製造現場改善に役立つコラム集

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RFIDとは?
仕組み・特徴・活用事例などをまとめて解説!

無線通信を利用した自動認識技術である「RFID」。製造業の分野を中心に注目されていますが、「どんな特徴・メリットがあるのかわからない」「どのような場面で活用できるのか把握していない」という方も多いのではないでしょうか。そこで本記事では、RFIDの基礎的な知識から特徴、活用方法、選定する際のポイントまで幅広く解説します。

RFIDの基本知識

RFIDとは

RFIDとは無線(Radio)、周波数(Frequency)、認識(Identification)の頭文字から取られた名称であり、無線通信を利用した自動認識技術のことです。情報が書き込まれたRFタグを製品や部品などに取り付け、そのタグと専用リーダー間での電波の送受信によって、情報の読み書きを行うことができます。

RFID は特定の装置などを指すものではなく、RFタグやRFタグの固有IDを読み取る専用リーダーを含めた技術の総称です。また、RFタグとは情報の記録媒体のことであり、電子タグ、ICタグ、IDタグなどと呼ばれるICチップと、チップに接続されたアンテナで構成されます。この構成物をインレットといい、保護・加工を施すことでタグやラベルとして使用されます。

RFIDは製造・物流現場のIoT化・みえる化やDX推進が実現できる

RFIDは、情報を読み取る際に電波・電磁界を使用するため、外側から目視できなくても交信が可能です。これにより、人手を掛けることなくモノとデータを紐付ける情物一致(情報と物の一致)の実現が容易となります。情物一致を進め、「工場・物流現場のIoT化(みえる化)」や「製造業DXの推進」を進める手段として、RFIDは近年注目を集めています。

工場のIoT、みえる化や製造業DXの推進に関しては以下の記事でご紹介しています。


さらに以下記事では製造業DXのメリットを解説しておりますので、あわせてご覧ください。

RFIDの仕組み

RFIDは以下のようなRFタグと専用リーダーとの相互通信に従って情報の読み書きを行います。

① 専用リーダーのアンテナからRFタグに向けて電波を発信
② RFタグのアンテナで電波を受信
③ 受信によってRFタグのアンテナから電気が発生し、RFタグに給電されることでタグが駆動
④ RFタグ内で情報を処理し、データを電波に乗せて専用リーダーに送信
⑤ 送信されたデータを専用リーダーで受信し、情報を取得
⑥ モバイル端末やPCへ情報を転送

RFIDとRFタグ・ICタグ・電子タグの違い

RFタグと、ICタグ、電子タグは全て同じものを指しますが、RFIDとRFタグ・ICタグ・電子タグは違うものです。

RFIDとは、「ICタグ・RFタグ」「RFIDリーダー」「処理システム」の3要素で構成された、RFタグの固有IDを電波で読み書きするシステム全体のことです。



RFタグ・ICタグ・電子タグはRFIDの構成要素の1つであり、先述したように、情報が記録されたICチップと、通信のためのアンテナで構成されたインレットを保護素材で加工し、タグやラベル化したものを指します。

<RFタグの呼称について>
RFIDシステムで使用される情報記録媒体であるタグの呼称は、RFタグ、電子タグ、ICタグ、IDタグ、RFIDタグ、トランスポンダ、無線タグ、無線ICタグなど様々な呼称があります。

「JIS X0500-3 自動認識及びデータ取得技術−用語−第 3 部:RFID」では、RFタグを使用しています(技術的に正確な用語はトランスポンダですが、最も優先的・一般的に使用されている用語はタグまたはRFタグという旨の説明も記載されています)。

弊社ではJIS規格に準拠して RFタグ という呼称を原則として使用しています(一部例外を除きます)。

RFタグの分類

RFタグには様々な種類があり、主にバッテリー構造と周波数によって分類可能です。以下ではバッテリー構造と周波数、それぞれの分類をご紹介します。

バッテリー構造による3つの分類

RFタグは、電力供給方式によって「パッシブタグ」「アクティブタグ」「セミパッシブタグ」の3種類に分けられます。

パッシブタグはRFIDリーダーから発信される電波を動力源として駆動し、アクティブタグは内蔵されている電池によって駆動するRFタグです。セミパッシブタグは、通常はパッシブタグと同様に電波を動力としますが、必要な場合のみ内蔵電池を使用するタイプです。
これらのRFタグは、電力の供給方法以外にも以下のような違いがあります。



RFタグの種類や特徴については、以下記事で詳しく解説しています。

周波数による4つの分類

RFタグは、周波数による分類では「LF帯」、「HF帯」、「UHF帯」、「マイクロ波帯」の4つに分けられます。これらのタグの違いは、以下の表をご覧ください。



以上のようにRFタグにはさまざまなものがありますが、一般的にRFタグと呼ばれているものは、UHF帯(920MHz)のパッシブタグを指しています。

RFIDの5つの特徴

RFIDには、従来のバーコードなどのシンボル読み取りにはない、多くの優れた特徴があります。特に重要な特徴は以下5つです。

特徴①:距離が離れたタグでも読み取れる

1つ目の特徴は、非接触で距離の離れたところにあるタグを読み取れる点です。
従来のバーコードなどのシンボル読み取りの場合、接触ないしは数十センチ程度の近距離で読み取る必要がありました。一方、RFIDならば通信距離が数メートルから十数メートルと長いため、非接触かつ離れた位置にあっても読み取ることができます

特徴②:複数のタグを一括で読み取れる

2つ目は、複数のタグを一括で読み取れる点です。
従来の読み取りでは、各タグ1つずつにリーダーをかざして読み取る必要がありましたが、RFIDならば、通信領域内にある複数のRFタグを一括で読み取ることができます。また、複数のタグの中から必要なタグを選択してアクセスすることも可能です。

このような複数のRFタグを同時に読み取ることができる機能を、「アンチコリジョン(衝突防止)」機能といいます。アンチコリジョンは物流現場で活用されております。複数の商品や在庫の情報を一括で読み取ることで、在庫管理や棚卸作業の効率化や検品作業の時間短縮が実現できます。

特徴③:隠れているタグでも読み取れる

3つ目は、箱の中などに隠れているタグを読み取れる点です。
従来のバーコードであれば、箱の中にタグがある場合、箱を開けてタグを探し出し、読み取る必要がありました。

RFIDであれば、電波・電磁界を使用するため、タグが隠れていてもそのままの状態で読み取りが可能です。樹脂・木材などで遮断されていても問題なく読み取れます。
ただし、金属で遮蔽されたRFタグは読み取れない点には注意が必要です。金属物に貼付できる金属対応タグであっても、金属箱の中に入っている場合など、金属で遮蔽されていると外側からは読み取れません。

特徴④:汚れているタグも読み取れる

4つ目は、汚れているタグでも読み取れる点です。
従来のバーコードの読み取りでは、バーとスペースの間隔によって情報を読み取るため、表面が汚れていると情報を読み取ることが出来ません。一方、RFIDは電波の送受信によってデータの読み書きを行うため、タグ表面の状態に影響されず、使用環境が悪い場所でも活躍します。

特徴⑤:情報の書き換え・追記ができる

5つ目は、RFタグ内の情報の書き換え・追記ができる点です。
バーコードなどでは、書換え・追記がある場合には再度バーコードを発行する必要がありますが、RFIDならRFタグ自体が破損しない限り、何度でも情報の書き換え・追記ができます
ただし、書き込みは読み取りに比べ時間がかかり、タグとリーダーの通信距離が短くなるため、実際に書き換えを繰り返して運用する際には注意が必要です。

以下では、このような特徴を持つRFIDを実際に活用できるケースを見ていきます。

ケース別RFID活用事例

物流や製造現場でのRFIDの活用事例として、4つのケースを紹介します。

ケース①:通い箱・パレットの管理

物流や製造の現場でよく利用される通い箱・パレットですが、紛失などのトラブルに見舞われたり、どれが自社のものかわからなくなったりするケースがよくあります。

このようなケースの場合、RFIDを導入しRFタグを通い箱・パレットに取りつければ、自社のものかどうかすぐに判別できます。所在がわからなくなってもシステムによって探し出せるため、通い箱・パレットの管理に最適です。

このような通い箱・パレットの活用にまつわるトラブルとその対応については、以下記事で詳しく解説しています。

ケース②:フォークリフトの事故防止

多くの物流や製造の現場では、荷役運搬作業にてフォークリフトを利用しますが、不注意や死角が生まれることで予期せぬ事故が起き、労働災害に発展する危険性があります。そのため、フォークリフトを利用する際には、従業員が安全を確認できる仕組みが必要です。

このような仕組みはRFIDの活用で実現できます。たとえば、死角といった危険が予測される箇所にRFタグを設置することで、フォークリフトが危険個所を通る際にアラートを鳴らすなど、安全確保のための仕組みを作れます

フォークリフトを利用する際にRFIDを活用するケースについては、以下記事で詳しく解説しています。

ケース③:金型管理

製造業の現場では、製造のために金型が使われますが、その金型の管理が煩雑という課題があります。たとえば、ショット数(金型を利用した回数)の管理との連携ができていない、金型の所在が不明といった課題です。

RFIDを導入し、RFタグを金型に取り付ければ、所在の把握を行い、ショット数については手入力されたハンディターミナルの情報と連携することで金型の管理を徹底することができ、こうした課題を解決できます。

このような製造業における金型の課題については、以下記事で詳しく解説しています。

ケース④:モノの所在管理

製造業の現場においては、作業に必要な工具などが所定の置き場になく探しに行くなど、ムダな時間が多く発生しています。必要なモノの所在を一部の従業員しか知らない場合などは、特にこうしたムダが発生しがちであり、業務の効率化を妨げる原因となります。

このような製造業に潜むムダとその削減方法に関しては、以下記事で詳しく解説しています。


RFIDを導入し、工具などにRFタグを取り付ければ所在がすぐにわかり、モノを探すためのムダな時間を削減可能です。
さらに工具に限らずRFタグを取り付けることで、資材の在庫時状況や工具の貸し出し状況などの状態をみえる化することができます。
以下でもRFIDを使用したみえる化について解説しております。

RFIDの製造業における活用事例

RFIDを導入している企業は増えてきており、RFIDによる業務効率化やコスト低減の事例は数多くあります
たとえばある企業様では、もともと倉庫にある資材の持ち出し管理が徹底されておらず、資材の滞留や不正持ち出しが頻繁に発生していました。そこでRFIDを導入し、社員と予備品にRFタグを持たせて一括読み取り管理をしたところ、資材の滞留や不正持ち出しが減り、コストの低減につながりました

このような製造業でのRFID活用事例については、以下記事で詳しくご紹介しています。

RFID導入時によくある失敗と選定ポイント

前述のように、RFタグにはさまざまな種類がありますが、使用媒体や環境を間違えると、使用できなかったり故障したりする恐れがあるため、注意が必要です
こうしたことから、RFID導入時には以下4つのポイントに注目して選定することが重要です。

・対象物の材料(金属、プラスチック、ガラス、液体を含むなど)
・RFタグの運用方法(運用するRFタグの数量、頻度、想定される読取距離)
・使用環境(温度・湿度など)
・情報桁数(利用したい情報の桁数・量)

詳しくは以下リンク先のお役立ち資料にてご紹介していますので、ダウンロードのうえご覧ください。

RFIDを活用して製造現場効率化を実現

小林クリエイトでは、RFIDに関する総合的なご提案を行っています。具体的には、お客様の使用感や運用方法などに適したRFタグの販売、RFIDを利用したさまざまなソリューションのご提供などです。

さらに、小林クリエイトではRFタグの小ロット販売も行っています。小林クリエイトのRFタグは自動車メーカーでの導入といった豊富な実績があり、500枚・1,000枚単位などでリーズナブルにご提供可能です。詳しくは以下よりお問い合わせください。


また、以下資料では、製造業の現場における省人化/最適化など、業務効率化のモデルケースをご紹介しています。RFIDを活用した業務効率化にご関心の方はぜひご覧ください。