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IDENTIFICATION PAR RADIOFRÉQUENCES

Dix conseils pour déployer la RFID dans la logistiqueL’adoption par l’ISO du nouveau protocole d’identification par radiofréquences EPC UHF Génération 2 (dit “EPC Gen 2”) et l’annonce de l’élargissement de la bande UHF sur le territoire national devraient donner un nouvel élan à la RFID dans les applications logistiques. Mais implanter la technologie ne se limite pas à coller une étiquette sur un carton. Pour réussir son application, il faut se donner du temps, définir correctement ses besoins, analyser les contraintes de l’environnement et ne pas négliger l’importance des tests avant de déployer la technologie à grande échelle. La société Zebra Technologies, spé-cialisée dans les solutions d’impression de codes à barres et d’étiquettes RFID, a listé 10 critères à prendre en compte pour mettre toutes les chances de son côté et mener à bien son projet…

1. Bien définir son besoinTous les spécialistes de la RFID vous le diront : brûler les étapes est le meilleur moyen d’aller tout droit à l’échec. L’implémentation d’éti-quettes RFID dans une chaîne logistique est un long processus qui doit être conduit pas à pas, sans précipitation. Avant de commen-cer, il faut se donner suffisamment de temps pour définir correctement ses besoins et se poser les bonnes questions : le système est-il destiné à une utilisation en boucle fermée ou à des applications externes à l’entreprise ? Quel problème souhaite-t-on résoudre ? Quels bénéfices pourra-t-on en retirer ?Si l’on souhaite par exemple réduire les tâches manuelles dans les opérations de tri, il faut commencer par étudier l’ensemble des opé-rations et identifier celles qui requièrent une intervention manuelle trop importante. Cela peut être le cas si l’on a recours à des opéra-teurs pour vérifier le positionnement des ar-ticles sur les convoyeurs afin de faciliter la lecture des étiquettes. Dans ce cas, le retour sur investissement d’un étiquetage RFID est facilement mesurable.On peut aussi utiliser la technologie pour réduire les risques de fraude. Dans ce cas, on cherchera plutôt à placer les lecteurs RFID en différents points “stratégiques” des entre-pôts afin qu’ils surveillent en permanence les stocks de produits finis, les équipements ou tout produit de valeur. En cas de retrait non autorisé d’un produit, les étiquettes dé-clencheront une alarme ou enverront un signal à un superviseur. Il faudra alors pré-voir (et chiffrer) les modifications matériel-

les et logicielles qui en découleront.Dans tous les cas, il faut garder en mémoire que l’on ne fait pas de la RFID “pour se faire plaisir”. Avant de se lancer, il faut estimer le retour sur investissement de la solution et s’assurer que le jeu en vaut la chandelle…

2. Choisir les briques “matérielles” de l’applicationUne application d’identification par ra-diofréquences se compose de trois éléments : une étiquette intelligente (ou “tag”) qui contient l’ensemble des données que l’on peut lire ou modifier, un système de lecture/écriture, et les différents équipements (ma-tériels ou logiciels) qui interviennent dans le traitement des données échangées avec les étiquettes.La plupart des tags utilisés dans le domaine de la logistique sont constitués d’un support souple dans lequel est inséré un implant RFID (ou “inlay”) composé d’une puce et d’une antenne. Ces étiquettes sont passives (elles n’embarquent pas d’alimentation) et communiquent le plus souvent dans la bande de fréquence UHF (ultra-haute fréquence). Cette dernière offre en effet des distances de lecture relativement importantes (au-delà d’un mètre, contre une quarantaine de centi-mètres pour la bande HF).Jusqu’à présent, le choix du type de tag était relativement com-plexe. Il fallait notam-ment prendre en compte le type de sup-

Zebra Technologies présente ici les grandes étapes nécessaires à la réussite d’une application de RFID dans le domaine de la logistique.

Pour déployer un système efficace, il faut bien définir son besoin et ne pas sous-estimer l’importance des essais réalisés à petite échelle.

Ce sont eux qui permettent de s’assurer que le système fonctionne correctement dans les conditions réelles d’utilisation.

En bref

La plupart des tags utilisés dans le domaine de la logistique sont constitués d’un support souple dans lequel est inséré un implant RFID (ou “inlay”) composé d’une puce et d’une antenne. Ils communiquent le plus souvent dans la bande de fréquences UHF, qui offre des distances de lecture relativement importantes.

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port, la vitesse de transmission des données ou la conception de l’antenne. Mais depuis l’adoption par l’ISO des protocoles Gen 1 et Gen 2, de nombreux critères sont devenus standard. Il ne reste désormais qu’à choisir le type de tag (possibilité de lecture ou de lecture/écriture) et la capacité de sa mé-moire, en fonction des besoins de l’applica-tion.L’encodage et l’impression des étiquettes s’effectuent le plus souvent en une seule passe, à l’aide d’imprimantes dédiées à ce type d’applications. Toutefois, une étiquette intelligente peut aussi être dotée d’un code à barres et comporter du texte. Il est néces-saire, dans ce cas, de s’assurer que l’impri-mante/encodeur RFID que l’on choisit peut également imprimer ces données. Certaines imprimantes permettent aussi d’utiliser un papier d’étiquette standard et n’intègrent l’implant RFID au papier que lorsque l’uti-lisateur souhaite imprimer une étiquette intelligente. La station Alchemy de Zebra, par exemple, peut aussi bien imprimer des éti-quettes classiques que des tags RFID sans qu’il soit nécessaire de changer le rouleau de papier ou d’utiliser deux imprimantes dis-tinctes…Enfin il peut arriver qu’un problème sur-vienne au moment de l’impression et de l’en-codage de l’implant. Pour éviter que des éti-quettes illisibles ou erronées ne soient utilisées, il est préférable de choisir des imprimantes qui lisent le tag immédiatement après son impression, et de les associer à un logiciel de gestion d’impression qui permet de déclen-cher une alerte en cas de problème.

3. Des tests, toujours des testsDans une application de RFID, les tests ne sont jamais trop nombreux. Avant de déployer une solution à grande échelle, il faut toujours commencer par s’assurer que les différentes variables qui interviennent ne viendront pas perturber son fonctionnement.Pour s’assurer que l’imprimante/encodeur programmera correctement les tags, il faut veiller à ce que ses spécifications soient con-formes à l’application, et surtout vérifier le bon positionnement des puces dans les éti-quettes. Pour éviter toute mauvaise surprise, mieux vaut tester plusieurs lots d’étiquettes avant de passer commande en volume. Si le modèle d’imprimante que l’on a choisi n’est pas doté d’une fonction de paramétrage automatique, les tests permettent de s’assu-rer que le paramétrage que l’on a effectué est le bon, et que l’imprimante a bien enregistré la position des étiquettes avant de procéder à l’encodage.

Les tests de prédéploiement en condition réelle doivent aussi permettre de mettre en évidence d’éventuels problèmes d’interfé-rences (lorsque des équipements fonction-nant dans la même bande de fréquences sont trop proches les uns des autres) ou d’envi-ronnement (présence de métal, d’eau, etc.). Ils permettent aussi de s’assurer que les con-sommables et les adhésifs utilisés sont com-patibles avec l’application, et que la solution fonctionnera correctement avec le type d’ob-jet que l’on souhaite étiqueter.Enfin, d’autres tests à grande échelle permet-tent de s’assurer que le système d’étiquetage peut supporter les volumes requis par l’appli-cation (en période normale comme en pé-riode de pointe). L’impression de tags RFID est en effet plus longue que celle des étiquet-tes classiques. Ce paramètre, s’il est parfois négligé, est souvent primordial (notamment lorsqu’on travaille dans un environnement d’étiquetage automatisé à haute vitesse).

4. Attention à l’environnementLes conditions dans lesquelles sont utilisées et stockées les étiquettes tout au long de la chaîne logistique sont un facteur détermi-nant dans la réussite de l’application.Le métal (qui réfléchit les ondes radio) est l’une des principales sources d’interférences susceptibles de perturber une application de RFID. Il faut donc éviter la proximité des éti-quettes et des équipements de lecture avec des structures métalliques, et veiller à ce que le produit à étiqueter ne comporte pas lui-même des éléments métalliques (ou des éti-quettes contenant une encre métallisée) à proximité du tag. Attention également aux liquides. Comme ils absorbent les ondes radio, ils peuvent limiter la portée d’un sys-tème RFID ou perturber la lecture d’une éti-quette. Enfin, certains adhésifs, qui absorbent

l’humidité ambiante, peuvent eux aussi cons-tituer une source inattendue de liquide.Il faut par ailleurs prendre un certain nombre de précautions dans les conditions de stoc-kage des étiquettes RFID. Les tags doivent être stockés à une température comprise entre 15,5 et 95 °C, dans des conditions ambian-tes stables. Il faut donc éviter les zones trop froides (et notamment les entrepôts soumis à un risque de gel en hiver). Enfin, les tags sont sensibles aux décharges électrostatiques. Il faut donc éviter de les utiliser ou de les stocker à proximité d’un transformateur électrique.Malgré tout, il n’existe pas de règle générale. Seuls les tests effectués dans les conditions d’environnement réelles permettent de s’as-surer que l’application fonctionnera correc-tement.

5. Éloigner les différents équipementsDes interférences peuvent aussi se produire lorsque des équipements RFID sont trop proches les uns des autres. Pour éviter par exemple qu’un lecteur ne lise un tag qui ne lui est pas destiné ou que deux portails dé-tectent tous les deux le passage du même produit, il faut autant que possible prévoir un espace suffisant entre les systèmes RFID qui partagent la même bande passante (im-primantes, antennes, lecteurs, etc.).La distance minimale est un compromis entre l’infrastructure existante et les besoins de l’application. Là aussi, ce sont les tests de prédéploiement qui permettent de s’assurer de la validité de la solution.

6. Placer correctement les étiquettesPar rapport aux traditionnels codes à barres, les étiquettes RFID présentent un avantage de taille : celui de pouvoir être lues sans être “vues” par le lecteur. Mais il faut tout de même les positionner correctement afin que la lecture soit la plus fiable et la plus rapide possible. Plusieurs facteurs doivent être pris en compte pour cela : l’emplacement des lecteurs, la présence d’un élément métallique ou d’un liquide dans l’objet à étiqueter, etc. Pour mettre toutes les chances de son côté, il est tou-jours préférable que l’étiquette soit collée à l’extérieur d’un colis (plutôt qu’à l’inté-rieur), et qu’elle soit la plus éloignée pos-sible des éléments de l’objet susceptibles de perturber son fonctionnement. Les tests permettent là encore de déterminer la po-sition optimale de l’étiquette sur l’embal-lage ou la palette.

Une entreprise qui met en place un système d’étiquetage RFID à la demande de ses clients peut en profiter pour tirer elle-même parti de cette technologie et optimiser ses propres opérations (stockage, expéditions, sécurité, etc.).

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7. Intégrer la RFID au système d’informationPour mettre en place une application de RFID, il ne suffit pas de modifier la manière dont sont collectées les données. Encore faut-il pouvoir exploiter au mieux le flot d’infor-mations supplémentaire qui en résulte. Les données doivent notamment être assemblées et filtrées selon des règles prédéfinies avant d’être orientées vers une application spécifi-que, ou d’être proposées en réponse à une demande d’information.Pour assurer l’interconnexion des lecteurs au système d’information de l’entreprise, il existe sur le marché un certain nombre de solutions logicielles appelées “middleware”. Ce sont elles qui permettent d’exploiter tou-tes les données provenant du système RFID, de les filtrer et de les transmettre, suivant les cas, aux progiciels de gestion intégrés (ERP), aux systèmes d’exécution de la fabrication (MES) ou aux systèmes de gestion d’entre-pôt (WMS). Un grand nombre d’éditeurs d’ERP ou de systèmes de gestion d’entrepôt proposent ainsi des interfaces et des outils dédiés à la RFID dans leurs applications.

8. Attention aux normesLe domaine de la RFID est soumis aux régle-mentations qui régissent tous les systèmes de communication par radio. Avant de met-tre en place un système d’étiquetage RFID, il faut donc prendre connaissance des réglemen-tations nationales et internationales auxquels on est soumis, et se tenir informé de leurs évo-lutions… avec une vigilance toute particulière lorsque l’application doit être déployée sur plusieurs pays. Ces réglementations portent notamment sur les gammes de fréquences uti-lisables et la puissance d’émission.Dans ce domaine, deux étapes importantes viennent d’être franchies dans la bande de fréquences UHF (que l’on privilégie pour les applications logistiques) : l’homologation par l’ISO de la deuxième génération du standard EPC (“EPC Gen 2”) et un arrêté ministériel qui élargit la bande de fréquences UHF auto-risée pour la RFID et accroît la puissance d’émission. En France, le domaine d’utilisa-tion de l’UHF pour les applications de RFID passe ainsi de 869,4 - 869,65 MHz à 865,6 - 867,6 MHz, et la puissance d’émission s’élève désormais à 2 W (au lieu de 0,5 W).Grâce à ce nouvel arrêté, la France rejoint la réglementation déjà adoptée par la plu-part des autres pays européens. Il est donc possible, désormais, de déployer une ap-plication sur ces différents pays en utilisant le même type de tags et de lecteurs.

9. Former le personnel

Dans ce type d’applications, l’implication du personnel joue un rôle fondamental. Pour assurer le bon déroulement du projet et ré-duire les risques d’erreurs lors de l’impres-sion ou de l’étiquetage, il faut former le personnel aux spécificités de la RFID, lui ex-pliquer les précautions à prendre et les bé-néfices que l’on peut en retirer. Il est aussi conseillé de maintenir un contact permanent avec ses clients et ses fournisseurs, et de fa-voriser les échanges entre les différents dé-partements de l’entreprise concernés par les changements.

10. Tirer le meilleur profit de la technologieUne entreprise qui met en place un système d’étiquetage RFID à la demande de ses clients peut en profiter pour tirer elle-même parti de cette technologie et optimiser ses propres opérations (stockage, expéditions, sécurité, etc.). La meilleure approche, pour cela, consiste à évaluer le système sur une seule application, puis à l’étendre au fur et à mesure des besoins et de l’expérience que l’on acquiert.Reste à identifier à quel stade il sera le plus simple de commencer... Celui des expédi-tions est l’un des plus judicieux. Une fois les étiquettes apposées sur les colis ou les palettes, celles-ci pourront être lues au mo-ment de leur sortie afin de rédiger le bor-dereau d’expédition. On peut aussi se servir du système pour s’assurer que tous les ar-ticles demandés ont bien été expédiés, et dans les quantités requises. Une démarche similaire peut ensuite être mise en place au niveau de la réception des marchandises. On peut notamment comparer systémati-quement les articles reçus avec les informa-tions figurant sur les avis d’expéditions sans avoir à scanner individuellement chaque colis. Enfin on peut optimiser la sécurité des différentes opérations internes en apposant des étiquettes RFID sur des produits finis et en surveillant les différentes issues… Selon une étude réalisée par EPCGlobal, la RFID permettrait ainsi aux fabricants de produits de grande consommation de réduire leur niveau de stock de 10 à 20 % et d’accroître leurs ventes de 1 à 2 % (en diminuant les ruptures de stocks).La règle d’or ? Prévoir dès le départ une so-lution flexible et évolutive, afin de pouvoir par la suite tirer le meilleur profit de la tech-nologie…

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L’utilisation des ondes radio pour trans-férer des données dans des badges et

des étiquettes est connue depuis longtemps. Les “étiquettes électroniques” sont utilisées depuis une vingtaine d’années dans l’indus-trie (Balogh, Schneider et Siemens ont pas mal d’applications à leur actif…). Aujourd’hui, cette technologie trouve un nouvel élan. La diminution des coûts, l’évolution des nor-mes, la miniaturisation et la généralisation des transmissions radio dans la vie quoti-dienne y contribuent largement. Et le rem-placement à terme des codes à barres sur les produits dans les hypermarchés lui ouvre d’énormes perspectives.Il fallait bien un nouveau sigle pour prendre en compte la nouvelle donne. Ainsi est née la RFID (Radio Frequency Identification). Son principe est relativement simple. Un système d’identification par radiofréquences se com-

pose en général d’une étiquette (appelée aussi “transpondeur” ou “tag”) et d’un mo-dule de lecture/écriture. L’étiquette, qui peut être un support souple autoadhésif ou un boîtier rigide (intégré ou pas au produit), contient une antenne et un circuit intégré. Lorsque le module de lecture/écriture en-voie des ondes radio à l’étiquette, il lui trans-met l’énergie nécessaire pour qu’elle lui fournisse en retour les informations stockées dans sa mémoire, à chaque fois qu’elle est

interrogée. Dans certains cas, l’étiquette em-barque sa propre source d’alimentation (on parle alors d’étiquette “active”, par opposi-tion aux étiquettes dites “passives”).Pour se comprendre, le module de lecture/écriture et l’étiquette doivent communiquer sur la même bande de fréquences et le même protocole. Dans les applications de RFID, quatre bandes de fréquences sont utilisables : le domaine basse fréquence (125-135 kHz), haute fréquence (13,56 MHz), ultra haute

L’identification par radiofréquences, en bref…Avec l’avancement de la technologie RFID, l’identification par radiofréquen-ces va prendre une nouvelle envergure. Des applications de télépéage au suivi de production, elle s’impose dans une large variété d’applications pour les-quelles les techniques d’identification traditionnelles montrent leurs limites. Petit tour d’horizon d’une technologie à multiples facettes…

Les bandes de fréquences utilisablesBandes de fréquences Avantages Limitations Applications type

Basse Fréquence BF (125-135 kHz)

Faible sensibilité à la présence de liquides ou d’éléments métalliques Tags peu coûteux

Faibles vitesses et distances de transmission (< 50 cm) Faible capacité de mémoire

Idenfications animales, anti-vols, etc.

Haute Fréquence HF (13,56 MHz)

Protocoles de communication standards Distances de lecture allant de 10 cm à 1 m Peu sensible aux liquides

Sensibilité aux environnements métalliques Suivi de livres, de bagages aériens, contrôle d’accès, paiement, industrie, etc.

Ultra Haute Fréquence UHF (865-868 MHz)

Distances de lecture élevées (quelques mètres) Coût relativement faible

Pas de normes internationales sur les fréquences utilisées Sensibilité importante aux liquides et aux métaux

Logistique, grande distribution

Micro-Ondes (2,45 GHz)

Vitesses de transmissions élevées Grandes portées

Etiquettes actives relativement coûteuses Suivi de véhicules (autoroutes, parkings, etc.)

Dans le domaine industriel, la RFID est essentiellement utilisée en logistique (contrôles d’expédition, gestion des stocks, suivi de colis, etc.) et elle commence peu à peu à faire parler d’elle dans le domaine de la production. Depuis quelques mois, de nombreux fabricants de capteurs et de détecteurs de proximité ont ainsi ajouté à leur offre un système d’identification RFID destiné aux applications industrielles.

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fréquence (865-868 MHz) et micro-onde (2,45 GHz). Suivant les cas, les portées, les vitesses de transmission, le coût du système et sa sensibilité à l’environnement ne sont pas les mêmes. Il en résulte en conséquence une très large variété d’applications. Dans le domaine grand public, la technologie est déjà utilisée depuis quelques années dans les applications de télépéage, dans les systèmes anti-vol ainsi que dans certains systèmes de paiement ou de contrôle d’accès (le métro, par exemple). Elle a également trouvé des applications dans les élevages. Dans le do-maine industriel, la RFID est essentiellement utilisée en logistique (contrôles d’expédi-tion, gestion des stocks, suivi de colis, etc.), et elle commence peu à peu à faire parler d’elle dans le domaine de la production. Depuis quelques mois, de nombreux fabri-cants de capteurs et de détecteurs de proxi-mité ont ainsi ajouté à leur offre un système d’identification RFID destiné aux applica-tions industrielles. C’est le cas par exemple de Balogh, Baumer Ident, Contrinex, IFM Electronic, Omron, Pepperl + Fuchs, Turck-Banner, Schneider Electric, Sick ou Siemens, pour ne citer qu’eux. Il est vrai que l’identification par radiofré-quences offre de multiples avantages. Contrairement aux codes à barres, qui sont basés sur un principe de lecture optique, les étiquettes RFID n’ont pas besoin d’être “vues” pour être lues. Elles peuvent trans-mettre leurs informations à travers un film plastique, une boîte de carton ou tout autre

matériau non métallique, et ce quelle que soit leur orientation. Les lecteurs peuvent lire à la volée toutes les étiquettes qui se trouvent dans leur champ de lecture (y compris en environnement difficile). Enfin, les étiquet-tes RFID permettent d’enregistrer un plus grand nombre d’informations que les codes à barres, et même de les modifier ou de les réécrire si besoin est.En revanche, une étiquette RFID est plus chère qu’un simple code à barres (jus-qu’à 0,10 € dans le meilleur des cas) et sa mise en œuvre requiert de nombreuses précautions (notamment à cause des in-terférences dues à la présence d’éléments métalliques ou d’autres équipements radio).Enfin, le déploiement de la technologie reste soumis à l’évolution des normes nationa-les et internationales qui régissent les fré-quences et les protocoles de communica-tions radio. Depuis quelques mois, de nombreux efforts ont été faits dans ce do-maine. Si tous les pays ne se sont pas en-core mis d’accord sur les bandes de fré-quences et les protocoles utilisables, certains “standards” commencent à émer-ger. C’est le cas notamment de la fréquence 13,56 MHz (dans le milieu industriel) et de la bande UHF. Avec l’élargissement de cette dernière sur le territoire français et l’adoption du protocole EPC Gen 2, les applications de logistique devraient s’of-frir une nouvelle jeunesse.

Marie-Line Zani-Demange

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Le Marché mondial de la RFIDEn valeur En quantité (en 2006, en millions d’unités)