RFIDとは？仕組み・種類・バーコードとの違いと導入前に確認すること

RFIDとは

RFIDとは、モノや人に取り付けたタグの情報を、電波を使って非接触で読み書きする自動認識技術です。バーコードと違ってタグが見えていなくても読め、UHF帯なら複数のタグをまとめて読み取れるため、棚卸しや入出荷検品の手間を大きく減らせます。

ただし、どの現場でも同じ効果が出るわけではありません。金属や水分を多く含むモノは読み取りが不安定になりやすく、タグの費用が商品の単価に対して重い場合は、導入しても採算が合わないことがあります。効果を出すには、周波数帯、タグの種類、設置する環境、読み取ったデータの送り先を業務に合わせて選ぶ必要があります。

読み方と正式名称

RFIDは「アールエフアイディー」と読み、Radio Frequency Identificationの略です。Radio Frequencyは無線周波数、Identificationは識別を意味します。総務省の案内では「電波による個体識別」と表記されています。

RFタグ・ICタグ・電子タグとの違い

RFタグ、ICタグ、電子タグ、RFIDタグ、無線タグといった呼び方は、いずれもRFIDで使う「情報を記録するタグ」を指し、基本的には同じものです。タグの中には、データを保存するICチップと、電波をやり取りするアンテナが入っています。

一方、RFIDはタグ単体ではなく、タグ・読み取り装置・管理システムを組み合わせた仕組み全体を指す言葉です。製品カタログや見積書を比べるときは、「RFIDタグ」の単価だけを見るのではなく、読み取り装置やシステムまで含めた費用なのかを確認すると、比較を誤りにくくなります。

交通系ICカードや衣料品店のセルフレジなど身近な例

RFIDは、気づかないうちに日常のさまざまな場面で使われています。

・交通系ICカード・電子マネー：改札やレジの読み取り機にかざすだけで、運賃の精算や支払いができます

・社員証・入退室カード：ドアの読み取り機にかざすと本人を識別し、入退室の記録が残ります

・自動車のスマートキー：キーを持って近づくだけで、ドアの解錠やエンジンの始動ができます。車両からキーへの呼びかけにはLF帯の電波が使われています

・図書館の蔵書管理：本に貼ったタグで、貸出・返却の処理をまとめて行えます

・衣料品店のセルフレジ：買い物かごの商品をボックスに入れると、まとめて読み取って合計金額が表示されます

東芝テックは2017年4月20日、ジーユー（GU）向けRFIDセルフレジを発表し、同年8月までに176店舗へ約900台を展開する予定と公表しました。商品を一括で読み取ることで、1人あたりの精算時間を従来の最大3分の1に短縮できるとしています。

RFIDの仕組み

タグ・リーダー・システムの3つで動く

RFIDは、主に次の3つの要素で構成されます。

・RFタグ：管理したいモノに取り付ける記録媒体です。シール状のラベルタイプのほか、金属や水分、熱に強いよう樹脂などで加工したタイプがあります

・リーダー（リーダライタ）：タグと電波で通信する装置です。読み取りだけのものをリーダー、書き込みにも対応するものをリーダライタと呼びます。手に持って使うハンディ型、机や棚に置く定置型、通路やドックに設置して通過するモノを読むゲート型があります

・システム：読み取ったタグのIDを、商品マスタや在庫データと結び付けて業務に反映するソフトウェアです。既存の在庫管理システムや生産管理システムとつないで使うことが多くなります

リーダーの種類は作業の仕方で選びます。棚に置いたままの商品を数える棚卸しにはハンディ型、レジや受付のように対象物を置いて読むなら定置型、台車やフォークリフトで運ぶ入出荷を自動で記録するならゲート型が向いています。

リーダーの電波でタグが応答する流れ

電池を持たない一般的なタグ（パッシブタグ）では、次の流れで情報をやり取りします。

1．リーダーがタグに向けて電波を出す

2．タグのアンテナが電波を受け、その電力でICチップが動き出す

3．タグが、UHF帯では反射波の変調、LF・HF帯では負荷変調などによって情報を返す

4．リーダーが返ってきた信号を受け取る

5．リーダーからパソコンやハンディ端末、システムへ情報を渡す

複数のタグが同時に応答すると信号がぶつかるため、リーダーは応答のタイミングをずらす仕組み（アンチコリジョン）でタグを1枚ずつ識別します。これがRFIDの一括読み取りを支えています。なお、書き込みは読み取りより通信距離が短く時間もかかるため、書き込みを伴う運用は事前に試しておきます。

電池の有無によるタグの種類（パッシブ・アクティブ・セミパッシブ）

在庫管理や物流でRFIDタグと呼ばれているものの多くは、日本では920MHz帯を使うUHF帯のパッシブタグです。電池交換の手間がなく、1枚あたりの費用も抑えやすいため、大量のモノに貼る用途に向いています。

周波数帯ごとの違いと選び方

RFIDは使う周波数帯によって、通信できる距離や水・金属からの影響の受けやすさが変わります。現場で「読めない」「読みすぎる」といったトラブルを避けるには、最初に周波数帯を業務に合わせて選ぶことが大切です。

LF帯・HF帯・UHF帯・マイクロ波帯の比較

通信距離は目安です。リーダーの出力やアンテナの向き、タグの大きさ、周りの金属・水分によって大きく変わるため、カタログの最大値ではなく、現場で実際に読める距離を確認してください。

選び方の目安は次のとおりです。

・棚や段ボールに入った大量の商品をまとめて読みたい：UHF帯

・1点ずつ近距離で確実に読みたい、水分を含むモノを扱う：HF帯

・動物や水分の多いモノを、ごく近い距離で識別したい：LF帯

NFCとの関係とスマホで読めるタグ

スマートフォンのタッチ決済などで使われるNFCは、HF帯（13.56MHz）を使う近距離通信の規格で、RFIDの一種と位置付けられます。

スマートフォンで読めるのは、NFCに対応したHF帯のタグです。在庫管理で主流のUHF帯タグはスマートフォン単体では読めないため、UHF帯対応のハンディ端末か、スマートフォンにつなぐ外付けリーダーが必要になります。

「スマホで棚卸しができる」とうたう製品を比較するときは、スマートフォン単体で読むのか、外付けのリーダーと組み合わせるのかを確認すると、追加で必要な機器の費用を見落とさずに済みます。

RFIDとバーコード・QRコードの違い

RFIDとバーコード・QRコードの大きな違いは、電波で読むか、光で読むかです。バーコードやQRコードはコードがスキャナーやカメラから見えていないと読めず、1点ずつ読み取るのが基本です。RFIDはタグが箱の中にあっても読め、複数のタグをまとめて読み取れます。

どちらが優れているというより、向いている業務が異なります。大量の商品をまとめて数える、箱を開けずに中身を確かめるといった業務ではRFIDが有利です。一方、扱う点数が少なく、1点ずつの読み取りで十分な業務では、印刷だけで始められるバーコードのほうが合理的な場合もあります。

両者は併用もできます。RFIDラベルの表面にバーコードを印字しておけば、倉庫ではRFIDでまとめて読み、店頭や取引先ではバーコードで読むといった使い分けが可能です。

RFIDでできること（活用シーン）

棚卸し・入出荷検品

RFIDの効果がもっとも出やすいのが、棚卸しと入出荷検品です。商品をまとめて読み取れるため、1点ずつバーコードを読む手間がなくなり、段ボールを開けずに中身を照合することもできます。

サトーの導入事例では、アパレル店舗で約5,000点の商品のJANコードを1点ずつ読んでいた棚卸しを、RFIDの導入によってスタッフ6人で延べ40時間かかっていた作業から、1人で3時間ほどの作業に短縮したと紹介されています。

物流倉庫では、出入口にゲート型リーダーを設置して、台車やパレットが通過するだけで入出荷を記録する使い方もあります。

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備品・工具・通い箱の所在管理

工具や金型、パレット、通い箱など、繰り返し使うモノにタグを付け、読み取り場所や時刻とIDを記録すると、所在を把握できます。貸出・返却のときに利用者の社員証も読み取れば、誰がいつ持ち出したかも記録できます。

サトーの事例では、製品出荷に使う専用の鉄かごやパレットにRFIDを取り付け、入出庫時に一括で読み取ることで所在を可視化し、容器不足による生産計画の変更や出荷遅延、容器の追加購入コストをなくしたと紹介されています。

工程管理・トレーサビリティ

製造工程では、製品や仕掛品にタグを付けて工程の通過を自動で記録すると、手書きの記録で起きていた記入漏れや記入間違いを防げます。いつ・どの工程を通ったかが残るため、不具合が見つかったときに対象の製品を絞り込むトレーサビリティ（追跡可能性）の確保にもつながります。

医療の現場でも、患者・薬剤・医療従事者をRFIDで照合して投薬の取り違えを防ぐ使い方があります。

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RFIDが普及しにくいと言われる理由

RFIDはアパレルや物流で導入が進む一方、業種によってはバーコードからの置き換えが進んでいません。主な理由は次の3つです。

タグ単価と商品単価の釣り合い

バーコードは印刷するだけで使えますが、RFIDは管理するモノ1点ごとにタグの費用がかかります。タグの価格は下がってきていますが、単価が安く利益の薄い商品すべてにタグを付けると、費用が積み重なって採算が合わなくなることがあります。金属に貼れるタグや耐熱タグなど、特殊なタグはさらに高価です。

そのため、RFIDの導入が進んでいるのは、衣料品のように一度に扱う点数が多く棚卸しやレジの効果が大きい業種や、通い箱・工具のように同じタグを繰り返し使える管理対象です。導入を検討するときは、タグ代を「使い捨てにするのか、繰り返し使うのか」で分けて試算すると判断しやすくなります。

金属・水分による読み取りの不安定さ

RFIDは金属と水分が苦手です。特にUHF帯では、電波が金属に反射し、水分に吸収されるため、読み取り距離や精度が落ちます。LF・HF帯も金属の影響は受けます。また、金属の箱や缶の中に入ったタグは外から読めません。

対策としては、金属対応タグの採用、タグを金属面から少し浮かせて貼る、電波の影響を抑えるシートを挟む、水分の影響を受けにくいHF帯を選ぶといった方法があります。逆に、UHF帯は読み取り範囲が広いため、隣の棚にある対象外のタグまで拾ってしまうことがあります。読み取り範囲の調整と、システム側で重複や対象外のデータを取り除く処理の両方が必要です。

既存システムとの連携

RFIDはタグとリーダーを買えば終わりではなく、読み取ったIDを在庫管理や販売管理のデータと結び付けて初めて業務に役立ちます。既存のシステムにRFIDのデータを取り込む改修や、運用ルールの見直しが必要になる場合があり、この準備の負担が導入をためらう理由になっています。

表計算ソフトと連携するパッケージや、スマートフォンと外付けリーダーを組み合わせる製品もあります。最初から全社のシステムと連携させず、対象業務を絞って始めるのも一つの方法です。

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