從流程觀點進行以RFID為主之U化效益研究─以博物館底片管理為例 - 政大學術集成

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(1)國立政治大學資訊管理研究所碩士學位論文. 指導教授:姜國輝博士. 立. 政治大. ‧ 國. 學 ‧. 從流程觀點進行以 RFID 為主之 U 化效益研究. n. al. er. io. sit. y. Nat. ─以博物館底片管理為例. Ch. engchi. i n U. v. 研究生〆蔡依儒. 中華民國 100 年 1 月.

(2) 摘要「Ubiquitous」象徵一個概念，意思是「神無所不在」。在資訊科技時代，這個字代表藉由各種資訊產品與網路，可以實現資訊無所不在的理想世界。配合 u-Taiwan 計畫，我國的 U 化建設主要是以無線感知、RFID 為主的技術來進行。博物館在數位典藏後所產生的文物底片，目前在管理上大部分還是以人. 政治大. 工作業為主，除了耗費人力外，也容易有失誤，若能以 RFID 技術輔助原本. 立. 的作業流程，不僅在搜尋或是盤點時都能較準確地找到檔案的位置，在底. ‧ 國. 學. 片進出的控管上也能增進底片檔案管理之準確度，並減低查驗錯誤的可能. ‧. 性。. Nat. io. sit. y. 然而在新科技導入時，若是只考慮科技設備功能，忽略了科技設備與流. er. 程整合的話，常常會發生資訊科技不符合實際效用，導致效果不彰的情形。. al. n. v i n 因此，本研究目的在於了解 C U 化實際實施後是否能真正發揮效用，整理出 hengchi U 一套評估流程績效之方法，以模式化標準工具及作業-單位關係表. (Pool-Lane chart) 等分析評估系統導入後的績效，並嘗詴使用於個案 N 博物館的 U 化 RFID 系統之效益評估與分析，以個案結果為基礎來探討 RFID 為主之 U 化所帶來的效益。關鍵詞〆無線射頻識別(RFID)々U 化資訊應用(Ubiquitous Information Application)々文物底片管理々博物館々企業流程管理(Business Process Management，BPM)々績效評估 (Performance Evaluation). I.

(3) 章節目錄第一章緒論 ............................................................................................................................ 1 1-1.. 研究背景與動機 ........................................................................................................ 1. 1-2.. 研究目的 .................................................................................................................... 4. 1-3.. 研究流程 .................................................................................................................... 4. 第二章文獻探討 .................................................................................................................... 5 2-1.. U 化 (Ubiquitous)...................................................................................................... 5. 2-1-1. 2-1-2. 2-1-3. 2-1-4. 2-2.. 普及運算 (Ubiquitous Computing) ...................................................................... 5 普及運算組成架構................................................................................................ 8 相關技術.............................................................................................................. 11 U 化發展與各國政策 .......................................................................................... 15. 立. 政治大. 無線射頻辨識 (Radio Frequency Identification , RFID) ....................................... 18. ‧ 國. y. sit. er. v. 流程的定義.......................................................................................................... 36 企業流程再造的定義.......................................................................................... 38 企業流程再造與資訊科技.................................................................................. 39 企業流程再造的關鍵成功因素.......................................................................... 41. Ch. engchi. i n U. 企業流程管理 (Business Process Management) .................................................... 43. 2-4-1. 2-4-2. 2-4-3. 2-4-4. 2-5.. al. n. 2-3-1. 2-3-2. 2-3-3. 2-3-4. 2-4.. ‧. 企業流程再造 (Business Process Reengineer)....................................................... 36. io. 2-3.. RFID 相關標準 .................................................................................................. 24 RFID 規劃使用頻率 ........................................................................................... 30 RFID 特性與優點 ............................................................................................... 33 RFID 相關應用案例 ........................................................................................... 34. Nat. 2-2-3. 2-2-4. 2-2-5. 2-2-6.. 學. 2-2-1. RFID 簡介 ........................................................................................................... 18 2-2-2. RFID 系統架構 .................................................................................................. 19. 企業流程管理定義.............................................................................................. 43 企業流程管理生命週期...................................................................................... 44 企業流程管理與企業流程再造.......................................................................... 44 績效衡量.............................................................................................................. 46. 博物館功能與定位 .................................................................................................. 49. 2-5-1. 博物館的定義...................................................................................................... 49 2-5-2. 博物館的功能與目的.......................................................................................... 50 第三章研究設計 .................................................................................................................. 51 3-1.. 研究方法 .................................................................................................................. 51 II.

(4) 3-1-1. 3-1-2. 3-1-3. 3-1-4. 3-2.. 流程模式化工具 ...................................................................................................... 54 BPMN/BPEL ....................................................................................................... 55 流程重現步驟...................................................................................................... 57. 3-2-1 3-2-2 3-3.. 個案研究.............................................................................................................. 51 研究對象.............................................................................................................. 52 資料蒐集方式...................................................................................................... 52 研究範圍與限制.................................................................................................. 53. 流程分析工具 .......................................................................................................... 58. 第四章個案探討 .................................................................................................................. 60 4-1.. 環境現況 .................................................................................................................. 60. 4-1-1. 政府現行 U 化政策 ............................................................................................. 60 4-1-2. 底片的保存與管理辦法...................................................................................... 61. 治政大 4-2. 個案說明 .................................................................................................................. 66 立 4-2-1. 個案背景.............................................................................................................. 66 ‧ 國. 學. 4-2-2. 組織架構.............................................................................................................. 66 4-2-3. 個案單位 U 計劃 ................................................................................................. 69 個案分析 .................................................................................................................. 70. y. sit. er. io. al. v i n Ch 個案結論 .................................................................................................................. 88 engchi U n. 4-4.. 文物底片的保存狀況.......................................................................................... 70 導入前關鍵性管理作業流程.............................................................................. 71 U 化帄台建置 ...................................................................................................... 78 導入後關鍵性管理作業流程.............................................................................. 79 導入前後流程分析.............................................................................................. 82. Nat. 4-3-1. 4-3-2. 4-3-3. 4-3-4. 4-3-5.. ‧. 4-3.. 第五章結論與建議 .............................................................................................................. 92 5-1.. 結論 .......................................................................................................................... 92. 5-2.. 個案建議 .................................................................................................................. 94. 5-3.. 後續研究建議 .......................................................................................................... 95. 參考文獻 .................................................................................................................................. 96. III.

(5) 圖目錄圖 1. 本研究流程圖 .................................................................................................. 4 圖 2. 普及運算的系統觀點圖 .................................................................................. 7 圖 3. 普及運算的架構圖 .......................................................................................... 9 圖 4. 資訊設備銷售趨勢圖 .................................................................................... 10 圖 5. U 化網路圖 ..................................................................................................... 11 圖 6. RFID 系統示意圖 .......................................................................................... 19 圖 7. 中介軟體角色圖 ............................................................................................ 22 圖 8. RFID 中介軟體圖 ........................................................................................... 23 圖 9. EPC 標準概觀圖............................................................................................ 26 圖 10. ONS 運作過程圖 ......................................................................................... 29 圖 11. RFID 頻率使用圖 ......................................................................................... 31 圖 12. 資訊科技的角色圖 ...................................................................................... 39 圖 13. BPM 標準堆疊架構圖 ................................................................................. 45 圖 14. 企業流程管理之 ICT 策略圖 ..................................................................... 47 圖 15. 博物館四大功能作用圖 .......................................................................... 50 圖 16. BPMN 事件圖.............................................................................................. 56. 立. 政治大. ‧ 國. 學. ‧. 圖 17. BPMN 流程控制條件圖............................................................................... 56. n. al. er. io. sit. y. Nat. 圖 18. BPMN 活動圖............................................................................................... 56 圖 19. 圖像借閱歸還流程圖 .................................................................................. 65 圖 20. 組織架構圖 ................................................................................................ 67 圖 21. N 博物館 U 化架構圖 .................................................................................. 69 圖 22. 新建底片作業流程圖 .................................................................................. 74 圖 23. 底片入庫子流程圖 ...................................................................................... 75 圖 24. 借閱底片作業流程圖 .................................................................................. 76 圖 25. 底片出庫子流程圖 ...................................................................................... 76. Ch. engchi. i n U. v. 圖 26. 稽催歸還底片作業流程圖 .......................................................................... 77 圖 27. N 博物館 U 化管理系統示意圖 .................................................................. 78 圖 28. N 博物館文物底片庫硬體架構圖 ............................................................... 79 圖 29. 導入後底片入庫子流程圖 .......................................................................... 80 圖 30. 導入後底片出庫子流程圖 .......................................................................... 81 圖 31. 導入後稽催歸還底片流程圖 ...................................................................... 81. IV.

(6) 表目錄表 1. 無所不在電腦的種類表 .................................................................................. 6 表 2. 電腦運算發展趨勢表 .................................................................................... 6 表 3. 無線通訊技術規格比較表 .......................................................................... 14 表 4. 亞太各國推動無所不在政策一覽表 .......................................................... 17 表 5. 主動式與被動式 RFID 比較表 ................................................................... 20 表 6. RFID 使用頻率比較表 ................................................................................... 32 表 7. RFID 與條碼之差異表 ................................................................................... 33 表 8. RFID 產業應用類型表 ................................................................................... 35 表 9. 企業流程的定義表 ........................................................................................ 37 表 10. 企業流程再造定義表 .................................................................................. 38 表 11. BPR 與資訊科技關係表 .............................................................................. 40 表 12. 資訊科技在 BPR 中的流程效益表 ............................................................ 41 表 13. BPR 的失敗因素及風險規避方法一覽表 .................................................. 42 表 14. BPR 與 BPM 的差異比較表 ...................................................................... 44 表 15. 企業流程設計方法論說明表 ...................................................................... 54 表 16. 作業-單位關係表 ....................................................................................... 59. 立. 政治大. ‧ 國. 學. 攝影類檔案儲存條件表 .............................................................................. 64 新建底片流程作業整理表 .......................................................................... 71 底片入庫子流程作業整理表 ...................................................................... 71 底片借閱流程作業整理表 .......................................................................... 72 底片出庫子流程作業整理表 ...................................................................... 73 底片稽催歸還流程作業整理表 .................................................................. 73 導入前借閱底片流程之作業-單位關係表................................................. 83 導入後借閱底片流程之作業-單位關係表................................................. 83 導入前底片入庫子流程之作業-單位關係表............................................. 84. 表 26. 表 27. 表 28. 表 29. 表 30. 表 31. 表 32. 表 33. 表 34. 表 35.. 導入後底片入庫子流程之作業-單位關係表 ......................................... 84 導入前底片出庫子流程之作業-單位關係表 ........................................... 85 導入後底片出庫子流程之作業-單位關係表............................................. 85 導入前稽催歸還底片流程之作業-單位關係表......................................... 86 導入後稽催歸還底片流程之作業-單位關係表......................................... 86 底片管理作業減少之流程動作表 .............................................................. 87 底片管理作業改善處說明表 ...................................................................... 88 底片入庫流程改善時間初估表 .................................................................. 89 底片出庫流程改善時間初估表 .................................................................. 89 稽催歸還底片流程改善時間初估表 .......................................................... 90. ‧. 表 17. 表 18. 表 19. 表 20. 表 21. 表 22. 表 23. 表 24. 表 25.. n. er. io. sit. y. Nat. al. Ch. engchi. V. i n U. v.

(7) 第一章 1-1.. 緒論. 研究背景與動機. 隨著資通科技 (Information and Communication Technology, ICT) 的迅速發展與普及化，人們對於資訊的需求越來越迫切，期望在日常生活中的任何時間、地點都能透過網路來獲取資訊與服務，所以，結合資通科技來提供「無所不在(Ubiquitous)」的U化生活應用服務便成為非常重要的議題。. 政治大. 目前歐美先進國家及亞太各國皆積極推動U化政策，致力於創造一個無. 立. 所不在的U化環境，積極開發各種U化創新技術，落實U化社會的基礎，例. ‧ 國. 學. 如日本的u-Japan計劃、南韓的IT839策略及新加坡的新世代I-Hub等。近年. ‧. 來我國政府也著手相關的計劃〆從資通科技的基礎建設開始，首先推動了. Nat. io. sit. y. 「e-Taiwan數位台灣」計畫々接著進行的「m-Taiwan行動台灣」計畫，其主. er. 要目標在架設寬頻無線網路系統々而在2007年的「u-Taiwan優化台灣」計劃，. al. n. v i n Ch 主要則是應用無線感知技術(如RFID等)來建設優質網路社會 engchi U. (Ubiquitous. Network Society, UNS) ，讓民眾能隨時隨地享受E化服務。而日本總務省「網路無所不在時代的電子標籤高度運用情形調査研究會」指出，今後在邁向網路無所不在的社會時，RFID將是一個最基本的要素，並且發揮出極為重要的效果，預計RFID業務將在2007年出現突破點，並於2010年度達到超過 17兆日圓的市場規模。 RFID (Radio Frequency Identification，無線射頻辨識) 原為二次世界大 1.

(8) 戰時，英國用來辨別飛機是屬於敵軍還是盟軍的一種無線電波技術，已有數十年的發展歷史，直到美國政府及wal-mart等單位的運用及大力推動， RFID開始倍受重視，近年來，RFID在設計與技術上也不斷提升，如晶片體積縮小、標籤儲存容量增大、讀寫距離的提高等，同時資通科技不斷發展，無線網路基礎建設逐漸完備，使得RFID的應用與可行性越來越廣泛，加上政府相關政策的推動，用RFID技術來發展U化應用服務已成為國內一大趨. 政治大. 勢，在不同的產業與領域中皆有進行相關研究與應用的開發，期望以RFID. 立. 技術結合既有或新興的科技，激發出更多的應用與商機，並提升與改善各. ‧ 國. 學. 單位的競爭力。RFID技術在文物藝術領域主要是應用於博物館典藏品及檔. ‧. 案的管理，如監控、盤點、借出、歸還作業，以及運輸中的藏品監控等，. Nat. al. er. io. 訊服務，如最佳導覽路徑、展品資訊等。. sit. y. 除了典藏品的管理以外，RFID技術也有被應用於博物館的主被動式導覽資. n. v i n Ch 由於博物館的文物多為年代久遠且保存不易，加上藏品的展出也很容易 engchi U. 造成文物的損傷，所以典藏品的數位化工作，便顯得非常重要，博物館配合國家數位典藏計畫，將藏品文物進行數位化 (攝影或錄影作業) 後會產生如底片、影像等檔案，這些文物底片是數位內容與素材的原始檔，除了建檔保存以外也頻繁借出提供加值運用或研究使用。文物底片的管理跟一般圖書管理有些類似，都是以物品的進出流通與管制盤點為主，但博物館文物底片屬於貴重文化資產，所以在管理上必頇更加嚴謹。 2.

(9) 底片在管理上目前大部分還是以人工作業為主，包含保存、盤點、借出及歸還稽催等作業，除了耗費人力外，也容易有失誤，有些單位會建置資料庫以條碼編號來協助檔案管理，不過在盤點與搜尋時還是會發生問題，例如管理人員若是沒有將檔案放置在資料庫指定的位置上，或是存放的位置僅由人工記憶，就會造成找不到檔案等管理上的缺失々底片檔案借出後的歸還稽催作業目前也大都只依靠紙本記錄，需要人工定期查閱來追蹤，. 政治大. 很容易因為人為疏失而忘記追查借出檔案，造成檔案狀況不明，或是遺漏. 立. 了借出者的資料而無法追回。. ‧ 國. 學. 理論上如果以RFID 技術輔助原本的作業流程，不僅在搜尋或是盤點時. ‧. 都能較準確地找到檔案的位置，在底片進出的控管上也能強化監控與管理. Nat. io. sit. y. 之效益、增進底片檔案管理之準確度，並減低查驗錯誤的可能性。然而，. er. 在實際操作時是否真正能發揮效用? 以BPM的觀點來思考，企業在導入新. al. n. v i n Ch 的科技時，除了考慮科技設備如何發揮效用外 U還必頇以服務流程為導向， engchi ，並瞭解科技設備如何與流程整合，才能使系統成功。目前關於U化研究大多在於技術層面，尚未有一套方法來評估U化後所產生的效益，因此，本研究將應用流程觀點，整理一績效評估的方法，並嘗詴將此方法應用於實務個案，選定博物館的文物底片管理領域，期望透過個案單位正在進行的U化建設來分析以及評估導入以RFID為主的U化系統後之效益。 3.

(10) 1-2.. 研究目的. 綜合前面所敘述，本研究之目的可分為以下幾點〆 (1) 了解目前 U 化發展及以 RFID 為主的 U 化情況 (2) 了解博物館文物底片管理的流程與現況 (3) 以實際個案分析導入以 RFID 為主之 U 化系統後的效益 (4) 以個案單位為基礎，找出 U 化文物底片管理之 KPI (5) 提供建議及未來整合方向. 立. 研究流程. 學 ‧. ‧ 國 io. sit. y. Nat. n. al. er. 1-3.. 政治大. Ch. engchi. i n U. 圖 1. 本研究流程圖 4. v.

(11) 第二章. 文獻探討. 本章先探討 U 化之概念與發展，及其發展之相關 RFID 技術與硬體架構，接著再從流程管理的層面探討企業流程再造與企業流程管理的意涵，最後探討博物館的功能與定位。. 2-1.. U 化 (Ubiquitous). 「U 化」一詞之 U 代表「Ubiquitous」，其字源來自拉丁文，象徵一個概. 政治大. 念是「神無所不在」，在數位時代的今天，則代表著藉由各種資訊產品與. 立. ‧ 國. ‧. 2-1-1. 普及運算 (Ubiquitous Computing). 學. 網路，可以實現資訊無所不在的理想世界。. Nat. io. sit. y. Ubiquitous Computing (譯為普及運算、泛在運算、無所不在運算等) 也. er. 簡稱為 Ubicomp，最早是由美國全錄 Palo Alto 研究中心的 Mark Weiser 在. al. n. v i n Ch 1991 年所提出的看法〆「影響最深的科技是那些以消失型態存在的技術， engchi U 它們慢慢地融入到人們的日常生活中直到人們無法察覺 (The most. profound technologies are those that disappear. They weave themselves into the fabric of everyday life until they are indistinguishable from it.)。」(Weiser M., 1991) 。為了讓電腦運算融入生活中，達到無所不在的目標，Mark Weiser 在文章中也提到了將發展幾種不同尺寸的「無所不在電腦」 ─ tabs、pads、boards，而每種尺寸的裝置都能滿足特定的任務 (task)。 5.

(12) 表 1. 無所不在電腦的種類表 (資料來源: Weiser M., 1991) 說明 Tabs. 英吋大小的裝置，類似活動式的便利貼。. Pads. 英呎大小的裝置，類似一張紙、一本書或是雜誌。. Boards. 英碼大小的裝置，類似黑板或是佈告欄。. 普及運算也稱為 Pervasive Computing (PvC) 、Calm technology (Weiser and John 1996)、而在歐洲則是稱為環境感知智慧 (Ambient intelligence)。. 政治大. 雖然不同專有名詞對於其內涵的各種概念的描述有些許的差異，但其共同. 立. 的理念都是創造一個以使用者為中心、讓科技融入生活的資訊服務環境。. ‧ 國. 學. 普及運算並非一項突然出現的新技術，而是歷經資訊技術的發展才逐漸. ‧. 成形的，Mark Weiser(1991)認為電腦運算的發展趨勢可以分成三個時期，. Nat. io. sit. y. 從大型主機 (mainframe) 時代、個人電腦 (Personal Computer) 時代到第三. n. al. er. 波正開始發展的無所不在運算 (Ubiquitous computing) ，整理如表 2-2〆. Ch. engchi. i n U. v. 表 2. 電腦運算發展趨勢表 (資料來源〆M. Weiser, 1991) 電腦運算發展趨勢 Mainframe. 電腦龐大且昂貴，需要多人共享一台大型主機。. Personal Computer. 一個人使用一台電腦。. Ubiquitous computing. 每個人使用很多台電腦。. 6.

(13) M. Satyanarayanan (2001) 則指出普及運算的發展自分散式系統 (Distributed Systems) 、行動運算 (Mobile Computing) ，再到目前的普及運算，他認為目前普及運算的研究方向主題主要有四個〆智慧空間的有效使用 (Effective Use of Smart Spaces) 、隱藏性 (Invisibility) 、應用彈性 (Localized scalability) 、以及不對稱條件的遮罩 (Masking Uneven Conditioning) 。. 政治大. Saha and Mukherjee (2003) 認為行動運算的目標「任何時間 (anytime)、. 立. 任何地點 (anywhere)」在本質上是針對資訊存取的反應，為普及運算的目. ‧ 國. 學. 標「all the time everywhere」建立了基礎 (如圖 2-1)。普及運算比行動運. ‧. 算多了幾個要素〆互通性 (interoperability) 、彈性 (scalability)、機靈. Nat. n. al. 普及運算. Ch. engchi. er. io. 時候無縫隙地存取運算。. sit. y. (smartness)、隱藏性 (invisibility)，這些要點可以確保使用者可以在需要的. i n U. v. 中介軟體支援普及運算系統行動運算系統分散式運算系統. 行動支援. 普及運算支援. 圖 2. 普及運算的系統觀點圖 (資料來源〆Saha and Mukherjee, 2003). 7.

(14) 總結來說，普及運算就是一種以使用者為中心的運算方式，強調 4 個 A〆 Anytime (隨時) 、Anywhere (隨地) 、Anyone (任何人) 、 Any Device (任何裝置)，意即運算與環境融為一體，在此運算下人們可隨時、隨地透過任何的裝置獲取資訊與運算處理，電腦將從人們視線中消失並在背景執行 (allows the computers themselves to vanish into the background) ，也就是讓科技自然而然的融入生活中，人們時時刻刻都在使用電腦運算，卻不會察. 政治大. 覺到電腦正在運算。. 立. ‧ 國. 學. 2-1-2. 普及運算組成架構. 目前普及運算並沒有一個完整的基礎架構，主要仍是以應用為導向，依. ‧. 據不同的需求而調整。Saha and Mukherjee ( 2003) 認為，要建置普及運算環. sit. y. Nat. 境，在技術上的發展主要有四個要素〆裝置設備 (devices)、網路 (networking)、. er. io. n. 中介軟體 (middleware)、a應用程式 (applications)。圖2-2說明這四者之間的 iv l 關係。.. Ch. n U engchi. 8.

(15) 立. 政治大. 圖 3. 普及運算的架構圖 (資料來源〆Saha and Mukherjee, 2003). ‧ 國. 學 ‧. 1. 裝置設備. sit. y. Nat. 可以是任何型態的硬體裝置，透過彼此之間所建立的網路，以有線. er. io. 或無線的方式進行連結，並透過不同實務應用所專門設計的中介軟體來. n. a. v. l C 為人們提供各項服務，在一個智慧環境中，可能有很多種不同類型的裝 ni. hengchi U. 置，包含了傳統的輸入輸出裝置，如滑鼠音響等々無線的裝置，如手機々智慧型的裝置，如裝有感測系統的智慧家電。自1990年貣普及運算相關的設備銷售逐漸成長，到了2005年已經超過了個人電腦 (圖2-3)，由此可見其相關發展已成為目前主要趨勢之一。. 9.

(16) 政治大. 圖 4. 資訊設備銷售趨勢圖 (資料來源: Miltiadis and Lytras, 2007). 立. ‧ 國. 學. 2. 網路. ‧. 網路是帶動普及運算的重要的關鍵之一，必頇要透過網路才能將所. sit. y. Nat. 有的裝置能夠連結，並傳送到應用端。用來傳輸的網路除了電話線、還. er. io. 包括了行動通訊、 xDSL、CATV、無線傳輸以及光纖等，近年來也因. n. a. v. l C 為無線網路技術的發展，使得支援普及運算的網路環境漸漸成形。 ni. hengchi U. 3. 中介軟體普及運算跟分散式及行動運算一樣，都需要中介軟體連結使用者在裝置上的應用程式和主要網路，中介軟體必頇要能整合異質網路與裝置，讓使用者覺得運算是無所不在的，此外，中介軟體包含了人機互動介面、資料存取、協調各設備裝置、情境感知 (Context Awareness)、情境管理 (Context Management) 等。 10.

(17) 2-1-3. 相關技術普及運算的目標在於將電腦完全融入人們生活中，消除人們和科技設備之間的隔閡，使運算無所不在，這樣的運算將不只在同一台電腦上執行，而是由周遭環境裝置共同組成一個運算空間，透過網路的連結將此運算空間無限延伸。Murakami Teruyasu (2001) 認為在這樣的環境下，期望能將使用者現在使用的電子設備，例如手機、PDA、電玩遊戲、數位電視、服務. 政治大. 亭 (kiosks) 、車用導航等等能夠直接連上網路交換訊息 (如圖2-4)。而要達. 立. 成這樣的目標，其關鍵技術除了硬體設備技術外，還包括了無線通訊、感. ‧ 國. 學. 測辨識技術、相關系統、帄台、應用軟體、及行動通亯等各種科技。. ‧. n. er. io. sit. y. Nat. al. Ch. engchi. i n U. v. 圖 5. U 化網路圖 (資料來源〆Murakami Teruyasu, 2001). 11.

(18) . 無線通訊. 無線網路是以肉眼看不到的無線電磁波作為網路傳輸的媒介，不需要實體電纜即可在節點之間相互連結。依據無線網路訊號不同範圍的覆蓋率，可以區分為短距無線網路、區域無線網路與廣域無線網路。目前較為廣泛應用的無線通訊技術有〆ZigBee 、主動式 RFID 和藍芽等技術 (洪志宏 2008)，分別敘述如下〆 a) ZigBee. 立. 政治大. ZigBee 普遍翻譯為「群蜂技術」，ZigBee 一詞源自於蜜蜂，係因蜜. ‧ 國. 學. 蜂看似隨意在跳著字形舞，實際是將有花和蜂蜜所在地的訊息，正確的. ‧. 傳達給其他蜜蜂。ZigBee 具備相似的通訊能力，可以將訊息透過 ZigBee. Nat. io. sit. y. 網路傳遞給其他 ZigBee 裝置，嚴格說貣來，ZigBee 包含了兩種不同單. er. 位所制定的通訊規格，一個是 ZigBee，由 ZigBee 聯盟所主導的標準，. al. n. v i n Ch 定義了網路層、安全層、應用層以及各種應用產品的設定檔類別々另外 engchi U 一個則是定義了實體層以及多媒體存取控制層，由國際電子電機工程協會 (IEEE) 所制定的 IEEE 802.15.4 標準。2002 年 ZigBee 聯盟成立，包括 IC 設計、家電、通訊設備等廠商皆相繼加入，依據 ZigBee 聯盟公布的 ZigBee 應用範疇，明顯看出 ZigBee 主要是以建築物自動化、工業控制、家電控制為主，而 ZigBee 具備的無線傳輸、低成本、低耗電特性，. 12.

(19) 可以取代既有電源線與訊號線，這部分也是吸引廠商投入 ZigBee 應用市場的原因之一。 b) Bluetooth 藍牙 (Bluetooth) 是一種小範圍的無線通訊網路，由英特爾 (Intel) 、諾基亞 (Nokia) 、易利亯 (Ericsson) 、IBM 及東芝 (Toshiba) 等國際大廠組成的 SIG 小組共同發貣及推動的技術。在網路拓撲上，藍牙裝置. 政治大. 可以組成點對點、和點對多點的無線連接，其工作頻段為 2.45GHz，可. 立. 提供電子元件在小範圍網路中，以無線的方式相互連結傳輸，每個元件. ‧ 國. 學. 最多一次可同時連接另外七個元件。運用藍牙技術之傳輸功能，可以提. ‧. 供室內無線電話、行動電話、PDA、PC、印表機、家電等設備進行串. Nat. io. sit. y. 連，並透過一般廣域網路 (WAN) 或網際網路做數據資料、語音資訊的. n. al. er. 接取與溝通，且各項終端產品也可透過藍牙技術彼此溝通聯結。 c) Active RFID. Ch. engchi. i n U. v. 主動式無線射頻辨識 (Active Radio Frequency Identification, Active RFID) 是一種以電池作為電力來源，使辨識標籤能主動發射無線電波，並透過主動式讀取器 (Reader) 讀取辨識標籤內資訊，依據不同資訊進行不同應用。由於其感應距離較長所以可靠度較高，但是價格較為昂貴，且有電力上的考量。. 13.

(20) 表 3. 無線通訊技術規格比較表 (資料來源〆洪志宏, 2008) 技術. ZigBee. Act. RFID. Bluetooth. WiFi. Ultra Wide Band. 目標市場. 監控應用、無線. 物件辨識管理. 取代傳輸線. 網際網路應用. 或感測網路系統資源需. 短距離大量資料傳輸應用. 低. 依情況而定. 中. 高. 中. 小於 4 美元. 大於 4 美元. 5 美元. 6 美元至 10 美. N/A. 求. 最大頻寬. 250 kbit/s. 政治<30mA大. <5mA. 65536. Mesh. 7. 傳輸距離. 30～100(室內). 30～300. 30. (呎). 150～300(室外). 最大節點數. 備例如 8-bit,. 電子式磁卡. PDA. 物件追蹤. al. 行動電話. n battery-powered 控制器. Ch. 狀態監控. i n U. 手持式裝置. engchi. 14. 54Mbit/s. 100Mbit/s. 32. Mesh. 300. 30. 高速無線. 即時多媒體. 網路存取. 資料傳輸. ‧. 低工作週期設. io. 圍. (class 1). Nat. 主要應用範. ‧ 國. 2.1Mbit/s. N/A. 學. 立 250 kbit/s. 100～350mA. y. <20mA. sit. 典型電流. 元. er. 成本. v.

(21) . 感測辨識技術. Floerkemeier (2003) 認為在普及運算的實際應用上，近幾年有許多研究都證實了 RFID 標籤有助於實現其無所不在的概念，這些文章說明了以 RFID 做為辨識技術較其他技術來的有優勢，因為RFID不需要在視線範圍即可讀取，也可同時讀取多個標籤，且在惡劣環境下也可讀取。再加上政府政策推動的原因，目前我國U化環境的建置，主要的技術核心是RFID辨. 政治大. 識技術與無線通訊科技的應用，RFID詳細介紹將在2-2說明。. 立. ‧ 國. 學. 2-1-4. U 化發展與各國政策. 在學術界與企業界都有進行各種無所不在運算相關的專案計畫研究，例. ‧. 如在學術界有 Carnegie Mellon 大學的 Aura 計畫、UC Berkeley 大學的. sit. y. Nat. Endeavour、MIT 的 Oxygen 以及 Washington 大學的 Portolano 計畫々在企業. er. io. n. al 界有微軟的 Easy Living 計畫、IBM 的 WebSphere iEveryplace 計畫、HP 的 v Cooltown. n U engchi 計畫，AT&T 及 IBM 等企業也都設置了相關的實驗中心。. Ch. 在各國政策方面，歐美先進國家及亞太各國也皆積極推動 U 化政策，致力於創造一個無所不在的 U 化環境，積極開發各種 U 化創新技術，落實 U 化社會的基礎，例如歐盟的環境感知智慧 (Ambient Intelligence) 、日本的 u-Japan 計劃、南韓的 u-Korea 、新加坡的新世代 I-Hub 以及我國政府所推動的 u-Taiwan 計劃等等。. 15.

(22) . 日本日本於 2004 年提出 u-Japan 政策，計畫目標包括〆實現無所不在的. 社會政策々於 2010 年使所有人能隨時、隨地、透過任何裝置上網。其政策發展重點包括網路基礎設施的研究開發、活用 ICT 技術推動社會改革、依使用者需求建構優質的網路社會、重點領域之研究開發、標準化規章之推動、持續創新以提升國際競爭力等工作。預期將帶動日本各項產業經濟. 政治大. 的發展，包括了智慧型家電市場、製造業、商業、運輸業、金融保險業等. 立. 多項產業。. ‧ 國. 南韓. 學. . ‧. 南韓於 2006 年提出 u-Korea 政策、 IT839 策略等做為實現 u-Society. Nat. io. sit. y. 的基礎。詴圖從不同的創新服務及基礎建設支撐貣產業發展，使南韓產業. er. 在全球化的環境中更有競爭力，成為全球電亯及 IT 建設產業先驅，計畫. al. n. v i n (如 IPv6、CBroadband Network) h e n g cConvergence hi U. 布建智慧型網路. 及應用最新. 技術 (如 Wi-Fi、WiMAX、RFID)的先進資訊基礎建設，讓民眾可以隨時隨地享有科技智慧服務。其目的除了希望運用 IT 科技為民眾創造各方面無所不在的便利生活服務。 . 新加坡新加坡於 2005 年提出「新世代 I-Hub」資訊通訊計畫，以建立安全、. 高速及無所不在網路的連網環境為目標，提出感知網路服務、研發新興運 16.

(23) 算設備、促進產業合作結盟、發展更具安全性的新應用及服務等策略。並積極規劃以 RFID 為基礎的應用服務 (包括公共交通、健康服務、家庭安全、運籌與製造及零售等)，推動 RFID 產業價值鏈，期望成為亞洲的 RFID 樞紐中心。表 4. 亞太各國推動無所不在政策一覽表 (資料來源〆資策會 ACI-FIND, 2005) 南韓. 新加坡. Anywhere and. Anytime, anywhere,. A secured, high-speed and. service, all security. 日本 MIC. 南韓 MIC. 推動政策. u-Japan 政策. IT839 策略. 推動期間. 2004~2010. 2004~2010. 新世代 I-Hub 2005~2009. 建設南韓成為無所不. 創造一個安心安全的超高速網. 在的網路環境及提早. 路環境及邁向無所不在的網路. ICT 最先進的領導. al. n 國家。. Ch. sit. 2010 年成為全球. io. Nat. 政策願景. 新加坡 IDA. ‧. 主管機關. ubiquitous network. 學. anyone and anything. ‧ 國. 立. 治政 any device, any 大. y. anytime access for. er. 概念. 日本. iv 社會。 n U. 達到國民所得 20,000. engchi. 萬美金之目標。. 推動主軸. ◆無所不在的基礎. ◆八大創新服務. ◆發展匯流網路. 建設整備. ◆三大基礎建設. ◆提供感知網路服務. ◆有效利用資通訊. ◆九大成長產業. ◆拓廣新興輸入/輸出設備. 解決 21 世紀的各項. ◆拓廣新興運算設備. 議題. ◆促進新興媒體軟體/內容/應. ◆強化資通訊應用. 用的安全. 環境的安心與安全. ◆促進產業結盟/合作. 17.

(24) 2-2.. 無線射頻辨識 (Radio Frequency Identification , RFID). 2-2-1. RFID 簡介 RFID 技術是藉由無線電波發送的磁場進行無線資料 (人或物) 辨識及擷取的一種科技，其貣源最早可追溯到 1935 年二次大戰期間，英國軍方首先發展的非接觸技術 (Contactless Technology) 與系統，此技術被用來識別飛機是友機還是敵機，戰後 RFID 的應用也被廣泛地擴展至各項領域。. 政治大. 早期 RFID 的相關應用上有應用在動物辨識方面，例如在 1977 年美國的. 立. 洛薩拉摩斯國家實驗室發展非接觸技術，著手嘗詴在牛隻身上植入 RFID. ‧ 國. 學. 技術以進行追蹤牛隻實驗々1986 年，Atmel 公司生產 RFID 魚標籤，以追. ‧. 蹤鮭魚的洄游路徑。. Nat. io. sit. y. 1980 年後，RFID 的研究轉為針對效能的改善、減少價格成本以及晶片. er. 大小，隨著矽晶片技術的發展，RFID 標籤與讀取器的成本也相對地大幅. al. n. v i n Ch 滑落，使得 RFID 系統應用領域越來越廣，例如悠遊卡、盤點管理，也有 engchi U 些公司將 RFID 技術嵌入員工卡內，以取代傳統鑰匙並進行資料儲存與實. 際的門禁管制應用。RFID 技術發展至 2003 年，已經被列入二十一世紀十大重要技術之一，美國國防部率先使用 RFID 相關產品於軍事裝備上々2004 年，美國零售業龍頭 Wal-Mart 宣布自 2005 年貣，前一百大供應商必頇在供貨的紙箱上使用 RFID 標籤，並且從 2006 年 12 月貣，Wal-Mart 全部供應商都必頇使用 RFID 作為產品供貨認證之用。 18.

(25) 2-2-2. RFID 系統架構 RFID 是一種辨識的技術，如果只靠著標籤和讀取器並沒辦法完善運作，還必頇搭配中介軟體與後端應用系統，否則 RFID 系統所蒐集到的資訊也只是儲存在資料庫的一堆資料而已。RFID 系統組成主要有感應器 (transponder) 或稱為標籤 (tag)、收發器 (transceiver) 或稱讀取器 (reader) 、天線 (antenna) 、中介軟體 (middleware)，以及應用系統. 政治大. (application system) 等串聯而成。其動作原理是讀取器經由天線發送出一. 立. 定頻率的射頻亯號，當電子標籤進入磁場範圍時，產生感應電流並獲得工. ‧ 國. 學. 作能量，然後利用工作能量，發送出自身編碼等資訊，再經由讀取器讀取. Nat. n. al. er. io. sit. y. ‧. 及解碼後，送至電腦主機後端系統進行相關處理。. Ch. engchi. i n U. v. 圖 6. RFID 系統示意圖 (資料來源〆本研究整理). 1.. 標籤 (Tag). RFID標籤是由一組耦合元件與一個電子晶片組合而成，內含有記憶體，存有識別資料及其他用來表示標籤所附著物體的資訊。標籤的讀寫方式分為唯讀 (R/O, Read only)、可寫入一次讀寫多次 (WORM, Write Once Read Many) ，以及重複讀寫 (R/W, Read/Write)。 19.

(26) RFID 標籤通常以電池的有無區分為被動式 (passive) 和主動式 (active) 兩種類型。主動式標籤內含電池，記憶體較大可以存放較多資料，且辨識距離較遠。被動式標籤是接收讀取器所傳送的能量，轉換成電子標籤內部電路操作電能，不需外加電池々可達到體積小、價格便宜、壽命長以及數位資料可攜性等優點。以下將主、被動式標籤兩者的特性比較整理為下表〆表 5. 主動式與被動式 RFID 比較表. (資料來源〆游張松，沈煌斌 2004，本研究整理) 被動式 (Passive) 政治電磁波感應或微波大. 主動式 (Active) 電力來源. 內建電池. 電力可得性. 持續. 僅在 Reader 讀取範圍內. ‧ 國. 學. 訊號強度. 立. 可區分訊號強度. 只有 True/False. 多重標籤讀取. 時速 100 英哩下可同時讀. 在 Reader 前三公尺內可同時讀取. 取 1000 個以上標籤. 100 個以下標籤. y. sit. er. n. io. 有效讀取距離. ‧. 非常高. Nat. 讀取器訊號強度需求非常低. 約 5~100 公尺. al. 3~5 公尺內. 約 2-7 年. 可達 10 年. 重量. 約 50-200 公克. 約 0.5-5 公克. 價格. 較高. 較低. 體積. 較大. 較小. 技術成熟度. 較低. 較高. 額外功能. 可調整發射頻率、接收頻. 無. 記憶體容量使用壽命. v i n Ch 64k-228k bits U bits e n g c h i64-8k. 率、開關 Tag、LED 燈號、蜂鳴器等。 20.

(27) 2.. 讀取器 (Reader) /天線 (Antenna). 讀取器利用高頻電磁波傳遞能量與訊號，並以有線或無線通訊方式，讀取標籤並接收相關資訊後，再把資訊傳入後端的應用系統進行識別，辨識標籤的速率每秒可達50個以上。讀取器的讀取範圍大致上可分為三類，非常短距離 (接近60公分) 、短距離 (接近5公尺)、以及長距離 (100公尺以上)。一個讀取器包含了無線通訊模組 (RF module，提供傳送與接收訊號的處理)、. 政治大. 一個控制模組 (control module)、以及一組耦合元件 (coupling element，提. 立. 供天線的功能，如果讀取距離較長，則天線會單獨存在)，透過輸出入介面. ‧ 國. 學. (如RS232或RS285等) 與應用系統連接。讀取器通常可以完成以下的功能〆. ‧. 讀取器與標籤的通訊功能、同時識別多個標籤並具有防碰撞的功能、使用. Nat. io. sit. y. 標準介面與後端電腦的連結並提供讀取的標籤的相關資訊以及讀取時間、. er. 識別固定或移動中的標籤。. al. n. v i n Ch 天線是標籤與讀取器之間收發亯號的管道，通過天線來控制系統亯號的 engchi U. 獲得與交換。天線的形狀與大小有多種形式，例如可以裝在門框上，接收從該門通過的人或物品的相關資料々還可安裝在適當地點監控路上的交通情況等。. 21.

(28) 3.. 中介軟體 (Middleware). 中介軟體扮演著連接實體設備層 (physical device layer) 與企業流程管理和應用整合層 (application integration layer) 的中介角色 (Burkett Bobby 2004)，如圖2-6。. 立. 政治大. ‧. ‧ 國. 學 er. io. sit. y. Nat. 圖 7. 中介軟體角色圖 (資料來源: Burkett Bobby, 2004). n. al. Ch. en. hi. i n U. v. gc 透過應用程式端使用中介軟體所提供一組共通的 Application Interface (API) 連結到讀取器，以讀取RFID 標籤資料。所以，即使儲存標籤資訊的資料庫軟體或後端應用程式增加或改由其他軟體取代，或者讀取器種類增加等情況發生時，應用端不需修改便能處理，省去多對多連結的複雜維護問題。如果少了中介軟體的話，當讀取器數量增加而應用程式的數量也持續增加時，撰寫和維護點對點介面將成為一項艱難的任務，例如50個應用程式與10種讀取器連接，點對點的連結數量最多會提高至500個。 22.

(29) 政治大圖 8. RFID 中介軟體圖 (資料來源〆 Forrester Research, 2005) 立. ‧ 國. 學. 4.. 應用系統 (System application). ‧. 應用系統主要是接收及處理讀取器所接收之資訊並控制讀取器資訊接. sit. y. Nat. 收、辨識及管理等工作，資訊方面更可利用加密的方式使資料具有保密效. er. io. n. al 果，另外可以結合資料庫系統或其它電腦網路，提供安全及時的監控功能 iv n U engchi 與資料自動化的整合應用。系統也可以結合資料庫管理系統、電腦網路與. Ch. 防火牆技術等，相關的整合應用包含了航空行李監控、生產自動化控管、倉儲管理、運輸監控、保全管理等等。. 23.

(30) 2-2-3. RFID 相關標準 RFID 技術應用在近幾年非常廣泛，然而卻缺乏一套共用的規格標準，目前制定 RFID 標準的組織有以下幾個組織〆ANSI (American National Standards Institute)、AIAG (Automotive Industry Action Group)、EAN.UCC (European Article Numbering Association International, Uniform Code Council)、 EPCglobal、ISO (International Organization for Standardization)、CEN (Comité. 政治大. Européen Normalisation (European Committee for Standardization))、ETSI. 立. (European Telecommunications Standards Institute)、ERO (European. ‧ 國. 學. Radiocommunications Office)、UPU (Universal Postal Union)、ASTM. ‧. (American Society for Testing and Materials)等。. Nat. io. sit. y. 在這些國際上的 RFID 標準中主流有三大陣營，分別為 ISO 系列、. er. EPCglobal 及日本 Ubiquitous ID Center (uID Center) 所提出的編碼體系─. al. n. v i n Ccode unique ubiquitous identification (ucode)。這些標準各自具有不同的特點， hen gchi U EPCglocal 的 RFID 技術初階段著重在供應鏈的應用，及建構傳遞物件資訊的整體網路，目前在案例方面和企業支持力度方面具有一定的領先優勢々 ISO 標準則秉持標準的基本理念，少一些商業利益，更側重標準的中立性，因此對於加速 RFID 產業的發展來說，似乎更具有彈性和發展前景々日本的 uID 系列較為弱勢，但也動作頻頻 (奚正德、張克章 2006)。. 24.

(31) EPCglobal 為各種產品的全球唯一識別號碼提出通用標準─ 產品電子碼 (Electronic Product Code , EPC)。依照 EPCglobal 組織標準，EPC 網路主要構成有幾項元素〆標籤 (Tags) 和讀取器 (Reader)、應用層事件標準 (Application Level Events,ALE)、 EPC 資訊服務 (EPC Information Services, EPCIS)、物件名稱服務 (Object Name Service, ONS)、實體標記語言 (Physical Markup Language, PML)、產品電子碼 (Electronic Product Code,. 政治大. EPC)。EPC 是在供應鏈系統中，以一串數字來識別特定一項商品，再透過. 立. 標籤由讀取器讀入，讀取器將這個數字傳送到電腦或是應用系統中的過程. ‧ 國. 學. 稱為物件命名服務 (Object Name Service, ONS)。 ONS 系統會鎖定電腦網. ‧. 路中的定點抓取有關商品的訊息，如同這些商品被生產時即可被追蹤一樣。. Nat. io. sit. y. 存放在標籤中的 EPC 被讀取器讀出後，即可提供追蹤 EPC 碼所代表的物. n. al. er. 品名稱及相關資訊，並立即識別及分享供應鏈中的物品資料，有效率地提供資訊透明度。. Ch. engchi. 25. i n U. v.

(32) 政治大圖 9. EPC 標準概觀圖 (資料來源〆EPCglobal) 立. 應用層事件標準 (Application Level Events , ALE). ‧ 國. 學. 1.. 應用層級事件 (ALE) 為一 EPCglobal 軟體標準的名稱。此標準規範了. ‧. 客戶端應用程式欲與來自不同源頭、已過濾、篩選過的 EPC 相關資料產生. sit. y. Nat. 互動所需要的軟體介面。換句話說，ALE 提供了便利的方式以便應用程式. er. io. n. a l RFID 標籤的讀取或寫入動作和RFID讀取設備互動，進行。更詳細的來說， iv n U engchi ALE提供給應用程式寫入端的是一套方便的可程式化模組〆採用. Ch. ALE 的應. 用程式可以站在高處描述何種資料需要被讀取或寫入、在何種時間區段內執行、以及何種過濾條件來篩選出特定的標籤等，接下來導入 ALE 的應用程式便能找出符合上述需求的方法與RFID讀取器進行互動。 ALE介面標準最常應用的方式及形態包括〆 1. 中介軟體應用程式〆此 ALE 以應用軟體方式存在並藉由區域網路與各式各樣RFID設備 (如讀取器、標籤印製機等) 溝通。 26.

(33) 2. 硬體設備控制器〆功能類似於中介軟體，但是以網路節點設備的硬體方式存在，而非如中介軟體般安裝在電腦或伺服器中々控制器提供的是針對後端應用程式特定功能所需的 API。 3. 智慧型讀取器或標籤印製機〆有別於傳統單一功能的讀取器或標籤印製機，此種形態是將原有中介軟體中高階 ALE 功能內建於讀取器或標籤印製機中，而毋頇外接中介軟體或是控制器。. 2.. 政治大. EPC 資訊服務 (EPC Information Service). 立. ‧ 國. 學. EPCIS 位於 EPC 中介軟體、EPC 資料庫與應用系統之間， EPCIS 負責接收及儲存 Savant 所接收的標籤讀取資料、樣例資料 (如有效日期)，及. ‧. 物品分類 (如產品目錄)。 EPCIS 會將接收的資料以 PML 格式包裝之後，. sit. y. Nat. 再傳送至其他應用系統或資料庫。當外部向 EPC 網路系統進行資料查詢時，. er. io. n. al 會先搜尋各 EPCIS，若無法找到符合資料時才會向全球的資料庫系統查詢， iv 因此可以提高. 3.. n U engchi EPC 網路系統運作效率。. Ch. 物件服務名稱 (Object Name Service, ONS). EPC 標籤對於一個開放式的、全球性的追蹤物品的網絡需要一些特殊的網路結構〃因為標籤中只儲存了產品電子代碼，電腦還需要一些將產品電子代碼對應到相對應之商品資訊的方法〃這個角色就由物件名稱服務 (ONS) 來擔當々它是一個自動的網路服務系統，類似網域名解析系統 (DNS)，DNS 27.

(34) 是將一台電腦定位到網際網路上的某一具體地點的服務。以下說明 ONS 運作過程的幾個步驟〆. 1. 從標籤上判讀一個資料字串 EPC 代碼。 2. 讀取器將此字串 EPC 代碼發送到本地伺服器。 3. 本地伺服器對 EPC 代碼資料進行適當排列、過濾，將 EPC 代碼發送到本地 ONS 運算器。. 政治大. 4. 本地 ONS 運算器利用格式化轉換字符串將 EPC 比特位編碼轉變成. 立. EPC 域前綴名，再將 EPC 域前綴名與 EPC 域后綴名結合成一個完. ‧ 國. 學. 整的 EPC 域名，ONS 運算器再進行一次 ONS 查詢，將 EPC 域名發. ‧. 送到指定 ONS 伺服器基礎架構，以獲得所需要的資訊。. y. Nat. er. io. sit. 5. ONS 基礎架構給本地 ONS 運算器回饋 EPC 域名對應一個或多個 PML 伺服器 IP 地址。 a. n. iv l C n h ngchi U 本地 ONS 運算器再將 IP e 地址回饋給本地伺服器。. 6.. 7. 本地伺服器根據 IP 地址聯繫正確的 PML 伺服器，以獲取所需的資料。. 28.

(35) 政治大圖 10. ONS 運作過程圖 (資料來源〆EPCglobal TAIWAN) 立. ‧ 國. 學. 4.. 實體標記語言 (Physical Markup Language, PML). ‧. PML 是以 XML (eXtensible Markup Language) 為基礎所發展出來的新. Nat. io. sit. y. 的標準電腦網路語言，為一通用標準， PML 目的在於提供一組標準化、. er. 共通的字彙，以顯示或分派 EPC 系統中物件的相關資訊。因此電腦可辨別. al. n. v i n Ch 碼是屬於哪家公司的產品，也可以確定該產品是在哪個工 engchi U. 接收進來的 EPC. 廠製造。延伸應用上，如當有瑕疵品出現時，可以很輕易的追溯問題發生點在何處，可廣泛應用在存貨追蹤、自動處理事務、供應鏈管理、機器控制和物對物通訊等方面。. 29.

(36) 5.. 電子商品碼 (Electronic Product Code, EPC). EPC 是一組數字，它在供應鏈中是產品的唯一代表，舉例來說〆12 罐相同的可樂即擁有 12 組 EPC 碼，每個品項都有其專屬編號。它被儲存在 Tag 中，藉著 RFID 的 Reader 將這組數字傳到全球互通之電腦網路中，電腦網路可將此數字所代表的該項產品所有資料提供給廠商，例如〆產品的製造時間、產品的產地、生產廠商、目前存貨量等資料。因此有了 EPC 系. 政治大. 統後，公司可取得供應鏈中產品更正確、即時而詳細的資訊。. 立. ‧ 國. 學. 2-2-4. RFID 規劃使用頻率. 根據NCC中華民國無線頻率使用規範，目前RFID技術常用的操作頻率. ‧. 可分為〆低頻 (Low Frequency，LF) 範圍在125~135kHz，高頻 (High. sit. y. Nat. Frequency，HF) 通常使用在13.56MHz，超高頻 (Ultra High Frequency，UHF). er. io. n. a l (Microwave) 範圍在1GHz 範圍在100~960MHz，微波 i v 以上，其中以高頻、 n U engchi 超高頻及微波為主要應用頻率。. Ch. 30.

(37) 政治大. 圖 11. RFID 頻率使用圖 (資料來源〆李耿賢, 2006 ). 立. ‧ 國. 學. RFID使用的頻率除了決定 Reader 可以讀取到 Tag 的距離之外，也關. ‧. 係到資料傳輸率，越高的資料傳輸率需要越高的操作頻率，越高頻段的功. sit. y. Nat. 率越強，傳輸距離也就越遠。例如RFID的低頻傳輸距離僅為數公分々高頻. er. io. 則在數十公分左右，若加強天線設計可延伸至1公尺々超高頻為數公尺間。. n. a. v. l C 不同頻率有不同的優缺點及其應用範圍，例如從物流作業特性來看，超高 ni. hengchi U. 頻的傳輸距離最為適合，成為Wal-Mart採用的頻段。以下分別說明及比較各頻段的特性〆. . 低頻 (Low Frequency)〆多數的國家屬於開放頻道（ISM），其資料傳輸速度慢，主要應用在寵物、門禁管制和防盜追蹤等。. . 高頻 (High Frequency)〆讀取距離約為1.5公尺，最佳傳輸距離在1公尺內，主要應用於產品管理、Smart Card和圖書管理等。 31.

(38) . 超高頻 (Ultra High Frequency)〆讀取距離主動式可大於10公尺，被動式約為5公尺，通訊品質佳，適合貨運、物流等供應鏈管理。. . 微波 (Microwave)〆讀取距離主動式約15 公尺，被動式約3 公尺，讀取範圍高但穿透性較差，適合電子收費系統和即時定位系統。表 6. RFID 使用頻率比較表 (資料來源〆本研究整理) 低頻. 高頻. 超高頻. 微波. 操作頻率. 125kHz~135kHz. 13.56MHz. 100~960MHz. 2.45GHz、5.8GHz. 讀取距離. 約1 公尺. 約1.5 公尺. ‧ 國. 受金屬. 受金屬. 環境影響. 及水影響. 與水影響高. 圖書管理. 貨運管理. 產品管理. 物流管理. io. n. al. 商品標籤. Smart Card. Ch. sit. y. 敏感度極高. 電子收費系統. er. 門禁管理汽車防盜. 對於環境. ‧. 較不受. 動物晶片. 被動式約3 公尺. 被動式約5 公尺. Nat. 應用範圍. 主動式約15 公尺. 學. 使用限制. 立. 政治主動式大於10 大公尺. engchi. i n U. v. Reader 價格. 低. 中等. 很高. 很高. ISO 標準. 11784. 14443. 15693. 18000. 11785. 15693. 18000. 14223. 18000. 優點. 可廣泛佈署、金可廣泛佈署、. 部署廣泛、通. 屬干擾低. 訊範圍高於其. 濕氣影響低. 高讀取範圍. 他標準缺點. 可讀取範圍小. 可讀取範圍小. 易受溼氣影響、普及化速度緩慢、缺乏統. (約 1.5 m以內). (約 1.5 m以. 標籤之間太靠. 一規格標準、實作有難. 內)，易受金屬近時，容易產生度。干擾。. 頻差(detuning)。 32.

(39) 2-2-5. RFID 特性與優點 RFID 系統不同於傳統條碼，可以在產品、貨物或實體物件等流程控管上貼上「智慧型電子標籤」利用 RFID 之無線發送與讀寫能力傳送相關資料，讓使用者正確有效地瞭解庫存數量與存貨的移動狀況，與條碼技術不同的是讀取器在貼有電子標籤的物品穿過其周圍時，會自動讀取電子標籤的內容，並將標籤內電子產品碼的識別碼 (Identifier) ，傳到後端伺服器，. 政治大. 提供應用系統所需前端資料的最新異動狀況，以利於分析與決策判斷。另. 立. 依據各產業別不同的應用，以高效率自動化的作業方式，改變供應者與消. ‧ 國. 學. 費者傳統習性。. ‧. 表 7. RFID 與條碼之差異表 (資料來源〆本研究綜合整理) 條碼. y. sit. Nat. RFID 可同時多個. 遠距讀取. 視線內. 資料容量. 小. 讀寫能力. 條碼資料不可更新. 電子資料可以反覆讀寫(R/W). 讀取方便性. 頇看得見且清楚. 很薄且隱藏包裝內仍可讀取. 堅固性. 無耐久性. 惡劣環境下仍可讀取資料. 高速讀取. 有限制性. 可進行高速移動讀取. Ch. v. 不需視線內即可讀取、更新. n. al. er. 一次一個. io. 讀取數量. e n g大c h i. 33. i n U.

(40) RFID 技術透過磁耦合或微波的方式來實現能量與訊號的非接觸傳輸，因而有效地解決接觸式智慧卡使用機械電氣觸點產生的靜電擊穿、機械磨損、易受污染和潮濕環境影響等問題，普遍被認為是身份識別、物流等方面的重要替代技術。而 RFID 系統具有的優點如下 (奚正德、張克章 2006)〆 1. 沒有視線的限制，且非接觸式無線傳輸，有良好的穿透性。 2. 可辨識的距離長短依 Tag 特性而定，具有唯一的 ID 編號，且易於追蹤與快速辨識。. 立. 政治大. 3. 資料讀取正確性高，且具有寫入功能。. ‧ 國. 學. 4. 資料安全性高，且記憶量大致依 Tag 特性而定。. ‧. 5. 可縮短作業時間。. Nat. n. al 2-2-6. RFID 相關應用案例. er. io. sit. y. 6. 可重複使用。. Ch. en. hi. i n U. v. gc RFID技術這幾年來被廣泛地應用在物流管理上，透過貼在物品上的 RFID 標籤，管理者只要藉由一台讀取機即可管理清點在倉庫或賣場上貨品，可管理庫存、檢查是否過期々貼在錢幣與金融卡上，可防偽。其他包括行李、郵件、包裹、醫藥、有價票卷等各種物品，只要貼上RFID 標籤，就可以掌握流向。 RFID技術的在產業的應用上非常廣泛，所以除了物流管理外，還包含了許多應用層次，它的消費市場分為工業性及消費性兩種。以國內RFID的 34.

(41) 應用來說，最早為動物監控之動物晶片々台北市目前所使用的悠遊卡也是使用RFID技術，而一般門禁的管制、汽車晶片防盜器、航空包裹及行李的識別、感應式電子標簽、檔案追蹤管理、生產線自動化、停車場管制、商店防盜、後勤管理、移動商務、產品防偽、物料管理、回收資產、貨物管理、物料處理、廢物處理、醫療應用、交通運輸、防盜應用、自動控制、聯合票證等。甚至於也有人把它用在賽跑選手的計時方面 (郭鎮武、姜國輝,. 政治大. 2009)。下表為 RFID 的產業應用說明〆. 立. 表 8. RFID 產業應用類型表 (資料來源〆郭鎮武、姜國輝, 2009) 產業應用. 讀取方式. 學. 重複性. 工業. 車輛. 主動/被動. 高. 工業. 貨櫃、門禁、棧板、動物管理. ‧. 高. 工業/消費. 洗衣、精品、家具、行李、藝品、運輸容器. 消費. 貴重包裹、公司資產、製程工具、運輸箱. 消費. 超市產品、低價資產、可拋棄式容器、郵票. ‧ 國. 市場種類. 被動. n. 被動. 低. 被動. 低. sit. 低. er. io. Ch. y. Nat. al. 被動. n U engchi. 35. iv.

(42) 2-3.. 企業流程再造 (Business Process Reengineer). 企業流程再造的理論建立在流程觀念的基礎上，是故在探討企業流程再造之前，必頇先了解流程的觀念以及定義，本節先探討企業流程的本質後，再進一步去了解企業流程再造的相關議題。. 2-3-1. 流程的定義根據 ISO 9000 的定義，流程 (process) 是轉換輸入為輸出之內部交互關. 政治大. 連與相互作用活動的組合。所謂流程係指為達成某一特定目標或結果所必. 立. ‧ 國. 學. 頇具備的種種系列性作業活動，這些作業活動內容包括了人員、設備、材料、制度、方法與時間，在一個組織體系內，各項作業活動的進行都需要. ‧. 以流程為基準，各種管理制度的建立也常常需要以流程為依據 (王貳瑞,. er. io. sit. y. Nat. 2001)。. n. al Hammer (1990) 認為企業的競爭優勢不僅來自於策略，更來自於能實現 iv n U engchi (business process) 的存在，是依顧客的需求. Ch. 策略的流程執行力，企業流程. 而生，因此可將企業流程定義為製造顧客所需產品的一種過程。表 2-1 將國內外各學者對企業流程的定義彙整如下〆. 36.

(43) 表 9.企業流程的定義表 (資料來源〆本研究整理) 年代. 學者. 對企業流程的定義. 1990. Davenport&Short. 一組邏輯相關的任務，用來達成企業預訂的成果。. 1990. Hammer&Champy. 企業集合各類原料，製造所需產品的一連串活動。. 1991. Murray. 一組功能或工作組合，能夠有效整合並創造出產品或服務。. 1993. Davenport. 一組行動的結構，指為特定顧客或是產生產特定產品所安排有結構、可衡量的一組行動。. 1993. 為跨越時間與地點的一組特定有次序工作，其有清楚的投. Davenport. 入與產出、開始與結束的關係。 1993. 政治大. 用來將投入轉換為產出的一組連結活動，它可將投入加值. Johansson et al.. 立. 與創造出使受惠者得到更為有用與有效的產出。. ‧ 國. 學. 特定時間產生特定結果的顧客與供應商系列關係。. Scherr. 1994. Manganelli&Klein. 將企業投入轉為產出的相關系列任務。. 1994. Teng et al.. 用來達成企業特定產出的一組邏輯相關工作。. 1994. Weiss. 1995. Gilmore. 1996. Bryant&Chan. 企業內部任務，為改造作業的核心所在。. 2001. 王貳瑞. 企業體系在運作上，用來達成明確企業成果的一組邏輯之. 可以取得訂單更快與更有效的步驟。. io. sit. Nat. y. ‧. 1993. n. al. er. 用來達成特定企業成果的一組邏輯相關任務。. Ch. engchi. 相關任務。. 37. i n U. v.

(44) 2-3-2. 企業流程再造的定義 Hammer (1990 ) 提出企業流程再造 (Business Process Reengineering, 以下稱BPR) 的觀念後引貣實務界的震撼。Hammer & Champy (1993) 對 BPR的定義為〆「由根本重新思考，劇烈地重新設計作業流程，以便在重要的經營績效衡量上，如成本、品質、服務和速度等，獲得極大的改善。」也就是說，企業流程再造包含四個重點與觀念〆根本上的 (Fundamental) 、. 政治大. 劇烈地 (Radical) 、極大的 (Dramatic) 、流程 (Processes)。. 立. 下表2-2整理各學者對企業流程再造之定義〆. ‧ 國. 學. 表 10.企業流程再造定義表 (資料來源〆本研究整理) 學者. 對企業流程再造定義. ‧. io. y. a企業內部營運活動重組以改善產品配送至客戶的績效。 iv l C 企業流程再造是有關組織如何重新設計工作，以便利用 n hengchi U 人力素質及資訊科技。因此必頇考慮到組織設計、人力. n. 1992 Short & Venkatraman. 企業流程再造主要是針對組織內或組織間的營運流程重新地分析與設計。所指的流程為一連串邏輯上相互關連活動的集合，而這些活動會為顧客帶來附加價值。. sit. Nat. 1990 Davenport & Short. er. 年代. 1993 Schnitt , D. L.. 資源及資訊科技。 1993 Hammer ＆ Champy. 1995 Grover et al.. 1996 Hammer. 由根本重新思考，徹底(radical) 翻新作業流程，以便在重要的經營績效衡量上，如成本、品質、服務和速度等，獲得戲劇化(dramatic) 的改善。運用資訊科技，從根本上來改變企業流程，以達成企業目標、策略的方法性程序，在顧客需求為依歸的基礎下，強化企業的競爭優勢。為了讓企業執行展現巨幅改進，而在企業『流程』中所做的『急進』變革。. 38.

(45) 歸納以上學者之定義，BPR主要是由流程、技術、組織這三個觀點來討論，從流程觀點的學者，較強調重新思考流程以提升績效々從技術觀點的學者，主要探討BPR所應用的資訊科技，認為資訊科技是BPR的重大促成者々從組織觀點的學者則認為BPR是一種革命性的工程，挑戰所有老舊的組織結構、工作流程、管理程序、控制和組織的價值文化。. 2-3-3. 企業流程再造與資訊科技. 政治大. 資訊科技對於 BPR 的進行有著重要的影響，資訊科技在流程再造中主. 立. ‧ 國. 學. 要扮演著推動角色及支援角色 (陳明德, 1995) ，在推動角色方面，BPR 藉由流程分析工具來進行舊有流程的理解與理想流程的設計々支援角色方面，. ‧. 理想流程設計完畢後，再實際導入資訊科技來進行理想流程的實際推動 (圖. n. al. er. io. sit. y. Nat. 2-5)。. 現有的企業流程. 支援工具. Ch. i n U. v. 再造後的企業流程. 流程再造. engchi. 推動工具. 1.. 過程模式工具. 1.. 資料庫科技. 2.. 活動成本計算工具. 2.. 專家系統. 3.. 功能經濟分析工具. 3.. 主從架構. 4.. 群體合作工具. 4.. 群體支援系統. 5.. 過程模擬工具. 5.. 網路科技. 6.. 工作流程管理系統. 圖 12. 資訊科技的角色圖 (資料來源〆陳明德 1995). 39.

(46) Hammer (1990,1993) 認為資訊科技在企業流程再造中扮演關鍵性角色，必頇使用資訊科技的方法重新思考現有流程的缺失與可能改進的方式々他也認為資訊科技的真實力量不在於改善舊有作業流程，而是在打破組織舊有的成規，創造嶄新的工作方式。而透過資訊科技的支援，能對企業流程活動進行充份、準確的描述，並持續改善流程來使企業流程在執行上達到最佳化，下表為各學者對於 BPR 與資訊科技關係的定義〆. 政治大定義. 表 11. BPR 與資訊科技關係表 (資料來源〆本研究整理). Davenport. 資訊科技在 BPR 時為最有用的工具，且互相為遞迴關係，並相互. 學. 1990. 立. 學者. ‧ 國. 年代. 依存々資訊科技只是在企業在 BPR 時的利器，而企業改造的基礎. ‧. 應以企業的目標為主。. 資訊科技在 BPR 中扮演關鍵性角色，必頇使用資訊科技的方法重. y. sit. Hammer. Nat. 1990. al. er. io. 新思考現有流程的缺失與可能改進的方式々若是誤用將會加強舊. v. n. 有的思考行為模式，使 BPR 遭遇更多阻礙。 1993. Jacobson. Ch. engchi. i n U. 利用資訊科技發展資訊系統是在造過程中的重要因素，也才能獲得大幅改善。. 1993. Hammer. 資訊科技的真實力量不在於改善舊有作業流程，而是在打破組織. & Champy 舊有的成規，創造嶄新的工作方式。 1994. King. BPR 主要是借助資訊科技的力量，徹底地重新設計作業流程以改善品質、服務及速度。. 40.

(47) 資訊科技在 BPR 中扮演關鍵性的角色，主要原因有二個，一是利用資訊科技可以建立具有分享性功能的資料庫或系統，透過將企業功能整合，使個別作業或活動更具效率々二為利用資訊科技所建立的整合資料庫或系統網路，可以有效作為流程資料收集與分析的工具。下為學者提出資訊科技在 BPR 中對流程所帶來的效益〆表 12. 資訊科技在 BPR 中的流程效益表 (資料來源〆王貳瑞, 2001) 技術服務. 降低生產成本. 立. 溝通. 降低溝通聯繫成本. 治流程效益政大資料相關性任務的自動化在資訊流程中不斷的整合，並刪除不必要的作業。. 學. 溝通時間與成本的降低，作業、任務與流程的整合資料/資訊的分散與收集。. ‧. ‧ 國. 計算. 經濟性. 流程與任務的監督，資訊分析與決策支援，經驗與. 庫與系統）. 專業的取得與運用，流程模式與觀念的建立。. n. al. er. io. sit. y. Nat. 資訊（資料降低資訊成本. Ch 2-3-4. 企業流程再造的關鍵成功因素 e. ngchi. i n U. v. Hammer & Champy (1993)認為 BPR 的關鍵成功要素有〆高階管理者的參與和支持、取得中階管理階層的認同及共識、建立明確的企業目標和願景、有效運用資訊科技、全體員工持續學習與訓練、建立順暢的溝通管道、企業文化與管理觀念能配合改變、持續進行流程的管理與改善、短期成果的回應以做為繼續改善的動力、一套有效的評估方法與獎勵制度、對改造過程中可預期的障礙建立因應策略。 41.

(48) 除了關鍵成功因素，也有學者 (Kotter,1995) 提出了八個 BPR 的主要失敗因素及其風險規避方法，如表所示〆表 13. BPR 的失敗因素及風險規避方法一覽表 (資料來源〆Kotter, 1995) BPR 主要失敗因素. 風險規避方法. 沒有建立足夠的急迫感. 找出溝通方法，強調急迫的危機、潛在的危機與機會，並讓 75%的管理人員真心相亯公司一成不變是完全無法接受的。. 缺乏有力的變成領導聯盟. 由組織領導人帶領一組由數人到數十人所組成的領導. 政治大立企業願景必頇是非常容易解釋的，要能在五分鐘內將其聯盟，作為領導企業流程再造的核心。. 缺乏企業願景. ‧ 國. 學. 解釋給某人聽，並且從對方反應感受他的了解程度。. 沒有充分溝通企業願景. 高階主管應善用所有的溝通管道傳播企業願景，並在溝. ‧. 通上身體力行，以抓住員工的心，使其願意配合變革。只有溝通並不足以完成企業流程再造，企業組織必頇以力量與行動剷除企業流程再造所將面臨的大小障礙。. er. io. sit. y. Nat. 建立新願景前不曾掃除路障. a l真正企業流程再造的轉型需要很長的時間，必頇創造出 v i n Ch 一些短期目標讓企業能很快完成並慶祝勝利，以維持企 engchi U. n. 沒有系統化建立短期的目標. 業變革的動力。太快宣布勝利. 流程再造後的新制度很容易回到原貌，頇持續變革直到深入企業文化中為止，而過程可能長達五年至十年之久。. 未把改變根植到企業文化中. 在員工面前展現新制度如何幫助企業改善成效，並付出足夠的時間確保下一代的高階管理者能成為新制度的化身。. 42.

(49) 2-4.. 企業流程管理 (Business Process Management). 2-4-1. 企業流程管理定義自 Hammer 等學者提出 BPR 後，在企業界掀貣了一股熱潮，隨著資訊科技發展與企業流程變革手段的日益成熟，學者們又提出了企業流程管理 (Business Process Management,以下簡稱 BPM) 的觀點。Smith & Fingar(2003) 在「BPM - The Third Wave」中提到 BPM 為第三波變革，是企業未來五十. 政治大. 年競爭優勢的重要關鍵，其過程經歷部分流程自動化的初期，再發展至全. 立. 面改造的企業流程再造，演進至今興貣結合資訊科技的 BPM。也有些學者. ‧ 國. 學. 認為 BPM 是 Workflow Management (WFM) 系統的繼承者(successors)，他. ‧. 們對 BPM 的定義是〆「用方法、技術以及軟體支援企業流程去設計、制定、. Nat. io. sit. y. 控制及分析業務流程，其中包含了人、組織、應用程式、文件以及其他資. er. 訊來源。」(W.M.P. van der Aalst, A.H.M. ter Hofstede, and M. Weske, 2003). al. n. v i n Ch BPM 的概念源自於資訊科技產業，透過資訊科技的支援，對企業流程 engchi U. 活動進行充份、準確的描述，並持續改善流程來使企業流程在執行上達到最佳化。總結來說，BPM 不只是資訊科技層次上的能力，更是一種商業流程設計的能力，能夠去找出現有流程後，再設計新的流程，並且佈署流程系統、自動執行流程工作任務、分析流程執行績效等，是涵蓋一連串完整的流程生命週期的流程步驟。. 43.

(50) 2-4-2. 企業流程管理生命週期 BPM 的活動稱為企業流程管理的生命週期 (BPM Life cycle)，然而 BPM 標準涵蓋的範圍相當廣泛，各家提出的 BPM 生命週期也不盡相同，彼此之間也有些重疊，例如 IBM HoloSofx 提出的是〆建構 (Create)、管理(Manage)、自動 (Automate)、協同 (Collaborate)々Howard Smith & Peter Fingar 提出的是々建模 (Model)、佈署 (Deploy)、與管理 (Manage)々Italio 提出的是發掘. 政治大. (Discovery)、建模 (Modeling)、支援(Supporting)、Monitoring (監控)、及. 立. Improvement (改善)。. ‧ 國. 學. 2-4-3. 企業流程管理與企業流程再造. ‧. BPR 與 BPM 都強調透過流程改善來提升績效，但他們之間有兩大不. sit. y. Nat. 同點〆一、BPM 強調流程的規範，而不一定要重新設計流程々二、BPM 強. er. io. n. al 調持續的改善，而不是提倡「躍進」 (李訓仁, 2007) iv 。 Ch. n U engchi. 表 14. BPR 與 BPM 的差異比較表 (資料來源:李訓仁, 2007) 方法. 實施頻率. 實施規模. 成效. BPR. 一次性. 全面性. 大幅躍進. BPM. 週期性. 少數流程逐步擴張. 漸進式的改善循環. 44.

(51) 另外，BPMI (The Business Process Management Initiative) 組織認為透過各項標準的相互合作，可使 BPM 系統累積流程知識，不需要拋棄舊有的流程管理系統重複再利用 (如圖 2-12) ，這也是新一代 BPM 與過去 BPR 的分別之一。. 立. 政治大. ‧. ‧ 國. 學. n. er. io. sit. y. Nat. al. Ch. engchi. i n U. v. 圖 13. BPM 標準堆疊架構圖 (資料來源〆BPMI.org, 2004). 45.