RFIDとは?RFIDの基礎知識と応用分野を解説

RFIDとは?RFIDの基礎知識と応用分野を解説

RFIDとは?RFIDの基礎知識と応用分野を解説

近年、普及が広まりつつあるRFIDシステム。RFIDタグに専用のリーダーをかざすことで情報を読み取るシステムであり、身近な活用例を上げると、「Suica」を始めとした交通系ICカードや、高速道路の支払いをスムーズにするETCカードなどが挙げられます。

そんなRFIDですが、近年ではさまざまな業界での活用が注目されてきています。RFIDといえば在庫管理におけるピッキング(商品を選別し、取り出す:ピックアップする)作業での利用が有名ですが、活用方法はそれだけではありません。

RFIDはどのように利用され期待されているのか。RFIDの利用領域や利点などについて紹介します。

RFIDとは?

RFIDとは?

RFID(Radio Frequency Identification)とは、電波を用いてデータの読み書きをする、非接触型の自動認識技術です。ICチップを内蔵したRFIDタグに専用のリーダーをかざすことで無線通信を行ない、ICチップに入力されたデータを読み書きします。

分かりやすく言うなら「電波を使って離れた場所にあるICタグやICチップを、触らずにデータを読み書きする仕組み」です。

電波を用いたシステムであるため、直接タグに触れる必要がなく、電波が届く範囲なら、箱の中(段ボールに梱包された商品の箱につけられたバーコード)や扉越しでも読み取ることができます。

高所での読み取り作業もしやすく時間の短縮にもなることから、さまざまな業界で注目されています。

RFIDの歴史と発展

RFIDが初めて開発されたのは、第二次世界大戦ごろといわれています。元々は軍事目的で開発された技術であり、レーダーで戦闘機を把握するためのものでした。

1970年代になると、民間への技術転用も行なわれるようになります。1973年にアメリカでRFID技術の基礎となる技術が発表され、特許も取られています。当時は、社員証カードなどに活用され、ドアの解錠などに使われました。

その後も技術開発は進み、1980年代には今のRFIDに近いものが作られます。当時は「データキャリア」と呼ばれており、データキャリアを活用した製品開発にも取り組まれていました。

ただ、現在と比べると技術は拙く、RFIDタグ1個あたり1,000円といったように高額だったことも挙げられます。その結果、技術は限られた業界のみで使用され、一般普及はされませんでした。

ですが、1990年代になると技術も進歩し、1個あたりの価格も安くなりました。同時に小型化も進み、さまざまな業界で活用されます。

そして、2000年代になるとRFIDを活用した「Suica」が登場し、一般普及されていきます。

現在では、製造業や自動車産業はもちろん、医療や商業などでもRFIDシステムは導入されており、さまざまな業界で導入が進められているのです。

RFIDの種類とタグとチップ

RFIDには、バッテリーの有無と周波数の違いによっていくつかの種類があります。

バッテリー搭載の有無による種類は、全部で3つあります。バッテリーがなくICチップからの電波で動作する「パッシブタグ」。バッテリーありで常に動作し続けられる「アクティブタグ」。普段はパッシブタグとして作動し、電波が受信したらアクティブタグに切り替わる「セミアクティブタグ」があります。

  • パッシブタグ:リーダーからの電波を利用して動作する。バッテリーがないため小型化しやすい
  • アクティブタグ:バッテリー電源で動作する。パワーがあるため長距離広範囲の通信が可能
  • セミアクティブタグ:電波を受信したらバッテリーが入る。燃費が良く、検知の正確性が高い

また、RFIDには「LF帯」「HF帯」「UHF帯」「マイクロ波」という4つの周波数帯が使われています。それぞれ通信方法が異なり、特徴も同じではありません。

  • LF帯(電磁誘導):周波数が低く通信範囲が狭いが、金属や水による影響を受けにくい
  • HF帯(電磁誘導):通信距離は短いが、アンテナの巻き数が少なく小型化しやすい
  • UHF帯(電波):通信距離が長く、流通しているため安価で利用できる
  • マイクロ波(電波):UHF帯よりも通信距離が短いが、直進性が強く小型化しやすい

ほかにも、防水性や耐熱性が高く、電波が金属に反射しにくい特殊タグも存在し、状況や使う場所によって使い分けられています。

RFIDとNFC、QRコード、バーコードとの違い

データを読み取る従来の方法として、NFC、QRコード、バーコードがあります。従来の読み取り方式とRFIDでは、どのように違うのでしょうか?

RFIDとNFCとの違い

NFC(Near Field Communication)とは、近距離無線通信のことです。非接触型のICチップを使用しており、かざすだけで端末との通信が可能となります。

NFCも、RFIDと同様に非接触型のICチップを使用したシステムです。そのため、大まかなくくりとしては、NFCはRFIDの一部といえるでしょう。

例として電車やバスなどで使用できる交通系ICカードスマホなどで使える非接触のキャッシュレス決済などが挙げられます。

NFCの特徴は、双方向への通信が可能なことです。RFIDはA端末(リーダー)からB端末(タグ)へのアクセスのみでしたが、NFCはB端末(タグ)からA端末(リーダー)へのアクセスも可能となります。

ただ、双方向への通信が可能である一方で、通信距離は短いです。そのため、使用方法は限られており、RFIDのような幅広い使い方は難しいといえます。

RFIDとQRコードとの違い

QRコード(Quick Response コード)とは、セルのパターンから情報を読み取る識別子コードのことです。白黒の正方形の組み合わせによって、さまざまな情報をリーダーに読み取らせることができます。

買い物時に商品などについている線だけで構成されたバーコードが1次元であるのに対して、縦と横の2次元で情報を持つことから「2次元バーコード」と呼ぶこともあります。

RFIDとの違いは、通信距離の違いです。RFIDは電波によって離れた位置からでも読み取れますが、QRコードは近づけなければ読み取れません。また、直接読み取る必要があるため、RFIDのように複数のデータを同時に読み取ることもできないデメリットもあります。

ほかにも、RFIDは電波で読み取るため汚れに強いですが、QRコードはセルのパターンを読み取るため汚に弱い部分もあります。

ただ、QRコードは一般的なRFIDより収納できる情報量が多いです。さらに、コードさえ作れば印刷物としてプリンターで量産が可能であり、運用難易度がとても低いというメリットもあります。

作業効率の面でみればRFIDの方が優れていますが、運用コストや導入難易度の面でみれば、QRコードの方が優れているといえるでしょう。

RFIDとバーコードとの違い

バーコードは、複数並んだ縞模様状から情報を読み取る識別子コードのことです。それぞれの縦縞には、数字や文字などの情報が一次元のコードに変換されており、それをリーダーで読み取ることで出力をします。

RFIDとの違いは、QRコードと同様に通信距離の違いです。RFIDは離れていても読み取れますが、バーコードは数センチの距離まで近づけないと読み取れません。

また、バーコードは収録できる情報量も少ないです。せいぜい20バイト~30バイトと小容量であり、RFIDよりも容量は少ないといえます。

一応、QRコードと同様に低コストで導入しやすい特徴はありますが、RFIDやQRコードと比較すると、旧時代のシステムといえるでしょう。

RFIDの利用領域

近年、RFIDはさまざまな業界で活用されています。製品のピッキングはもちろん、ほかにもいろいろな使われ方をされているのです。

RFIDはどのような利用方法がされているのか。それぞれの業界ごとに確認をしてみましょう。

製造業領域でのRFIDの利用

製造業では、主に在庫管理で活用されています。毎日膨大な量の在庫ができますが、RFIDを活用すれば、手間がかからず短時間で管理が可能です。各在庫の搬入記録が残るため、使用期限も把握しやすいです。

また、製品や道具などの見える化も可能とします。RFIDタグを付けておくことで情報が残り、リーダーで読み取ることで、「誰が持ち出したか」などの情報が一目でわかるでしょう。トラッキングもしやすくなるため、探す手間や時間の節約にもなります。

ほかにも、収集した情報をもとに業務改善を行なうなど、在庫管理はもちろん、工程管理や資産管理などでも活用されています。

物流・在庫管理領域でのRFIDの利用

物流も基本は製造業と同じです。製品の在庫管理や棚卸業務でRFIDが活用され、大幅な時間短縮になっています。

特に、物流は製造業と比較にならないほどモノに溢れています。従来の方式ではたくさんのピッキング要員が必要だったほか、ヒューマンエラーも絶えなかったでしょう。

ですが、RFIDによってピッキングが自動化されたことで、その手間やミスが減少します。

物流にとってRFIDの導入は革新的なものであり、現在では業務に欠かせない要素といえます。

商業領域でのRFIDの利用

商業では、在庫管理や棚卸業務のほかにも、防犯利用がされています。アパレル系店舗でよく利用されており、RFIDタグが付いたままの商品を店外に持ち出すと、お店の入り口に設置した大型リーダーが反応し、万引きを店員に知らせてくれます。

また、最近ではRFIDタグを読み込ませるセルフレジも登場しています。バーコードを1つずつ読み込ませる必要がなく、スムーズな会計が可能となるでしょう。

ほかにも、売れた情報がすぐにわかるため、商品の補充もしやすいです。機会損失を防ぐことで、利益向上が期待できます。

回転寿司の鮮度チェックや、製品に付属したデジタルキャンペーンへの募集などにもRFIDが活用されており、身近な場所でRFIDを見かけることができます。

医療領域でのRFIDの利用

医療では、医薬品の在庫管理に活用されています。在庫数はもちろん、使用期限や担当者なども記録され、いつでも安全に使えるよう、徹底した管理がされているのです。

また、患者の管理にも活用されています。カルテ情報が記録されたリストバンド(RFIDタグ)を身に付けておけば投薬情報などがその場でわかり、患者に対して正しい対応がとれます。RFIDタグを薬剤に取り付けておけば、投薬のし忘れや投薬間違いも防げるでしょう。

ほかにも、医療機器の稼働率を確認したり、薬品の偽造防止になるなど、RFIDによって仕事をしやすくし、安全性も高めてくれます。

自動車産業領域でのRFIDの利用

自動車産業では、製品の流れの管理(サプライチェーン)でRFIDが活用されています。自動車の製造にはさまざまな企業や工場が関わっているため、RFIDによって正確に管理する必要があるのです。

サプライチェーンがしっかり記録されていれば、問題が生じてもすぐに対応ができるでしょう。

また、ある自動車メーカーは自動車のテスト走行にRFIDを活用しています。走路にRFIDを埋め込んで置き、RFIDタグをつけた車がその上を通ることで、速度制御や位置補正機能などの実証実験を行なうのです。

ほかにも、地面に埋め込んだRFIDタグ(電磁誘導線)に沿って走行させることで、自動運転を実現させる試みも進んでいます。

基本的には在庫管理や工程管理への活用ですが、それ以外の場所でも、新しい試みとしてRFIDの普及が広まっています。

RFIDの応用例

RFIDは、ただ情報を読み取り記録するだけではありません。記録した内容から考察することで、情報に新しい付加価値を付けることもできます。

RFIDにはどのような可能性があるのか、RFIDの応用例も考えてみましょう。

販売促進と顧客サービス

顧客の購入・注文履歴から、販売戦略につなげることができます。どの商品が売れているかが分かれば、その商品を主軸とした商品展開ができるわけです。手に取った時間や回数なども記録できるため、顧客ニーズに合わせて戦略を立てることも可能となります。

また、商品にデジタルサイネージを紐づけすることで、顧客意欲の促進にもつながります。近年は産地を気にする人も多く、モニターで産地情報が流れれば安心して購入できます。商品を使ったレシピを紹介するのも効果的です。

ほかにも、消費期限に合わせてお得な得点を付与する仕組みも存在します。消費期限が近い商品を判定し、その商品の割引やポイントを付与することで購買を促すのです。食品ロス削減にもつながり、近年話題となるSDGsへの貢献もできます。

RFIDによる商品管理を行なうことで、消費者の傾向を集計したり、購買意欲を高めるサービスを提供できるでしょう。

在庫管理の効率化

RFIDによって、在庫管理が効率的に行なえます。離れた位置からまとめてピッキングができるため、複数人でしていたような作業も、一人でできるようになります。

また、RFIDによってはタグの書き換えも可能です。管理情報の書き換えもその場でスムーズに行なえるでしょう。

ほかにも、購入時期や個数などもデータ管理されることで、在庫管理も楽になります。

在庫管理の時間短縮になるだけではなく、作業の少人数化も可能にし、人材不足に悩む企業の助けとなるのです。

安全性の向上

RFIDは、安全性の向上にも役立ちます。重い物のピッキングは荷が崩れるリスクもありますが、離れてピッキングができるRFIDなら、荷が崩れて押しつぶされる心配はありません。高所のピッキングも簡単にできるため、転落する心配もないでしょう。

また、フォークリフトなどにセンサーを取り付ければ、「現在どこにいるか」がすぐにわかり、出会い頭にぶつかる事故も防げます。

ほかにも、各情報を管理することで品質管理もできます。消費期限切れを防ぐことで、安心安全な製品を顧客に提供できるでしょう。

RFIDによって効率化が進めば、同時に安全性も向上します。その結果、働きやすい環境となり、労働意欲の向上にもつながってきます。

RFID活用の利点

従来のピッキング方法と比べ、RFIDには以下のようなメリットがあります。

リアルタイムのトラッキング

一つ目のメリットは、トラッキングがしやすいことです。RFIDによってタグの情報を瞬時に読み取り管理するため、リアルタイムに追跡ができます。

タグを付けてリーダーに通すだけでサプライチェーンが自動で形成され、問題が生じた際にすぐ対応ができるでしょう。

ほかにも、帽子や服にRFIDタグを付けて調査すれば、人のトラッキングもできます。集計した情報から動線を比較することで、ムダな動線を見つけ業務改善にもつながります。

高い効率と精度

二つ目のメリットは、効率の良さと精度の高さです。RFIDを使えば箱に入ったままの状態でまとめてピッキングができ、業務時間を大幅に短縮できます。作業員の負担も少なく、労働環境の改善にもなるでしょう。

また、システム任せになるため、ヒューマンエラーも減らせます。ピッキング漏れや二重ピッキングなどの問題がなくなり、正確な管理が可能となるのです。

ただし、金属は電波を反射するなど、RFIDと相性が悪い製品もあります。精密機器であるため粉塵や雨で故障しやすいデメリットもあるため、場合によっては効率と精度が悪くなることも知っておきましょう。

自動化されたデータ収集

三つ目のメリットは、自動でデータ収集ができることです。従来のように一つずつ調べる必要がなく、RFIDタグを付けてリーダーに通せば、自動でデータ収集が可能となります。

当然ですが、一つずつ調べるのは時間がかかります。手間もかかるため、人員も必要になるでしょう。流通現場では毎日膨大な量のモノが届くため、手作業で行なっていたら、到底間に合いません。

ですが、RFIDなら自動でピッキングを行なってくれます。センサーに通すだけで管理ができるため、時間がかからず流れ作業ができるのです。

ほかにも、ETCのようにRFIDタグを所持しておけば入場ゲートをスムーズに抜けられるなど、自動化によって行動の阻害がなくなります。

RFIDの課題

業務改善に役立つRFIDですが、実用にはいくつかの課題があります。決して便利なだけではないことを知っておいてください。

プライバシーとセキュリティの懸念

一つ目の課題は、プライバシーやセキュリティについての問題です。RFIDの魅力は無線によって離れた場所からでも読み取れることですが、同時に第三者が介入するリスクもあります。

もし、第三者のアクセスを許してしまうと、データを盗み見られてしまいます。データ改善やデータ流出なども行なわれてしまい、企業の信用を大きく損ねてしまうでしょう。

第三者からの介入を防ぎデータを守るためにも、アクセスの制限やパスワードの設定などが必要となってきます。

コストと導入の難しさ

二つ目の課題は、コストが高く導入が難しいことです。コストの問題はRFIDが普及しない理由の代表格として挙げられています。

RFIDを導入する場合には、すべての製品にRFIDタグを付け、ピッキング形式すべてを変えなければなりません。仕組みを変えるためには膨大なコストが必要なほか、導入や教育をするための時間もかかります。

さらに、原材料や部品の仕入れなどは、取引先の仕組みも変える必要があります。自社だけをRFID化しても、取引先でRFIDタブを使用していないとピッキングはできません。

もちろん、搬入後にRFIDタブを付けることもできますが、それだとRFIDの効果は半減してしまうでしょう。

RFIDは便利ではありますが、しっかりした導入計画が必要となります。

標準化と互換性の問題

三つ目の課題は、標準化と互換性の問題です。RFIDは複数の周波数があるため、同じ周波数のタブとリーダー間でしかデータ通信ができません。

そのため、別の企業・製品のRFIDを使うのが難しくなります。別のRFIDを導入するとなったら、場合によってはすべて入れ替える必要があるのです。

もちろん、同じ周波数を使用する製品も多いため、規格が合う製品を選べば問題なく使えます。それでも、選択肢に制限ができるのは不便な点といえるでしょう。

ほかにも、既存のシステムとの兼ね合いもあります。管理システムとRFIDとの互換性がないと、導入しても使えません。

RFIDを導入する際は、「安ければ良い」と単純に考えるのではなく、ほかのシステムや企業との兼ね合いや、将来性について考えたうえで導入する必要があります。

RFID技術の進化

デジタル化社会と呼ばれる近年において、さまざまなデジタル技術が開発・進化しています。RFIDについてもそれは同じであり、新しい可能性が、日々研究され続けています。

あくまで現段階での可能性ではありますが、どのような進化が望まれているのか確認してみましょう。

IoTとの統合

一つ目は、IoTとの統合です。IoTとは「モノのインターネット」といった意味のある技術であり、インターネットを介してさまざまなモノとの通信を可能にします。

RFIDにIoTを統合することで、リーダーで読み取った情報を離れた場所に送信できるようになります。ピッキングした情報がすぐに製造や管理部門に伝わり、迅速な処理が可能となるのです。

ほかにも、看板の情報を読み取ることでお店の情報を表示したり、商品情報を読み取ってスマートグラスに表示したりなど、日常生活にも活用できます。

すでにIoTとの統合は進んでいますが、今後もさらなる可能性が期待できるでしょう。

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新しいRFIDタグの開発

二つ目は、新しいRFIDタグの開発です。既存のRFIDタグより、より便利で汎用性の高いRFIDタグの開発を目指します。

たとえば、金属に強いRFIDタグの開発です。金属製品によっては電波を反射させてしまうため、RFIDを使うのが難しくなります。ですが、金属でも反射しないようになれば、より多くの製品に対してRFIDが使えるようになるでしょう。

ほかにも、対象物の距離や角度といった位置情報を検知する「ミリ波レーダ」を使ったRFIDや、単純に小型化と軽量化が進んだRFIDタグなどの技術が開発されており、さまざまなモノや業界への活用が期待されています。

センサー技術との融合

三つ目は、センサー技術との融合です。いわゆるセンサータグのことであり、変化を検知して情報を送信してくれます。

たとえば、スマートシステムへの活用です。人が帰ってきたのを検知することで、エアコンやライトを起動させます。温度センサーと合わせれば、自動で快適な温度に設定もしてくれるでしょう。

また、センサータグは常に起動させ続けるためバッテリーの問題がありましたが、近年ではバッテリーレスのセンサータグも開発されています。それによりメンテナンスが不要となり、半永久的な使用を可能とします。

まとめ:RFIDの技術の理解とその活用

RFIDは、電磁誘導や電波を使って情報を読み取る技術です。電波を使うことから離れた位置からでもまとめて読み取れ、作業時間の大幅な短縮を実現します。

また、データで読み取ることで情報管理もしやすいです。在庫管理はもちろん、製品や機器の動きをリアルタイムで追ったり、防犯や安全対策にもなります。

RFIDは、ただピッキングをするためだけの技術ではありません。ほかにもさまざまな活用方法があります。在庫管理を効率化したい企業だけではなく、作業工程の改善や労働環境の改善をしたい企業も、ぜひRFID技術の可能性に注目して、導入を検討してみてください。

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