RFIDとは？特徴、仕組み、種類、機能やバーコードとの違いを解説

製造業界や物流業界では、業務効率を高めるためにRFID（Radio Frequency Identification）を利用するケースが増えています。RFIDは通信技術を活用したデバイスであり、今までのバーコードを使用した管理よりも効率が良くなるでしょう。

RFIDのタグにはいくつか種類があり通信距離や価格が異なるため、それぞれの特徴と使用用途を把握する必要があります。本コラムでは、RFIDとはどのようなものか解説します。RFIDの特徴やバーコードについても紹介するので、ぜひ参考にしてみてください。

RFIDとは

RFIDとは無線通信を活用した自動認識技術のことであり、製造業の生産現場や物流業界で使われることが多いです。RFIDはそれぞれ無線（Radio）・周波数（Frequency）・認識（Identification）の単語の頭文字を組み合わせたもので、情報が書き込まれたRFIDタグを物品に取り付けて使用します。

この取り付けられたタグを専用のリーダーで読み取ることで、情報のやり取りが可能になります。商品の状態を書き換えることも可能で、商品の個数をカウントするだけでなく物品の状態を適切に把握できます。

また、RFIDは特定の製品やサービスの名称ではなく、タグとリーダーを使用し情報を読み取る技術の総称であるため、使用する製品によって呼称はさまざまです。

このRFIDの技術は、タグとリーダーだけでなく情報を管理する処理システムの3つで成り立っています。

身近なところで使用されるRFID

RFIDは製造業などの倉庫にて在庫管理を効率化するために使用されるケースが多いですが、実は私たちの身近なところでも使われています。

例えば、鉄道やバスを使う際に利用するSuicaやPASMOなどの交通系ICカードにも使われており、改札にタッチするだけでカードの情報を瞬時に読み取ります。このとき、ICカードがRFIDタグになっており、改札機がリーダーの役割を担っています。

ショッピングの支払時に利用するさまざまなICカードの決済、図書館の蔵書管理などにも同じような仕組みで使われています。

ちなみにRFIDはバーコードとは異なり、常に電波を発信しているので、タグが目に見えている必要はありません。RFIDタグが箱や袋の中にあっても情報の読み込みが可能です。

RFIDは以下のようなモノにも活用されています。

・スマートキー
スマートエントリーシステムを搭載した電子キーです。このシステムは車とスマートキーが発する微弱な電波を互いに受信すると反応するので、非接触でドアの施錠・開錠・開閉やエンジンのon/offなどを行えます。主に車のキーに使われています。

・ETCカード
ICカードの一種でETCシステムを利用して高速道路を通行する際に、料金所のアンテナと車載器との間で無線によって有料道路の料金支払いに必要な情報が交信され、自動的に通行料金を無線通信で決済します。

・アパレルタグ
RFID を貼り付けた商品タグを用いて、アパレル用品の在庫管理やレジの混雑緩和、セルフレジの導入など店舗業務の効率化を図ることができます。ユニクロでは、2018年以降全商品にRFIDタグを取り付けています。

RFIDとバーコードの違い

バーコードは基本的に、数字やアルファベット文字などの情報を幅の異なるバーとスペースの組み合わせで構成したコードのことです。商品に取り付けるタイプもあれば商品に印刷されているタイプもあり、リーダー（スキャナー）の光センサーで読み取り情報を把握します。つまり、読み取り専用機械で1つひとつスキャンする必要があります。

また、バーコードが保持できる情報はごく小量で、スキャナーの光を遮ると読み取りができなくなるため、商品が梱包された状態ではデータを読み込めません。一度印刷するとその情報は変更できない点なども含め、効率性・柔軟性が高いとは言えないでしょう。

一方、RFIDであれば専用タグ（RFタグ）の中に情報が書き込まれており、リーダーにかざすことでデータを読み取れます。RFタグの記憶容量は数10バイト～数キロバイトと大容量であり、通信なので多少の障害物があっても読み取ることが可能です。

通信距離の範囲が広いものであれば複数の物品を一括で読み取れるため、リーダーでバーコードをスキャンするよりも簡単に大量のデータを登録できます。さらにはデータを書き換えられるタイプもあるので、バーコードよりもRFIDのほうが利便性は高いと言えるでしょう。

RFIDの通信距離について

一般的にRFIDリーダーの通信距離はアンテナのサイズに左右されますが、電波出力の強弱によって読み取り可能な距離は伸びます。こちらではRFIDと通信距離の関係について解説していきます。

電波出力と通信距離

RFIDリーダーのアンテナ性能や送信する電波出力、ICタグの大きさによって、RFIDの通信距離（読み取り可能な範囲）は変わります。通常、電波出力は強いほどその距離は長くなります。

一般的にRFIDリーダーの通信距離はアンテナのサイズに左右されます。しかし、アンテナが小さい場合でも、指向性や電波の送受信能力が高ければ読み取り距離は長くなります。また、ICタグ・RFタグも本体（アンテナ）のサイズに比例して通信距離が長くなる傾向があります。

・電波出力を強くする：長距離・広域
先述したように電波出力を強くすると、読み取り可能な距離が長くなります（日本の電波法では1Wが最高電波出力）。RFIDリーダーの機種によっては通信距離が10メートル以上になるため、手の届かない場所にあるICタグも読み取ることが可能です。

・電波出力を弱くする：近距離・狭域
電波出力を弱くすると、読み取り可能な距離は短くなり、範囲も狭くなります。RFIDリーダーの機種や電波出力の調整によっては、読み取る範囲を約1cmまで短くできます。例えば、商品タグを自動で読み取るセルフレジでは、他の商品まで読み込まないように電波出力は弱めに設定されています。

電波出力の種類

UHF帯RFIDの電波出力は、送信可能な電波出力の強さによって「特定小電力」と「高出力」の2種類に分けられます。

・特定小電力
電波出力が250mW以下のRFIDリーダーは「特定小電力」に分類され、通信可能な距離は1m程度に制限されています。一方で、総務省への電波利用申請が必要ないため、申請手続きの手間が不要で、受理されるまでの待機期間もありません。気軽にRFIDを利用したい場合や長距離読み取りが不要な場合は、特定小電力タイプのRFIDリーダーを選ぶと良いでしょう。

・高出力
電波出力が250mWから1W（1,000mW）までのRFIDリーダーは「高出力」に分類されます。通信距離は数mまで伸ばすことが可能で、利用の際には総務省へ電波利用申請を行い、電波利用料を支払う必要があります。なお、一旦導入したら使用時に電波出力を250mW以下に調整したとしても申請が免除される訳ではありません。

RFIDの特徴

RFIDにはいくつかの特徴があり、それらを把握して有効活用することにより業務の効率化を進められるでしょう。ここでは、RFIDの特徴について紹介します。

距離が離れていても情報を読み取れるものがある

RFIDのタグにはいくつか種類があり、タグとリーダーが離れていても読み取れるものがあります。これはタグの種類による通信距離によって異なりますが、非接触でカードなどをかざさずに読み取ることもできます。従来のバーコードを使用したデータの読み取りの場合、リーダーで接触するもしくは近距離に接近する必要がありました。

通信距離が長いものであれば、接触せずにデータを読み取れるため、手間をかけずに情報を蓄積、確認できるでしょう。製造業であれば、倉庫内のゲートを商品や物品などが通過するだけでデータを読み取ることもできます。

複数のタグを一度に読み取れる

バーコード形式の場合、基本的に1つのタグに対してリーダーをかざして読み取る必要があります。そのため、タグを使い効率化しようとしても、手間がかかるケースは少なくありません。一方、RFIDは通信距離の範囲内にあるタグを一括で読み取れます。

リーダーで読み取り、データを確認するものが多くある際は、RFIDを使うことで効率良く作業できるでしょう。例えば、複数の商品を多く確認しなければならない在庫管理や棚卸し作業、検品作業を効率化できます。

目に見えないタグでも読み取れる

さまざまな商品が多く積まれている場合など、バーコードが見えない場所に取り付けられていることもあるでしょう。実際に、箱にバーコードが貼られている場合、同じ方向になければバーコードで読み取る際に手間がかかります。また、箱の中にタグがある場合、リーダーで読み取る度に箱から取り出し、タグを探して読み取らなければなりません。

RFIDは通信技術を使用しているため、範囲内であれば目に見えない場所にあるタグの情報も読み取れます。そのため、バーコードを探す手間や箱から取り出す手間も必要ないため、作業の効率化が期待できます。

ただしこの場合、樹脂や木材でできた箱は問題ありませんが、金属で遮蔽（しゃへい）された場合は電波が届かず読み取れないため注意が必要です。

タグが汚れていても読み取れる

バーコード型の場合、表面が汚れていたりかすれていたりすると、リーダーで読み取ることはできません。そのため、生産現場の種類や状態によってはバーコードを使った管理は難しいでしょう。しかし、RFIDは電波を使用して情報を読み取るため、タグ自体が汚れていても使用できます。タグ表面の状態に影響されることはなく、使用環境が悪い場所でも活躍するでしょう。

情報の書き換えや追記が容易

RFIDはタグ内の情報を書き換え・追記できる点も大きな特徴です。バーコードなどであれば、情報を更新することが難しいケースがあります。このような場合は、情報を書き換え・追記する際には、再度バーコードを発行しなければなりません。情報が更新されるものを管理する場合は、大きな手間がかかるでしょう。

その点、RFIDはタグを読み取ることで、新しい情報を書き込めます。ただし、データの書き込みは読み取りよりも時間がかかり、タグをとリーダーの通信距離も短くなるため注意が必要です。

RFIDの活用事例

RFIDはさまざまなシーンで活用される技術であり、結果的にはその企業の顧客満足度や信頼性の向上、コンプライアンスへの対応にも貢献します。製造業のみならず物流業でもRFIDの活用例は多いため、導入によりどのようなことが実現可能なのかを理解しておきましょう。ここでは、事例を挙げながらRFIDの活用事例をご紹介します。

入出庫・ピッキング作業、所在管理の効率化

・入出庫業務の事例
物流業務を外部委託する企業は増加していますが、製造業の場合、製品に限らず原材料なども含めて幅広く管理する必要があるため、入出庫管理を自社で全く行わない企業は少数でしょう。

入出庫管理は人が行うと時間がかかる上、間違いが生じやすくなります。しかしRFID（ICタグ）は遠隔から瞬時に大量のタグを読み取れ、段ボールを開けずに読み込めるので、商品数計測などの入出庫作業をミスなくこなし、作業時間も約80%削減することができたという事例もあります。

・ピッキングの事例
ピッキングは伝票や作業指示書通りに商品を出荷するために正確性と俊敏さが求められる工程のため、RFIDが大いに役立ちます。

例えば、倉庫エリアのロケーションマップから品物の保管場所を確認したり、キーワード検索でマップ上から荷物の位置を確認したりと品物の位置を管理（ロケーション管理）することで、荷物の場所が即座に判明します。

つまりRFIDによってヒューマンエラーによる商品の取り間違いを未然に防ぐことで、誤出荷や配送遅延を発生させないようにし、その企業の顧客満足度や信頼を向上させるのです。

・所在管理の事例
ある製薬会社では、試薬管理をバーコードで行っていましたが、棚卸作業の負荷軽減や廃棄に関するコンプライアンス対応のためにRFIDを導入しました。結果、数時間かけていた棚卸作業が数分で完了したり、ゴミ袋をスキャンすることで試薬ビン混入の有無を確認できたりと安全な廃棄を迅速に行うことが可能になりました。さらには、探したいタグを指定して電波出力することで、対象タグの位置を特定するのも容易になった。

在庫管理の効率化

RFIDタグはさまざまな物品に取り付けられ、その物品の位置や情報を記録できます。そのため、製造業や物流業において調達した原材料の数量や完成した商品の個数、場所を管理しやすくなります。

さらに、生産過程で使用する道具や梱包材などの資材・パレットに取り付けることで、物品の管理もしやすくなります。物品の場所をシステム上で管理できるため、物を探す時間を削減でき効率が良くなるでしょう。例えば、台車の位置を把握するだけでも、業務が終了した後の片付けに割く時間を削減しやすくなります。

他にも、情報を常に更新しておけば、いつ調達した原材料か、いつ生産した商品なのかも分かりやすくなり、品質の低下を防ぎやすくなるでしょう。

正確な作業進捗データの記録

生産プロセスでRFIDを利用すると、原材料や完成した商品の状態や位置を把握しやすくなるだけでなく、仕掛品の状態も分かりやすくなります。仕掛品の状態や位置を把握できれば、作業の進捗状況を正確に記録できるでしょう。

例えば、生産中の製品においてどの段階まで工程が進んでいるか、全ての仕掛品が生産ラインに乗っており放置されているものがないかなどを確かめることができ、適切にプロセスを進められます。他にも、適切に生産されていないものがあれば、アラートが鳴る仕組みなども構築可能です。

作業進捗のデータを把握し分析することで、生産工程の中で作業の課題になっている箇所が分かります。そのプロセスを改善することにより、生産効率の向上を実現しやすくなります。同様に、生産プロセスにおける必要な人員の数も調整しやすくなり、人件費の削減にもなります。

作業員のデータの活用、人のデータ取得による手間・工数の削減

作業員が多い生産現場の場合、作業員にRFIDを活用することによってプロセスの効率化を実現できるケースもあります。とくに、作業員が複数のラインやフロアを移動する場合は効果を得やすいでしょう。

RFIDを活用することにより、作業員の作業時間や移動経路などを把握できます。例えば、作業開始時・終了時にIDを読み取ることで、正確な作業時間と作業場所を記録できます。また、作業ごとの進捗具合や工数を把握しやすくなるでしょう。これらをデータ化し分析することにより、課題を見つけ改善に向けて行動できます。

今まで、手書きの報告書を提出している場合は、記入したり内容を転記したりする手間も軽減できます。このような作業員のデータを活用することにより、手間や工数の削減を実現できるでしょう。

RFIDのタグの主な種類

RFIDのタグは電力の供給方式によって大きく3種類に分類されます。それぞれの特徴を押さえることで、最適なものを導入できるでしょう。ここでは、RFIDのタグの主な種類について紹介します。

パッシブタグ

パッシブタグとはタグ内にバッテリーを搭載していないものです。主に、リーダーから受信した電波を利用しICチップが動作します。通信距離が短いことからリーダーで直接読み取るものが多いです。

例えば、電子マネーなどのICカードや、製造業・物流業のパレット管理、アパレル業界の商品管理などに使用されます。バッテリーを搭載していないことから、メンテナンスが不要な点も大きなメリットです。また、タグ自体の価格も低いことから、取り付けたい物品が大量にある際に便利です。

アクティブタグ

アクティブタグはパッシブタグと異なり、タグ内にバッテリーを内蔵しています。パッシブタグと比較するとサイズは大きくなり、価格も高価になります。また、時間が経過するとバッテリーは消耗するため管理も必要になるでしょう。

しかし、パッシブタグよりも通信距離は長くなるため、用途の幅は広がります。例えば、大規模な倉庫であり物品の種類・量が多いときの在庫管理や、温度センサーと組み合わせた鮮度管理などで使用されています。

セミアクティブタグ（セミパッシブタグ）

セミアクティブタグとは、セミパッシブタグとも呼ばれ、パッシブタグとアクティブタグの双方の特徴を兼ね備えたものです。通常時はパッシブタグとして動作するため、内蔵の電池を消耗しません。リーダーからの電波を受信したときにのみ、内蔵バッテリーを使用するため、電池の消費を最小限に抑えられます。

電池が内蔵されていることから通信距離はパッシブタグよりも長く、誤検知が少ない点も大きなメリットです。例えば、企業の入退室管理やレースのタイム計測などで使用されています。前出の製造業の例でいえば、作業員が複数のフロアを移動するときに使うと、稼働状況や作業時間の計測などを効率化できるでしょう。

RFIDを活用する際の課題

RFIDを活用する際の大きな課題は、導入コストが大きいことです。

RFIDのタグの価格は種類によって変わりますが、1枚10円以内で購入できるものから100円以上するものまであります。また、金属に対応しているタグもありますが比較的高価です。これらのタグを大量に購入し、読み取り用の専用リーダーやシステムも合わせて導入すると、導入費用は大きくなるでしょう。

また、パッシブタグとアクティブタグでは価格が変わり、安いタグを選べば費用は抑えられるものの使用用途は限られます。そのためRFIDを導入する際は、用途に適した種類のものを選ぶことが重要です。

価格は下降傾向にある

RFIDのタグの課題は導入コストの大きさである一方、価格は年々下降傾向にあるため以前よりも導入しやすくなっています。

実際に、安いタイプのタグは1枚あたりの価格は100円ほどでありましたが、近年では10円以下ほどの価格まで下がっています。そのため、数年前にRFIDの導入をコストが問題で諦めていた場合、今であれば予算の範囲内に収まる可能性があるでしょう。

導入コストの低下から検討企業も増加

このようにRFIDタグの価格は減少傾向にあることから、導入を検討する企業は増加傾向にあります。通信技術の開発にかかるコストも減っていく見通しが立っていることから、より利便性の高いタグをリーズナブルな費用で利用できるようになるでしょう。

現在では、RFIDの導入に向けて再検討している企業が増えています。価格の問題が解決した場合、次の問題になるのは実際に導入するタイミングです。RFIDの導入はコストがかかるだけでなく手間もかかります。例えば、導入後は今までと運用体制・業務の手法が変わるため対応しなければなりません。

導入する際のチェックするポイント

RFIDを導入することによりさまざまなメリットを得られますが、同時に相応の費用が発生します。そのため、導入する前にどのような費用が発生するかを確認しましょう。ここでは、RFIDを導入する際にチェックするポイントを解説します。

初期費用とランニングコストを確認する

RFIDを導入する際は、初期費用としてRFIDタグ・RFIDリーダー・システム（アプリケーション）の3つ分の費用が必要です。先ほどの通り、タグは1枚あたりの単価は小さいものの大量に用意する可能性があるため、導入コストを圧迫する要因になります。

RFIDリーダーも同様に、1台あたりの価格は5,000円前後のものが一般的ですが、高性能なものであれば1万円以上することもあります。従業員の人数が多いケースや、生産施設の規模が大きい場合は必要なリーダーの台数は増えるでしょう。

人件費も考慮する

RFIDに限らず新しい仕組みを導入した場合、運用体制が安定するまでに時間がかかります。例えば、使い方を従業員にレクチャーするために研修する機会を設けなければなりません。また、ITシステムに詳しい担当者を雇用したり、導入担当者を確保したりする必要があり、人件費などのコストが発生します。

高性能なタグやリーダーを導入することにより、管理面の効率化が図れるため人件費は抑えられるでしょう。ただし、この場合は初期費用が高くなるため注意する必要があります。自社に適したRFIDを選ぶためにも、特徴を把握して導入効果を算出し費用とのバランスを考慮することが重要です。

自社に適したRFIDを導入しよう

RFIDは従来のバーコードとは違い通信技術を活用しており、今までよりも在庫管理や工数管理の効率を高めやすいです。バーコードを利用する場合では、スキャナーで一つ一つを読み取る必要がありましたが、通信範囲が広いRFIDを利用すると複数のタグの情報を一括で読み込めます。

他にもタグが見えない場所にあっても読み取れる点や、情報を更新しやすい点も大きなメリットです。倉庫の物品のカウントや管理に時間がかかっている場合は、RFIDの活用で解決できる可能性が高いでしょう。ただし、RFIDの導入には大きな費用がかかる点も注意が必要です。自社に適したRFIDを導入し、ぜひ効率化を図ってみてください。

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