Traçabilité: ePC vise la création d’un “internet des objets“

Annoncée déjà depuis plusieurs années comme la révolution capable de remplacer des centaines de milliards de codes à barres traditionnels, l’étiquette radiofréquence bon marché (5 centimes d’euro visé) vient de connaître un nouveau regain d’intérêt. L’annonce faite en début d’année (1) par Alien Technology d’un contrat de 500 millions de tags ePC (Electronic Product Code) à livrer au géant Gillette, n’est pas un coup de semonce isolé dans le monde de l’identification automatique et de la SCM (Supply Chain Management). Philips Semiconductors, le leader mondial des circuits RFID, et Tagsys, l’un des fournisseurs mondiaux d’étiquettes électroniques, de lecteurs et de modules RFID, ont aussi montré en novembre dernier ensemble leurs prototypes respectifs de circuits et de lecteurs ePC travaillant dans la bande des 13,56 MHz. Ils ont montré à nouveau début mars avec le concours de Kodak des possibilités d’encodage des tags ePC, et des capacités de lecture de l’ordre de 200 tags à la seconde. Les circuits en volume devraient être prêts chez Philips au quatrième trimestre, tout comme les lecteurs chez Tagsys. Enfin, l’Américain Matrics a annoncé, de son côté, en décembre dernier son circuit UHF ePC (915 MHz). Fabricants de lecteurs et d’inlets (le circuit avec son antenne assemblés dans un substrat quelconque) se préparent par ailleurs à intégrer bientôt des circuits ePC.

Derrière l’intiative ePC, il y a la définition d’un type tag bon marché mais aussi d’une infrastructure de réseaux qui comprend les lecteurs des tags et des serveurs dont la vocation est former une sorte d’internet de tous les objets produits et commercialisés dans le monde. Avec un identifiant unique, chaque produit est ainsi “traçé“ par un réseau de lecteurs, qui fait remonter des informations vers des serveurs spécialisés qui mettent ainsi à jour continuellement les informations utiles concernant les produits. L’Auto-ID Center du MIT (Massachussets Institute of Technology), à l’origine du concept ePC, a proposé jusqu’à présent deux types de tags. Un tag en lecture seule d’une mémoire de 64 bits, et un autre de 96 bits. Un compromis entre le coût du circuit très lié à sa taille (il est question de circuit d’une surface de 0,025 micrométres carrés), et le besoin de disposer de suffisamment de combinaisons pour identifier un très grand nombre de produits, de catégories de produits et d’entreprises. Dans la version 96 bits, 28 bits sont réservés à l’identifiant des entreprises (soit 268 millions de possibilités), 24 bits aux catégories d’objets (16 millions), et 36 bits aux objets eux-mêmes (68 milliards). 8 bits sont réservés à l’en-tête de cette trame d’informations stockées dans le tag. Cette en-tête décrit le nombre, le type et la longueur des partitions de données de la trame. Une fonction CRC (Check Character Control) pour assurer l’intégrité de la communication avec les lecteurs, et une “destroy command“, pour déactiver les codes lorsque le produit a achevé son cycle de vie dans la chaîne d’approvisionnement, sont prévues dans les spécifications. Mais à ce jour, l’Auto-ID Center n’a toujours pas publié le type de codage bit et de modulation pour chacune des trois fréquences retenues (13,56 MHz, 915 MHz, et 2,45 GHz). Celles devront être publiées en septembre prochain lors d’un Symposium qui devrait se tenir à Chicago. Selon Dirk Morgenroth, le responsable marketing Tags and Labels chez Philips Semiconductors, c’est la modulation de porteuse ASK 10% qui est retenue en Europe pour la liaison montante dans la bande des 13,56 MHz, et 860-930 MHz (pour des raisons de normes touchant à la puissance d’émission). Selon des sources proches de l’Auto-ID center, le codage des données utiliserait des combinaisons de PPM (Pulse Position Modulation) et de PWM (Pulse Width Modulation). Le système anti-collision est basé sur le “Time Slot“, la méthode probabiliste, retenue, par exemple, dans l’ISO 14443-3 B. Avec des vitesses de traitement de 150 à 200 tags par seconde (eu égard au peu d’informations transmis), ce système est donc très rapide.

L’un des problèmes que pose l’ePC pourtant, est celui de son adaptation aux règles EMC en vigueur ici ou là (le 915 MHz est par exemple, interdit au Japon), avec, du même coup, des conséquences sur les performances des étiquettes ePC. Leur portée peut ainsi varier selon les réglementations reconnues par l’Europe ou les Etats-Unis, dans des proportions drastiques, puisqu’ici on ne dépasse pas 500 mW, et là on est à 4 W (avec des variations entre émission en intérieur et en extérieur). D’où, l’intérêt porté par les Américains aux tags UHF, avec des applications de traçabilité tout à fait adaptées, par exemple, aux quais de déchargement en plein air où des portées de plusieurs mètres sont très utiles. L’autre problème, est celui posé par la conformité ou la compatibilité des tags ePC aux normes ISO 18000 en cours de finalisation. Il semble que des contacts aient bien été pris, mais aucun accord n’est à ce jour en vue. C’est que sur le fond, les philosophies entre les groupes de travail des uns et des autres restent assez différentes. Pour le MIT, le concept ePC est bâti sur un circuit “dépouillé“ à l’extrême, qui ne contient finalement qu’une “adresse“ Internet du produit et repose sur un réseau et un système des bases de données “on-line“ (technologie serveur Savant et serveur PML), tandis que les circuits ISO, sont au contraire conçus pour supporter de nombreuses options et bénéficier d’un système d’information distribuée, dans lequel l’information utile est surtout dans le tag et non dans le réseau. Avec aussi des bénéfices en termes de coûts (en transactions notamment). Mais cette fois au niveau du système global de traçabilité. (1) Voir DataCollection de février 2003

Le concept ePC est basé sur l’idée que l’information unique transportée par le tag n’est qu’une référence, une sorte de pointeur. Même si à terme des versions “lecture-écriture“ de cette étiquette électronique ont été prévues qui permettront une mise à jour de façon dynamique des informations stockées dans la puce. Mais aujourd’hui cette mise et à jour (prix, date de préremption du produit le cas échéant, horodatage, localisation, etc.) et d’autres informations afférentes au produit ePC ne sont pas stockées dans la puce du tag mais dans des serveurs spécialisés mis en réseau. D’où l’analogie avec l’internet, et cette idée de constituer un Internet des objets, du “Jumbo jet à l’aiguille à coudre“ comme le résume Helen Duce, la directrice associée pour l’Europe de l’Auto-ID Center (voir l’entretien). Comment ces informations sont-elles acquises, mises en relation avec les codes ePC? Comment sont-elles ensuite stockées, gérées, recherchées, obtenues, utilisées ? C’est l’objet des technologies réseaux développées par les centres de recherche de l ‘Auto-ID Center basés au MIT ou à Cambridge en Grande-Bretagne. Les technologies Savant sont ainsi des technologies de routage déployées dans des réseaux nationaux, régionaux et locaux dont les “terminaisons“ sont formées dans les magasins, boutiques, entrepôts, voire camions de livraisons, par des lecteurs RFID. Savant est ainsi constitué de trois modules: EMS, pour Event Management System ; RIED, pour Real-time In memory data capture, et TMS, pour Task Management System. Ces modules assurent des fonctions et des tâches d’acquiistion d’informations, de tri, de filtrage, de classement, et de stockage. Dans l’infrastructure réseau, les identifiants ePC, et les informations qui leur sont associées sont associées et gérées grâce à un ONS (Object Name Service), l’équivalent du DNS (Domain Name Service) de l’internet, qui traduit les références ePC en adresses IP où se trouvent les informations associées à ces identifiants. Ces informations associées au produit ePC sont, elles, écrites dans un langage baptisé PML (Physical Mark Up Langage), basé sur XML., également un standard de l’internet, et qui fait appel à des serveurs spécialisés (PML) différents des serveurs Savant. Le langage PML permet de disposer d’un vocabulaire approprié (PML Core et PML Extensions) pour représenter les objets ePC et les rendre communicables. Des travaux sont en cours pour établir des schémas XML (Ou DTD pour Document Type Defintion) valable pour PML, et des efforts ont été entrepris pour intégrer ePC et GTIN (Global Trade Item Number). Des régles de conversion entre ePC et EAN-13, SCC-14, et EAN-8 existent d’ores et déjà.

Helen Duce est, depuis septembre 2001, directrice associée de l’Auto-ID Center pour l’Europe. Elle insiste sur la nécessité pour ePC de devenir un système global s’appuyant sur des standards. L’Université de Cambridge abrite depuis deux ans maintenant les travaux ePC pour l’Europe. Quel bilan peut-on faire de cette activité et quelles sont les perspectives ? Notre objectif depuis deux ans a été de faire connaître l’initiative de l’Auto-ID Center auprès de grandes sociétés et oganisations européennes, soit utilisatrices comme Carrefour ou Nestlé, soit fournisseurs de technologies comme Philips Semiconductors, Tagsys, ou STMicroelectronics. Nous comptons aujourd’hui globalement plus de 90 membres et “sponsors“, répartis de cette façon en deux groupes. Nous avons ainsi le soutien de sociétés comme Unilever, Wal-Mart, Procter et Gamble, Coca-Cola, Kodak, Pepsi, Gillette, etc. mais aussi Intel, Sun Microsystems, Symbol Technologies, Intermec Technologies, Zebra Technologies. Nous comptons aussi sur l’appui et le concours d’organisations comme EAN International et UCC. Notre objectif reste de créer un large consensus autour d’ePC en construisant ce système comme un système global s’appuyant sur des standards, qu’il s’agisse des tags ePC, des lecteurs RFID et des logiciels systèmes. Il reste encore à finaliser des travaux et effectuer des tests ? Les premiers tests ont démarré en octobre 2001. Cette phase 1 qui a porté sur le logiciel s’est achevée en févier 2002 avec le lancement de la phase 2, qui, elle, a porté sur l’aspect système. La phase 3 qui doit démarrer sous peu avec des tests sur un prototype matériel réalisé selon les spécifications de l’Auto-ID Center et la réalisation duquel des soéciéts comme Philips, Matrics, Alien et Tagsys doivent participer. Cette phase devrait être conclue par la tenue à Chicago (du 15 au 17 septembre) d’un symposium au cours duquel seront présentées les spécifications abouties d’ePC. Un symposium est également prévu en Europe dans le courant du premier trimestre 2004, mais ni les dates ni le lieu n’ont encore été fixés. L’objectif du tag à 5 centimes reste d’actualité ? Cet objectif - 5 centimes de dollar ou d’euros – est celui que se sont fixé nos membres comme seuil de viabilité économique pour pouvoir démarrer l’adoption du système ePC. Certains de nos membres ont par ailleurs affirmé qu’il seraient capables de fournir des tags à ce prix, voire moins pour autant que les volumes à produire seront là. Ces volumes sont de l’ordre de 10 milliards de tags par an. Si l’on prend la liste de nos membres, on constate qu’ils utilisent aujourd’hui chaque année 1000 milliards de codes à barres pour assurer la traçabilité de leur chaîne d’approvisionnement.