近年、「RFID」という言葉を、一度は耳にした経験が誰しもあるのではないでしょうか？
ユニクロの無人レジをはじめ、アパレル業界を中心に活用されている技術がRFIDです。技術の進歩によりRFIDタグ（ICタグ）の価格が下がってきたことから、アパレル業界だけでなく、製造業、物流業、小売・流通業といった様々な業界で活用が検討され始めています。
しかし、RFIDの活用は可能性を秘めていると同時に技術的な課題があります。例えば、通常のRFIDタグでは金属・液体の影響でデータが読み取りづらいという課題です。
この記事では、RFIDがどのような仕組みの技術なのか、その技術を活用する上で、上記の課題も踏まえた注意点をご紹介します。また、RFIDタグを導入、使用する上での注意点から、おすすめのタグメーカーやベンダーをあわせてご紹介します。
RFIDタグの仕組み
RFIDとは、管理対象物にICタグを貼付け、タグに入力された情報を無線通信で読取る自動認識技術です。RFIDは、英名の「Radio Frequency Identification」の略語であり、日本語では「近距離無線通信を用いた自動認識技術」と訳されます。
RFIDの仕組みは、
①情報を埋め込んだ「RFIDタグ」
②タグの情報を読み取ったり書き込んだりするための「リーダーライター」
③読み取った情報を管理するための「システム・アプリケーション」
で構成されます。各々の役割について詳しくご説明いたします。
−①RFIDタグ
RFIDタグとは、電子情報が入っていて無線通信する機能をもったタグのことであり、RFIDシステムの鍵となります。電波でタグの情報を読取ったり、書き換えたりすることで商品情報を管理できます。タグ自体は、電波を受信するためのアンテナと電子情報を保有する米粒程度のICチップで構成されています。大きさは一般的に5～10cm程度であり、形はシール型やコイン型など様々あります。用途に応じて商品やダンボールなどの対象に貼り付けて使用します。
−②リーダーライター
リーダーライターは、RFIDタグに書き込まれた情報を読込んだり、書き換えたりするための機器です。形状としてはハンディ型、据置型、ゲート型があります。ハンディリーダーはスマホ搭載が主流になるなどリーダーライターも進化しています。
また、RFIDリーダーの価格や選び方について、以下の記事で詳しく解説していますので、ぜひご覧ください。
→「RFIDリーダーの価格や選び方を解説！最新のスマホ搭載型ハンディリーダーを一挙紹介」
−③システム・アプリケーション
リーダーライターで読込んだ情報を閲覧、蓄積、管理するためのシステムです。一般的にはパソコンやスマートフォン、タブレット端末などを活用して管理します。基本は入出荷検品や棚卸しのためのシステムですが、電波の情報を解析して、タグの位置を特定するようなロケーション管理にも活用されはじめています。
RFIDは上記3つのデバイスを使って機能する通信システムです。
現在、急速に普及している電池不要なパッシブ型RFIDタグを例として仕組みをご説明します。
まずリーダーライターから発信された電波をRFIDタグ内のアンテナが受信し、その電波で電力を発生させます。発生させた電力を動力に制御回路等を機能させて処理を行い、ICチップの情報を電波で返信し、リーダーライターが読み取ります。リーダーライターで読み取られた情報はPCやクラウド等に送信され、データが管理されます。この一連の流れがRFIDの仕組みです。
電波で情報の読み取りが可能なため、商品がダンボールの中に入ったままでも、複数のタグを同時に読み込むことが可能です。しかし、電波が妨害されてしまうとRFIDは機能しなくなります。続けて、RFIDの通信が妨害される場合など、実用していく上での注意点についてご説明いたします。
金属、液体プラスチック、ガラスなど要注意な貼り付け対象物
上記のようにRFIDは電波のやり取りによって機能しています。しかし貼付け対象物の材質によっては通信が機能しなくなり、情報が読込めなかったり、通信距離が短くなる場合があります。RFIDを導入する際は、まずタグの貼付け対象物の材質を確認する必要があります。ここでは、注意すべき材質をご紹介します。
−金属に貼り付ける場合
金属にRFIDタグを貼り付けた場合、通信が出来なかったり、通信距離が短くなってしまいます。金属に直接貼付した場合、金属面と反応し電界成分がなくなってしまいタグが反応しないことや、少し離して貼付した場合でも金属面を電波が反射することにより、リーダーライターへの発信が妨害されてしまうことがあります。金属に貼り付ける必要がある場合は、金属対応RFIDタグや磁性体シートの活用、そしてなるべく離して貼付しましょう。
−液体を含む製品に貼り付ける場合
液体を含むペットボトル等に貼り付けた場合、電波が液体に吸収されてしまい、タグの受信する電波が弱くなってしまうことにより通信ができなくなってしまいます。そのため、液体を含む製品に貼り付ける場合は、液体に触れない上部や製品のふたに貼り付けるなど、なるべく液体と離して貼付しましょう。
−プラスチック・ガラスに貼り付ける場合
プラスチック・ガラスはダンボールなどの素材に比べると誘電率が高いため、電波が影響を受けやすく、通信距離が短くなってしまう場合があります。その際は電波の影響を受けにくいタグを選定したり、貼付け位置、電波の出力強度を調整することで対応しましょう。
このように材質によって、読取りの感度が左右されます。まずは貼り付け対象物の材質を確認し、最適なタグを特定しましょう。
[参考記事] UHF帯RFID導入ガイド 第3章 タグの選定
運用・使用環境の注意点
RFIDの仕組み、対象物の注意点についてご説明してきましたが、RFIDをしっかり機能させるためには使用環境を整備することも重要です。金属対応RFIDタグや高性能なデバイスを導入しても、環境を整えない限り充分な性能を発揮しません。ここでは運用・使用環境の代表的な注意点をご紹介します。
−タグの重なり具合
タグが重なってしまうことにより、タグが相互干渉を起こして読取れない場合があります。現在「積層タグ」という重なり合っていても情報がしっかりと読取れるタグがあり、書類や衣類など対象物が積み重なる環境でも対応が可能です。タグがどのような位置関係で置かれるか確認しましょう。
−周辺機器の影響
周囲の精密機器や電波を発信する機器の影響によりノイズが発生し、通信が適正に行われない可能性があります。リーダーライターの設置場所、方向や送信レベルを検証し、他の機器の影響を受けないか、また、RFIDの電波が他の機器に影響を与えないかを確認しましょう。
−金属の影響
一般的なRFIDタグは金属に貼り付けると適正に機能しません。同様に、周囲にある金属の棚や机等に電波が妨害される場合があります。そのため棚などにも磁性体シートを貼り付けたり、なるべく金属から離したりするなどの対応が必要です。
−タグとリーダーアンテナの位置関係
通常のリーダーライターの読取り性能は、タグと平行な位置関係にある場合が最大になります。一方、タグとリーダーライターの位置が垂直の場合、通信がうまく出来ず読み取り精度が落ちます。読取りの位置関係を検証した上で、読み取りやすいように位置や方向を調整したり、タグの向きが一定でない場合は、そのような環境でも読取りやすいリーダーライターを導入しましょう。
以上のように、タグやリーダーライターの機能だけでなく、運用する環境を整備することでRFIDの機能を十分に享受する事ができます。導入する際には、貼り付け対象物を含めてどのような環境で運用するのかをしっかり検討した上で自社に適したタグ、リーダーライター、システム・アプリケーションを採用しましょう。
[参考記事] RFIDの導⼊時の留意点
RFIDタグの主要なメーカーやベンダーを一挙紹介
最後に実際の導入に向けて主要なメーカーやベンダーをご紹介いたします。自社のニーズ、状況に合わせてご検討してみてはいかがでしょうか。
−国内大手タグメーカー
■アパレル副資材メーカー
アパレル副資材メーカーであり、アパレルメーカーを中心にRFIDタグを提供しています。昨今はアパレル以外への販売も増やしており、商品の重なった状況にも読取り可能な積層タグなど幅広く取り扱います。自社の生産設備を整えており、低コスト・短納期で柔軟に対応可能です。また日本だけでなくアジア全域への対応可能なメーカーもあります。
■印刷・情報処理関連メーカー
印刷・情報処理などの技術を応用し、タグやリーダーライター、情報処理システムを含めた幅広いサービスを提供します。金属対応タグ、アスファルト対応タグなど様々なタイプに対応し、アパレル以外の様々な業種にもサービスを提供しています。
−特殊タグも扱うベンダー
ラベル印刷加工メーカーとして培ってきた技術で様々な商品や環境に対応するタグを販売しています。金属製品や液体製品に貼り付けて対応可能なインデックスタグや耐水性に優れているパウチタグなどがあります。
家畜の生産管理用のタグや、樹脂などを使用した洗濯可能なタグ、耐熱性・耐薬品に優れたセラミックRFIDタグなど様々な環境、業種に対応可能な特殊なタグを扱っています。
迷ったらタグメーカーやベンダーに相談しよう！
RFIDは電波通信により成立する技術です。貼り付け対象物の材質や運用環境など、通信が最適に運用されるための準備が重要になります。まずは、自社の環境がどうなのか、どのような商品に貼り付けるのか、どのように読取るのかなど検証しましょう。
そのうえで、自社に適したタグ・リーダーライター・システムを選択しましょう。ここでは代表的なメーカー、ベンダーをご紹介しましたが、この他の企業も含めて自社のニーズ・課題にあったサービスを調べてみて下さい。
現在、金属対応タグの価格も下がってきているため、様々な状況に柔軟に対応が可能になってきました。導入をご検討されているようでしたら、メーカー・ベンダーに相談してみましょう。以下の動画も参考にしてみてください。
