RFIDってなに？身近な活用事例を紹介！導入の流れも解説【IoT導入事例】

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RFIDとは？

RFIDは、Radio Frequency Identificationの略称であり、電波を使用し、個体を自動で認識できる仕組みのことです。日本でRFIDが製品化された時期は、1985年ごろまでさかのぼります。ウィズコロナの現在では、RFIDは電波を用いた非接触・非対面の個体識別手段として、身近なところではキャッシュレス決済や交通系ICカードなどに応用されています。

類似のもので言えば、バーコードが挙げられるでしょう。ただ、大きな違いは、読み取り可能距離の長さ、読み取り時間の速さ、同時読み取りができること、梱包・汚れなどが障害にならないことです。

具体的な例を挙げれば、小売店の倉庫の在庫管理。一つひとつ商品を手に取って、バーコードをハンディで認識しなければならなかったところ、RFIDを導入すれば、棚にハンディを向けるだけに、すべてを一度で認識できることに。すでに、コンビニやアパレル会社では、実用化が進んでおり、今後ますます普及が期待される技術です。

実際に、日本のRFIDタグ市場の数字を見ても、RFIDの普及が進んでいることがわかります。みずほ情報総研株式会社の推計によると、2020年のRFIDタグ（UHF帯）の市場規模は3,307億円の大台を突破し、顕著な成長傾向が見られます。[注1]また、2019年2月には国内コンビニ大手のローソンがRFIDタグの実証実験を実施しました。国内でも、小売・製造・ロジスティクスなどの分野を中心に、RFIDを積極的に取り入れる企業が増加しています。

[注1]みずほ情報総研株式会社：平成30年度商取引・サービス環境の適正化に係る事業（RFIDを用いたサプライチェーン高度化に関する調査）[pdf]

RFIDの特徴

RFIDには次の4つの特徴があります。

• リーダをかざすだけで複数のタグを同時に識別できる
• ある程度の距離があってもタグを識別できる
• タグが遮蔽物に隠れていても識別できる
• タグの表面が汚れていても識別できる

従来のバーコードの場合、リーダをタグに近づけ、1つずつ識別する必要がありました。また、タグが箱の中などに隠れていたり、表面が汚れていたりする場合は個体識別ができませんでした。

しかし、RFIDは電波によってタグと情報をやりとりするため、バーコードよりも幅広いシーンで正確にタグを読み取ることができます。

RFIDの原理と種類

一言でRFIDといっても、RFIDタグとリーダ（ライタ）間のデータ伝送方式によって2種類に分けられます。RFIDのデータ伝送には、電波または磁界が使われます。RFIDタグのアンテナが、リーダ（ライタ）から送信された電波や磁界を受信するとタグの表面で電力が発生します。この電力を利用し、アンテナを通じて必要なデータをリーダ（ライタ）へ返信することで、データ伝送が行なわれる仕組みです。RFIDの「電磁誘導タイプ」「電波方式」の違いを解説します。

• 電磁誘導タイプ

電磁誘導タイプのRFIDでは、電磁誘導の仕組みを利用することで、RFIDタグに電力を供給しています。代表的なRFIDとして、LF（Low Frequency）帯のタグや、HF（High Frequency）帯のタグがあります。電磁誘導タイプのRFIDは、アンテナの指向性が広く、野外などの悪環境下でも使用できるという特徴がある一方で、交信距離が10cm～30cmと短いのが課題です。また、データ伝送に磁界を利用するため、金属の影響を受けやすいという特徴があります。

• 電波方式

電波方式のRFIDでは、電波を通じてタグとリーダ（ライタ）のデータ伝送を行います。代表的なRFIDとして、倉庫などで利用されるUHF（Ultra High Frequency）帯のタグのほか、マイクロ波帯のタグがあります。電波方式のRFIDは、電磁誘導タイプのRFIDよりも交信距離が長く、電池が内蔵されたタグ（アクティブタグ）であれば、最大100m程度のデータ伝送が可能です。一方、使用する周波数帯によっては、無線LANやBluetoothなどの無線通信や、電子レンジなどのマイクロ波を使用する製品と干渉しやすいという欠点があります。

物流管理でのRFID

RFIDタグの導入が急速に進みつつあるのが、物流やロジスティクスの分野です。短時間で多くの荷物の検品や在庫管理を行わなければならない物流業界では、RFIDの「リーダをかざすだけで複数のタグを同時に識別できる」「ある程度の距離があってもタグを識別できる」といった特徴が大きなメリットになります。

とくに電波出力の大きなRFIDタグの場合、10メートル以上離れた場所からも個体識別が可能です。たとえば、物流管理では次のようなRFIDの利用例があります。

• 荷物のタグを一括で読み取り、より少人数のスタッフで検品や在庫管理を行う
• 高所の荷物のタグを下層階から読み取り、安全に在庫管理を行う
• カゴ車やパレットのタグを読み取り、利用台数を正確に管理する
• 作業員やフォークリフトにタグを取り付け、作業中の動線を見える化する

 

RFIDの価格

RFIDの導入障壁の1つとして、RFIDタグのコストの問題が挙げられます。しかし、近年RFIDタグの低価格化が進んでおり、物流向け・小売向け共に以前よりも導入が容易になりつつあります。従来、RFIDタグの導入には1枚あたり110円～220円のコストがかかっていました。

しかし、みずほ情報総研株式会社の推計によると、物流向け・小売向けのRFIDタグ（UHF帯）の単価は、2018年時点で9.5円まで低下しています。さらにRFIDタグよりも簡易的なインレイの場合、単価は4.8円まで低下しており、大規模な導入も可能になりました。

とくに小売向けのRFIDタグは、2023年～2028年にかけての価格低下率が-22%と推計されており、今後コスト面でのブレークスルーが起きることが期待されています。[注1]

 

RFID導入におけるセキュリティ

RFID導入の際に注意が必要なのがセキュリティの問題です。

RFIDでは、リーダ（ライタ）とタグの間でデータのやりとりを行います。もし、セキュリティ対策を十分に行っていない場合、第三者による情報の盗み取り・改ざん・なりすましといった被害に遭う恐れがあります。そこで、RFIDタグには、タグに保存されたデータの暗号化や、データの伝送時の認証処理といったセキュリティ対策が施された製品もあります。たとえば、個人情報や決済情報をやりとりする交通系ICカードには、高度なセキュリティを持つRFIDが搭載されています。

しかし、セキュリティ性を高めたRFIDは通常の製品よりも高価です。RFIDの導入にあたって、やりとりするデータが個人情報に該当するかどうか、セキュリティ対策がそもそも必要かどうかを事前に検討しましょう。

 

RFID導入のデメリット

RFIDを導入する際のデメリットは、「コストがかかる」「システム設計に注意を要する」の2点です。

前述の通り、RFIDタグは年々低価格化しており、現在ではRFIDタグは単価9.5円、RFIDインレイは単価4.8円程度で購入できます。しかし、取り扱う商品数が多かったり、商品の価格が低かったり（RFIDタグの占める割合が大きい）する場合、思うような費用対効果を実感できない可能性があります。

また、RFIDタグだけでなく、データ伝送に使うRFIDリーダ（ライタ）の購入も必要です。こちらは1台あたり数十万円の設備投資が必要で、大規模な店舗や工場では複数台導入しなければなりません。

もう1点のデメリットは、RFIDタグをうまく活用するには、導入時のシステム設計に左右される点です。RFIDタグは周囲に金属物があったり、複数のタグが重なっていたりすると、うまくデータの読み書きができません。また、データ伝送に使用する周波数帯によって、周辺機器と干渉してしまうケースもあります。

RFIDタグの導入にあたっては、必ず使用環境の検証を行い、正しくデータ伝送が行なわれているか、リーダ（ライタ）での読み取りができているかを確認する必要があります。
 

RFIDの導入事例

【RFIDの導入事例①】株式会社A-TRUCK様の課題

保有台数1200台、全国12か所の駐車場に散らばるレンタル用トラックの在庫管理、入出庫管理において、毎日朝と夕方に事務員2，3人で1時間程度かけてチェックを行っていた。

しかし、システムに登録されていた在庫の数が合わなかったり、該当する駐車場にトラックがなかったりと、車輌の管理業務にコストがかかっていた。

• RFIDを活用した要素技術・役割分担

• デバイス：電波が300mも飛ぶアクティブタグと、それを正確にキャッチする高性能のリーダー（受信機）
• ネットワーク：3G（駐車場内に停車している200台のトラックに搭載されているアクティブタグの電波を、高性能リーダーで受信。３G通信で送信）
• クラウド：IoTプラットフォームにタグ情報を集約、およびリーダー経由でタグに書き込み・API経由でアプリケーションで管理

• RFIDにおけるユーピーアールの強み

• パレットの在庫管理、入出庫管理で既に実績があったため、インフラ構築を　省略することができ、アプリケーション開発に専念できた
• GPS（なんつい）と今回のアクティブタグの両方を提案することができ、投資対効果の高さを実感いただくことができた
• タグ情報の書き込みに必要な双方向通信をサポートしている

• RFID導入の効果

• 毎日2回行う人手による在庫管理はなくなり（毎月90万円の削減）、入出庫業務（傷のチェック等）といった他業務に専念することができた
• 既存在庫管理システムへの入力が削減され、それにより入力ミス・漏れがなくなり、正確な在庫管理ができるようになった
• 入出庫の時間を把握することで、レンタルトラックの稼働時間の管理を行うことが出来るようになった

【RFIDの導入事例②】物流効率化

前項で紹介したレンタル用トラックの在庫管理のほかにも、RFIDタグは様々なシーンで活用されています。小売や製造はもちろん、物流やロジスティクスの効率化に真価を発揮するのがRFIDです。

とくに近年では、従来のパッシブタグに代わり、アクティブタグのRFIDの導入事例が増えています。電池が内蔵されておらず、リーダ（ライタ）から電力を受け取ってデータをやりとりする「パッシブタグ」に対し、本体に電池が内蔵されているのがアクティブタグです。アクティブタグはパッシブタグよりも通信距離が長く、最大300mの長距離伝送が可能です。

また、最近は電池交換せずに10年間使用可能な製品も少なくありません。とくにユーピーアールが提供する「スマートパレット」は、パレット内部にアクティブタグが内蔵されており、物流や倉庫作業を飛躍的に効率化できます。

ここでは、ユーピーアールのスマートパレットを使用した「鋼製パレットの実数自動把握」「拠点間輸送カゴ車の受払管理・棚卸」「パレット枚数管理の効率化」の3つの事例を取り上げます。

	課題	解決ポイント
鋼製パレットの実数自動把握	・パレットの個別スキャンに多くの工数がかかる ・正確なパレットの実数がわからず、パレットの補填費用が発生	アクティブタグの導入により、個別スキャンなしで正確な実数把握が可能に
拠点間輸送カゴ車の受払管理・棚卸	・周辺環境に金属が多く、パッシブタグでは電波減衰により正確な受払管理ができない ・厳しい温度環境下で作業するため、定期的にカゴ車の実数把握ができない	アクティブタグで機材検知を自動化し、短時間でカゴ車の実数把握ができるように
パレット枚数管理の効率化	・相互作業の手荷役が多く、人手が足りない ・棚卸作業を行う時間がなく、パレットの枚数管理ができない	アクティブタグで手作業なしにパレットを検知し、枚数管理の自動化を実現

伝送距離が2～3ｍ程度のパッシブタグでは解決できなかった課題も、自発的に電波を発信するアクティブタグなら解決可能です。個別スキャンを行うことなく、機器の実数管理や棚卸の自動化を実現できます。業務効率化やコストダウンの一環としてRFIDの導入を検討している企業は、ぜひ参考にしてください。

【RFIDの導入事例③】鋼製パレットの実数自動把握

建材製造会社の事例では、鋼製パレットの実数把握をどのように効率化するかが課題でした。パレットが鋼製のため金属物が多い周辺環境であり、パッシブ方式のタグでは電波伝搬が悪く、データの伝送に度々トラブルが発生していました。

また、パッシブタグは伝送可能な距離が2～3m程度のため、オペレーターがパレットに近づいて個別スキャンを行う必要があったため、半年ごとの棚卸作業に多大な工数がかかっていました。オペレーターのパッシブタグの読み忘れや、電波減衰による読み取りミスによって、鋼製パレットの実数を正確に把握できない状態が長く続いていました。

結果として、パレットの紛失にともない補填費用が増大しており、コストを圧迫していました。

• RFIDにおけるユーピーアールの強み

ユーピーアールのRFIDは、電池が搭載されていないパッシプ方式ではなく、自ら電波を発信するアクティブ方式を採用しています。従来のパッシブタグと比べて、アクティブタグは最大300mの電波伝搬が可能です。そのため、オペレーターがタグに受信機を近づけ、手動スキャンを行う必要がありません。

また、アクティブタグが発信したデータは、通信モジュールを通じてクラウド環境に送信され、スマホやパソコンから簡単に確認できます。アクティブタグから取得したデータを、在庫管理システムや入出庫管理システムをはじめとしたプラットフォームに集約することも可能です。

手作業でシステムへ入力する手間がなくなるため、入力ミスを減らし、より正確なデータ管理を実現できます。

• RFID導入の効果

建材製造会社の事例では、従来のパッシブタグに代わり、アクティブタグを導入することで、鋼製パレットの実数把握を自動化できました。電池が内蔵されたアクティブタグは、パッシブタグとはデータ伝送方式が異なるため、周辺環境に水や金属物があっても問題なく電波伝搬が可能です。

そのため、これまで発生していた鋼製パレットの読み取りミスが減少し、より正確にパレットの実数を把握できるようになりました。また、パッシブタグよりも伝送可能距離が長いため、オペレーターが受信機を近づけてタグを読み取る必要がなく、オペレーターの読み忘れもなくなりました。

【RFIDの導入事例④】拠点間輸送カゴ車の受払管理・棚卸

冷凍・冷蔵食品の事例では、カゴ車の管理に大きな課題を抱えていました。元々、こちらの企業では物流拠点と店舗間でカゴ車の循環利用を行っていましたが、店舗側でカゴ車の返却遅延が度々発生し、カゴ車不足にともなう出荷一時停止が頻発していました。そこで、カゴ車の実数を正確に把握し、受払管理・棚卸をより強化したいと考えました。

最初はパッシブタイプのRFIDタグの導入を検討していましたが、作業環境に金属物が多いため、現地で伝搬調査を行ったところ電波減衰が見られました。電波減衰によりリーダー（受信機）の識別精度が低下し、何度もスキャンし直さなければならないため、従来のバーコードによるカゴ車管理と同程度の作業時間がかかってしまっていました。

また、こちらの企業では、カゴ車の保管場所が冷凍庫のため、オペレーターの庫内滞在時間が限られます。そのため、カゴ車の実数確認を定期的に行うことができず、「短時間で効率的に」読み取りが可能なアクティブタイプのRFIDの導入を考えました。

• RFIDにおけるユーピーアールの強み

ユーピーアールのRFIDは、タグ自体が電波を発信するアクティブ方式です。

RFIDタグは最大300mまで伝送可能で、高性能のリーダー（受信機）により、正確に電波をキャッチできます。カゴ車にRFIDタグを取り付け、カゴ車がリーダーの受信圏内に侵入したと同時に識別を行うことで、自動でカゴ車の受払管理ができるシステムを構築しました。さらにRFIDを通じ、トラックとカゴ車の情報を紐付けることで、出荷後のトレースもできるように付加価値をつけました。

• RFID導入の効果

パッシブタイプではなく、アクティブタイプのRFIDを導入することで、「短時間で効率的に」カゴ車の受払管理が可能になりました。冷凍庫などの温度環境が厳しい場所でも、自動で機材検知が可能なため、オペレーターの身体的負担なしに短時間で実数把握が可能です。

帳簿と現場実態の齟齬が解消され、カゴ車の実数を正確に把握できるようになりました。また、カゴ車の実数を定期的に確認できるようになったことで、出荷時にカゴ車が足りないといった事態が減少し、よりスムーズに出荷業務を行えるようになりました。

【RFIDの導入事例⑤】パレット枚数管理の効率化

素材メーカーの事例では、出荷先でパレットの実数把握を行う仕組みがないのが課題となっていました。

パレットの正確な枚数がわからないことで、パレット不足にともなうバラ積み・バラ下ろしといった手荷役が多発し、現場のスタッフの負担になっていました。パレットが足りず、非効率的な手荷役が常態化することで車両の回転率が悪化し、通常よりも多くのトラックが必要になっていました。輸送に必要な車両数を確保できず、出荷業務が度々停滞する点にも頭を悩ませていました。

また、パレットは工場と営業倉庫間で循環利用していましたが、受払の際の手続きの煩雑さも、現場の業務効率を悪化させる要因の1つになっていました。パレット受払は紙伝票で管理していたため、事務作業に多くの時間をとられ、残業や長時間労働の常態化につながっていました。

そこで、パレット枚数管理に関する業務を効率化し、「ホワイト物流」を目指すため、RFIDを用いたソリューションを利用できないか模索しました。

• RFIDにおけるユーピーアールの強み

ユーピーアールの「スマートパレット」には、アクティブタイプのRFIDタグが搭載されています。RFIDタグが送信するパレット枚数のデータと、先方の出荷情報を照らし合わせることで、自社拠点だけでなく、出荷先でのパレット枚数管理も可能になりました。

また、パレットの受払情報とパレットの在庫数のデータを日々更新し、現場実態をリアルタイムに把握できる仕組みを設けました。これにより、パレット枚数の最新データを毎日取得できるようになったため、定期的なパレットの棚卸作業が不要になりました。

• RFID導入の効果

スマートパレットの導入により、パレット枚数管理に関する業務を大きく効率化できました。パレットの枚数を正確に把握できるようになったことで、バラ積み・バラ下ろしが減少し、現場作業員の負担や労働時間が減少しました。さらに荷役時間が現象したことで、より効率的にトラックを利用できるようになり、車両の回転率を高めることにつながりました。

また、手間がかかる受払手続きや棚卸作業がなくなったため、事務員の労働負荷も減少し、全社的な「ホワイト物流」を実現できました。
 

そのほかのRFIDの活用方法2つ

• RFIDで食品の賞味期限・消費期限を把握

RFIDに賞味期限や消費期限を記録し、食品のパッケージや包装などに貼れば、棚にハンディを向けるだけで簡単に鮮度管理ができます。

従来は店頭に並んだ食品をそれぞれスキャンする必要がありましたが、RFIDの登場により効率化が可能になりました。RFIDを使えば、期限切れの食品が店頭に並ぶリスクを減らし、より安全な食品管理が可能です。

また、「いつ食品を廃棄しなければならないか」を見える化できるため、廃棄ロスを防ぐ施策も打ちやすくなります。

• RFIDを使えばレジがいらない無人店舗が実現

小売店はバックオフィス業務だけでなく、店頭での販売業務や接客業務の効率化にも取り組んでいます。

RFIDを使えば、店頭の人員を極限まで削減し、商品とレジのみが置かれた「無人店舗」も夢ではありません。商品パッケージにRFIDを貼り付け、レジで一括読み取りを行うことで、レジスタッフを介在しない自動会計が可能です。

すでに大手コンビニチェーンでRFIDを使った会計システムの大規模な実証実験が行われており、「スマート店舗」の実現が秒読みの段階です。
 

RFID導入の流れ

ここでは、RFIDの導入を検討中の企業向けに、一般的な導入までの流れを解説します。ポイントとなるのが、現場でRFIDの伝搬調査を実施する点です。スムーズな導入のためにも、RFID導入の流れを確認しましょう。

まずはお気軽にご相談を

まずは、電話やWebフォームなどからお気軽にご相談ください。問い合わせ後、RFIDの導入目的や運用方針について担当者がヒアリングを行います。

現地で伝搬調査を行う

次にRFIDを使用する現場で伝搬調査を行います。前述の通り、RFIDタグの周波数帯によって、周辺機器と干渉が発生する可能性があります。また、RFIDタグの周辺に水や金属があると電波が吸収され、うまくデータ伝送ができないケースもあります。そのため、RFID導入前に現地で伝搬調査を行い、RFIDタグで実際に伝送が可能か、金属対応タグなどの導入が必要ないかの確認をします。

見積り後、必要機器の受け渡しを実施

伝搬調査が終わったら、RFIDタグを用いたシステムの見積もりを行います。見積もりに問題がなければ本申込みを行い、契約締結に進みます。RFIDタグや必要機器の受け渡しを実施し、いよいよRFIDの運用がスタートです。
 

まとめ

RFID（Radio Frequency Identification）はバーコードと違い、読み取り可能な距離が長く、一度に多くのタグを同時に読み取ることができる技術です。

その利便性から、レンタルトラックの所在管理や、パレットの実数管理、不明カゴ車の発見、倉庫業務の効率化などにRFIDが採用されています。RFIDは年々低価格化が進み、2023年～2028年にかけてさらなる価格面のブレイクスルーが起きることが期待されています。