RFID рынка на Западе именно по этой причине – у него еще очень много места для роста и развития. В России рынок развивается примерно так же, как и везде, с поправкой на некоторые особенности. RFID активно развивается в розничной торговле, а также в сфере транспортной и складской логистики, при этом в таких популярных на Западе областях как здравоохранение и маркировка животных, RFID практически не развивается.
Интересно рассмотреть опыт мирового рынка, т.к. российский рынок RFID технологий в значительной мере повторяет его тенденции.