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RFIDとは?種類や選び方、ICタグ・RFタグの基礎情報も解説!

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RFIDとは

経済産業省は2025年まで、「コンビニ電子タグ1000億枚宣言」と題し、小売分野でのRFID導入を決定しました。大手コンビニエンスストア5社(セブン‐イレブン、ファミリーマート、ローソン、ミニストップ、ニューデイズ)の累計1000億個といわれる全取扱商品にRFタグ(電子タグ、ICタグ、RFIDタグとも呼ぶ)を装着、少子高齢化に伴う労働力不足と食品サプライチェーンの再構築を図ることを狙いとしています。

このニュースは2017年に発表されたもので、流通業界の革命ともいえる出来事として各紙で騒がれたことで記憶にある方も多いことでしょう。

RFIDとはRadio Frequency Identificationの略称で、日本語では「近距離無線通信を用いた自動認識技術」。タグとリーダ間で電波の一種となる電磁波を交信させ、情報の読み取りや書き換えを行うシステムです。

今回のコンビニエンスストア導入で、RFIDは一躍脚光を浴びた新テクノロジーのように見えますが、根幹となる技術のルーツは第二次世界大戦にまでさかのぼります。当時は軍事目的で基地からレーダーを送信し、送信機の取り付けられた戦闘機がレーダーを感知することで戦闘機の場所を把握するといったものでした。同時期にドイツ軍もRFID技術の開発に成功しており、基地に戻った戦闘機がドイツ軍のものか連合国軍のものなのかを見分けるために活用方法されてきました。

日本では、自動車業界で1980年代後半から導入されています。バーコードで読み取りが不可能な自動車エンジンの加工管理などの分野に限られていました。当時は「データキャリア」と呼ばれ、小型の記録媒体(データキャリア)とリーダやリーダライタの組み合わせにより、電波を使って個体識別やデータの送受信を行う使用法に限定。その後、欧米、日本でも自動認識技術の製品化に向けた開発を取り組みましたが、タグの単価が1,000円程度と高額だったため、事業化に向けた開発速度が鈍化してきました。

再びRFIDが注目を集めるようになったのは1990年代後半のこと。半導体技術の向上でタグについていたバッテリーが不要となったことで、アクティブタグ小型化が進みました。日本では2002年に電波法が改正され、電波の出力規制などが緩和され、2001年に発生したBSE(牛海綿状脳症)問題を契機に「食のトレーサビリティ(追跡可能性)」という社会的なニーズもRFIDの普及を後押された時期に「RFID元年」と称され、流通・物流分野で注目を浴びたものの導入は一部産業に限定されています。

RFIDで使用されるRFタグはメモリが内蔵された記憶媒体を使用します。日立製作所が開発したミューチップがアンテナ内蔵で0.4mmという超小型を筆頭にチップは数ミリ程度の大きさで、メモリには電子情報を入力・消去、更新が可能です。

RFタグと通信のやり取りを行うのがRFIDリーダライタです。読み取り機能と書き込み機能を併せ持つもので、ハンディターミナル型のほか、固定式のアンテナなどさまざまな形状のものが開発されています。リーダライタにタグにかざすことで読み取りは完了します。

RFタグには種類は大きく2つの種類があり、読み取り方法が変わります。

  パッシブタグ アクティブタグ
原理 リーダライタからの供給電力のみで駆動 内蔵バッテリーからの供給電力で駆動
バッテリー なし あり
通信距離 短い 長い
価格 低価格 高価格
特長 メンテナンスフリーで使用可能 バッテリー交換が必要(もしくは使い捨て)
電波法や無線設備規則などへの対応が必要
用途 ・物流管理
・パレット管理
・レンタル品管理
・書類管理
・入退室管理
・レースなどでの計測

[注1]
 

パッシブ型

バッテリーが内蔵されていないタイプが「パッシブ型」です。リーダライタから発信された電波が動力源となり、メモリ内にある情報を電子信号として発信します。電子信号をリーダライタが受信することで読取が可能となります。読み取った情報は上位システムに蓄積され、データの閲覧や処理をすることができます。電波を受信できる距離は数cm。

アクティブ型

バッテリー内蔵型が「アクティブ型」。電波をRFタグ自ら発信、発信された電波をリーダライタが受信することで情報を読み取ります。電波通信可能距離が1~100m以上と比較的広く、人や物など、動くものを対象に使用されるケースが多くあります。

[注1]ハンディターミナル活用ガイド:RFタグとは?

 

RFIDの特徴とは?

RFIDタグ
これまで使われてきたバーコードと比較して、RFIDには4つの特徴があります。

複数のタグを一度に読み取ることができる

バーコードの場合、手作業で1つひとつタグを読み取る必要がありました。しかし、RFIDならタグの周辺でスキャナをかざせば、複数のタグを一度に読み取ることができます。

バーコードからRFIDに切り替えれば、タグの読み取り時間が約10分の1に減少します。

離れた場所からタグを読み取ることができる

RFIDを導入すれば、離れた場所にあるタグも瞬時に読み取ることが可能です。

高いところにある荷物のタグを読み取るときも、RFIDなら脚立を使って登る必要がありません。高所作業がなくなるため、現場の従業員の安全を確保することができます。

段ボール箱の中のタグを読み取ることができる

RFIDなら、段ボール箱などの遮蔽物の中のタグも読み取り可能です。荷ほどきせずにタグを読み取ることができるため、倉庫作業の効率アップにつながります。

表面が汚れたタグを読み取ることができる

タグの表面が汚れたり、テープが貼り付いたりしている場合、従来のバーコードでは正確に読み取ることができません。しかし、RFIDなら表面が汚れたタグもスキャナーをかざせばきちんと読み取り可能です。

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バーコードとRFIDの違いとは

前述のコンビニエンスストアでの1000億枚導入は、バーコードの置き換えとしてRFタグを装着するところがポイントです。もともとバーコードの普及は1984年、セブン‐イレブンが本格的POSシステム(日々の売上を商品種別に集計・分析し、データを経営に活かすシステム)の導入に伴い、全国の納入業者のすべてに対し、商品製造または出荷段階で商品包装や容器に商品コードとなるバーコードを印刷する「ソースマーキング」を求めました。セブン‐イレブンは当時、全国に約2000店舗を持っていたため影響力は甚大で、業者は追従せざるを得ませんでした。しかし、これにより、食品雑貨のソースマーキング比率は急速に増加し、百貨店、スーパー、コンビニエンスストア、専門店まで、POSシステムとバーコード普及が急加速していくことになります。

私達の生活に馴染み深いバーコードは、「バー」と言われる線とバー間のスペースの幅や組み合わせで数字や文字情報を表すテクノロジーです。バーコードも専用のスキャナでその情報をスキャンして使います。専用のスキャナで情報の読み取りを行いますが、数cm程度で読み込まないとデータを読み込むことができません。
スーパーなどのレジで何回やってもバーコードを読み取れず、レジ担当の店員さんが数字を打ち込むシーンをご覧になられたこともあると思います。汚れ、バーコードにカスレなどが発生したら、スキャンすることができず、スキャナとの間に障害物があるとデータを読み込無事もできません。また、バーコードは外から視認できる位置に表示する必要があり、1回のスキャンで読み込めるデータは1つのみとなります。

その点、RFIDは国内周波数帯(LF帯120~130kHz、HF帯13.56MHz、UHF帯900MHz帯、マイクロ波2.45GHz帯)によって異なりますが、バーコードのように接触せずに、データの読み取りと更新が可能となります。

以下、RFIDのメリットをご紹介しましょう。

非接触通信

RFIDは電波または電磁誘導方式で、データの読み書きを行います。RFタグを目視できない場所であっても、電磁波または磁界が届く範囲であれば、周波数帯によっては読み取ることもできます。金属以外のものであれば、リーダライタとRFタグの間に何かが存在しても影響はほとんど受けません。この特長を活かし、LF帯、HF帯では樹脂等でタグを封止することで、耐環境性の高いRFタグとすることができます。クリーニングする洋服や制服の管理、社員食堂の精算システムの際などの食器にRFタグを付け、洗浄される過酷な運用にも耐えることができます。

複数アイテムの読み取り

複数のアイテムの読み取り
RFタグは、コリジョン(collision;衝突)を防止する仕組みを備えているため、複数のRFタグが同時にリーダライタの通信可能な領域にあっても正しくデータを読み書きすることができます。これをアンチコリジョン(衝突防止)といいますが、シンプルなユニークなID情報のみを送信するRFタグでは、アンチコリジョン機能を持たないものもあります。また、RFタグが破損または故障などで読めない場合は、バーコードで読み取りしているケースもあります。

リードライト回数

RFIDはバーコードと異なり、情報の書き込み(ライト)ができます。製造データや物流データなどをタグに付与できるため、自律型システムの構築が容易となります。商品管理に使用されるRFタグは、価格優先とともにデータ改竄を防ぐため、読取専用とすることもあります。

優れた耐環境性

RFタグは樹脂に封入されることが多く、埃、汚れ、水などの影響を受けにくく、振動や衝撃に強い構造になっています。ただし、マイクロ波(2.4GHz帯)は、水と共振し、電波が吸収されてしまうため注意が必要です。

ロングライフ

RFタグに採用されるICチップは半導体のため、半永久的に使用できます。しかし、チップを封入する樹脂は経年変化から、ひび割れや故障する可能性があります。屋外での長期使用には注意が必要です。

このようにRFIDは、バーコード運用の課題をカバーすることができます。RFID導入により得られる大きなメリットは、業務を効率化できることです。バーコードは商品を1つ1つ確認しなければならない性質上、どうしても作業には時間が掛かっていました。

RFID導入により、商品が入荷された際の検品や出荷、棚卸などの業務負担を半減させることもできます。特に棚卸業務は通常業務と並行して行うことがほとんどのため、月数回は残業で対処しなければなりませんでしたが、RFID導入後は空いた時間に在庫エリアでリーダライタをかざすだけでOKです。人件費の削減も実現できます。

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RFIDのデメリット

RFIDを導入することで、庫内のオペレーションを大幅に削減することができますが、デメリットもあります。

コスト高になる

RFID最大のデメリットは、コストが高くなることです。バーコードは商品の袋などへ印刷、もしくはプリントアウトしたシールを貼付すればよいのですが、RFタグをすべての商品に適用すればコストが膨れあがります。ただし、RFIDはデータの書き込みが可能のため、一度導入してしまえば、何度でもデータを書き直して使用することも可能です。
しかし、コンビニエンスストアや近年多くなってきているアパレル商品などは、レジ通過後には商品と一緒にユーザーに渡るため、1個あたりのタグ単価が売れるほどにかさんでしまいます。RFタグの単価は安くなってはいるのですが、まだ10円前後です。経産省主導の2025年のコンビニエンスストア導入までの留保条件として、ICチップ+アンテナ+シール化等のタグの加工に関する費用が1円以下になることとしています。まだまだハードルは高そうです。

読み取り精度

RFIDで行われる通信は、金属によって妨げられてしまうことがあります。例えば、商品がアルミ箔で包まれている場合など、商品に付与したRFタグから発する電波を飛ばなくなり、認識率が極端に低下してします。水分の多い製品にRFタグを張り付けた場合も読み取りエラーの発生や、段ボールのなかでRFタグが重なっている場合にも正確に読み込めなかったり、スキャン完了までに時間がかかることもあります。
一括読み取りの場合は100%の精度がなければ、誤出荷などのミスにも繋がりかねません。この精度も大きなネックとなります。

 

RFIDの利用例

RFIDタグ
RFIDは「一度に複数のタグを読み取れる」「遠くからスキャナーをかざすだけで読み取れる」といった利便性の高さから、様々なシーンで利用されています。たとえば、RFIDの利用例として次のようなものがあります。

倉庫作業の入荷検品

RFIDなら、段ボール箱を開けずにそのまま商品のタグを読み取ることができます。タグの一括読み取りも可能なため、入荷検品にかかる時間を大幅に短縮できます。

顧客の行動分析

試着室にRFIDのリーダーを設置すれば、「顧客がどのような商品を試着しているか」「試着された商品のうち、どのような特徴を持った商品が購入されているか」といった顧客の行動分析が可能です。

POSレジ

タグの一括読み取りが可能なRFIDなら、レジ作業がもっとスピードアップします。RFIDリーダーが設置された台の上に商品かごを置くだけで、一度に会計を済ませることが可能です。

 

RFIDの導入事例

建設関連物流会社の導入事例では、輸送用のパレットの紛失や使い回しが課題となっていました。

パレットは工場、物流センター、資材置き場、建設現場の4ヶ所で受け渡しをおこなっています。受け渡しの途中でパレットを紛失したり、パレットを返却せずに使い回したりする事例が多発したため、「いつ」「どのパレットが」「どこにあるのか」が誰にもわからない状態でした。

そこで、アクティブ型のRFIDタグを導入し、パレットに取り付けた結果、約1,000台のパレットの受け渡し状況をリアルタイムに可視化することに成功しました。また、パレットの管理をデータ化することで、紙の伝票を作成する手間がなくなったため、ペーパーレス化にもつながっています。

RFID活用事例と今後の姿

ユニクロ(ファーストリテイリング)は国内外で展開する約2000店舗全店において、全商品にRFタグを貼り付けています。RFタグを加工して納品された商品タグ(下げ札)が、店舗の商品についているため、セルフレジでの会計や有人のレジで会計する場合も、従来のように一点ずつバーコードを読み取る必要がありません。これにより、商品入荷の際の検品の省力化、レジ待ちの行列が短くなり、棚卸時間の短縮も大きな効果が生まれています。

データ書き込み機能を活かした万引防止機能もあります。RFタグに書き込まれている商品コードはすべて連番の個品管理になっていますが。同じ商品(色、柄、サイズも同じ)でも識別が可能です。レジを通過したときに、「レジ通過」というIDが書き込まれますので、レジ通過していない商品を店外に持ち出すと盗難ブザーが鳴るという仕組みになります。店舗の出口には盗難防止用の大型リーダが設置してあり万引き防止にも貢献しています。

アパレルのセレクトショップのビームスは2013年1月からRFIDを運用しています。店舗のバックヤード業務の効率化を狙い、今ではユニクロ同様に全商品にRFIDを付与しています。検品・仕分け・出荷など、バーコードをスキャンする工程をRFIDによって一括スキャンに変え、従来の30倍まで作業効率を達成しました。ビームスでは、アフターコロナの消費者動向に基づき、東京・江東区の物流センターにおいてEC専門スペースを設置、急増するユーザーニーズに対応しています。

RFIDの活用事例で最も身近なものがSUICAなどの交通系ICカード(IC乗車券)です。改札口でかざすだけで一瞬にして改札を通過でき、路線図から料金を探して切符を買う手間を省いたり、通勤ラッシュ時の大混雑を緩和したりと、電車に乗る際にとても便利になりました。

製造・物流現場でもさまざまなシーンでRFIDは使われ、入退室管理、製造管理、食品などのトレーサビリティ(生産履歴の追跡管理)、在庫管理精度向上、一括読取による入出荷作業・棚卸作業など、大幅効率アップを実現しています。

一方で、同時にプライバシー保護の問題も検討しなければならない課題です。RFタグが付いているモノの保有者が気付かぬうちに情報を読み取られる可能性もあるためです。タグに個人情報が紐付けされていない場合でも、タグに振られているIDを所有者の情報と結び付けて個人情報を収集できる可能性があるからです。

UPRのアクティブRFIDソリューション「スマートパレット」

詳しくはこちら
https://www.upr-net.co.jp/pallet/smartpallet_index.html

 


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