2019.02.01
RFID

RFIDとは?特徴や種類を徹底解説

RFIDは特に仕事の面において、ユーザーの負担を大きく減らす非常に利便性の高い技術
です。
実際にRFIDシステムを導入している企業が多く存在し、様々な場面で役立っています。
そんな便利なRFIDシステムですが、まだあまり詳しく知らない、という方もいるのではないでしょうか。
ここでは、RFIDとはそもそもどういうものなかを踏まえつつ、仕組みや特徴等のあらゆる情報を詳しくご紹介していきます。

RFIDとは?

RFIDとは
RFID(radio frequency identifier)は、ID情報などのデータが組み込まれたRFタグと呼ばれるものを、無線通信を介して接触せずに読み取る技術の事を指します
もう少し具体的に言いますと、RFタグを読み取るリーダライタ(読取機)と呼ばれるものをかざすだけで、通信範囲内のRFタグを認識する事ができます。
 
またRFタグが付けられた物品が段ボールに入っていたとしても、無線を介して読み取るため、通信の範囲内であればわざわざ開けて取り出す必要もありません。
このように利便性の高いRFIDの技術を用いたシステムの事を、RFIDシステムと言います。
 
RFIDシステムは様々な場面に導入されているのですが、同時に大いに活躍している事が実証されているシステムでもあります。
 
>>RFIDの一種であるNFCについてはこちら

RFタグ

RFタグ
RFタグとは電子情報の入った部品のことで、商品に貼り付けることにより、遠隔から商品の情報を読みとることができるようになります。
基本的にRFタグとRFIDの意味に大きな違いはありませんが、RFIDは「電磁波を通じてやり取りする技術全般」であり、RFタグは「RFIDの話の中に登場する電子情報が入った部品」のことを言います。
 
両者の意味は殆ど同じですが、言葉の規模や区分けされる部分に若干の違いがあります。

パッシブタグ

パッシブタグ
RFタグは基本的に3種類に分類されるのですが、その1つがリーダライタからの電波などを動力源とし、バッテリーが搭載されていないものがパッシブタグです。
パッシブタグは、アクティブタグと違い通信距離は短くなりますが、安価かつ半永久的に作動する特徴を持つ事から、今後の普及に期待がかかっています。
 
パッシブタグを使用するには、リーダライタの電波を強めにし、タグ側からの微弱な電波をきちんと読み取れる性能が必要です。
パッシブタグのRFIDは、交通系のICカード等で使用されています。
 
>>パッシブタグを詳しく知りたい方はこちら

アクティブタグ

アクティブタグ
反対にバッテリーが搭載されたRFタグは、アクティブタグと言います。
アクティブタグはバッテリーがあるためか、通信距離が長くて100m以上という特徴があり、バッテリーの容量によっては自己通信型と待受通信型に分類されます。
アクティブタグは、バッテリー切れとタグの単価自体が比較的高いという問題を抱えているため、どちらかと言うとパッシブタグのRFIDの方が主流とされています。
 
>>アクティブタグ型の詳細はこちらへ

セミアクティブタグ

セミアクティブタグはバッテリーを搭載していながら、パッシブタグとアクティブタグ、両方の機能を持っている事が特徴として挙げられます。
具体的に言いますと、セミアクティブタグはリーダライタから特定の信号を受信した時にだけ、アクティブタグとして機能するのです。
 
パッシブタグよりも通信距離が長いだけでなく、アクティブタグよりもバッテリーの消費が少なく済むメリットがあります。
こういった特徴から、セミアクティブタグを用いたRFIDシステムは、自転車競技のタイム計測や学校等の入退室管理の場面で使用されています。
 
>>セミアクティブタグ型の詳しい情報はこちら
>>RFIDにおけるタグの種類のより詳細な情報はこちら

リーダライタ

リーダライタ
リーダライタとは、RFIDシステムにおける、RFタグを読み取り機器のことです。
リーダライタをかざすことによって、通信範囲内のRFタグを一括で読み取ることができます。
 
>>RFIDのリーダーライタについてはこちら

RFIDの仕組み

RFIDの仕組み
RFIDは、リーダライタを用いて無線通信でRFタグを読み取っていく仕組みです。
これだけではもしかしたら分かりにくいかもしれないので、アパレル店にRFIDシステムを導入した例を挙げながらご説明していきます。
アパレルの店舗に商品が段ボールに梱包されて入荷された時には、検品をしなければなりませんよね。
 
RFIDであれば、リーダライタの通信の範囲内にある商品に付けられた全てのRFタグを、一括で読み取る事ができます。
なおかつ段ボールを開ける必要がないため、リーダライタをかざすだけで入荷検品作業が驚くほど早く終わってしまうのです。
 
実は棚卸作業でも同じ事が可能で、リーダライタをかざすだけで在庫が確認できてしまいます。
またRFIDの仕組みは、学校の自転車管理や図書館管理等にも適用できるので、何かを管理するという面で大いに活躍してくれるのです。
 
>>RFIDの仕組みの詳細はこちら

特徴

一度に複数のタグを読み取れる

従来のバーコードではタグを一枚ずつ読み取っていく必要がありましたが、RFIDではスキャナを一度かざすだけで複数のタグを一括で読み取ることが可能です。
特に多くのタグを読み取る棚卸しのさいには、複数のタグを一網打尽に読み取ることができるので、業務の効率を前よりも格段に上げることができるようになります。

段ボールなどの中に入っていても読み取れる

ダンボールの中に複数のタグが存在する場合、ダンボールを開けて商品を取り出し、タグを一枚一枚読み取っていく必要があります。
しかしRFIDの場合、タグがダンボールの中に隠れている場合でも、ダンボールを開封することなく、商品に貼られているタグを一気に読み取ることができます。

距離が離れていても読み取れる

通常のバーコードタイプでは通信距離が数センチしかないので、至近距離まで接近させなければ情報を読み取ることができません。
しかしRFIDの場合、RFタグとリーダライタによって、数メートルから数十メートル離れていても、タグを読み取ることができます。

タグが汚れていても読み取れる

スーパーなどのお店では、まれにバーコードが読み取れないことがあります。
バーコードはバーとスペースの間隔によって商品情報を読み取る仕組みなので、バーコードの部分が汚れているとタグを上手く読み込むことができなくなってしまうのです。
 
しかしRFDはこのような難点を何なく解消してくれます。
RFIDリーダライタはRFタグのメモリと交信しているので、表面にホコリなどが付着している場合でも、RFIDならば問題なく読み取ることができます。

RFIDの種類

RFIDの種類

通信方式

電磁誘導方式(誘導電磁界方式)

電磁誘導方式(誘導電磁界方式)
RFIDシステムにおける電磁誘導方式は誘導電磁界方式とも呼ばれ、コイル型のアンテナを用いて、リーダライタとRFタグの間に磁界を発生させます。
その磁界を媒介にしてデータのやりとりをするのですが、リーダライタからRFタグへ電力を供給するため、バッテリーは不要という特徴があります。
周波数は135KHz以下の長波帯もしくは13.56MHzの短波帯で、通信距離は1mにも満たないです。
 
また人体やコンクリート、木材やプラスチック、ガラスや紙等の非導電体や水の影響を受けにくいです。
電磁誘導方式の中でも13.56MHzの短波帯のRFIDの場合は、RFタグの小型化が実現しやすいため、あらゆる場面で使用されている特徴があります。
 
>>電磁誘導方式の詳細はこちらへ

電波方式(放射電磁界方式)

電波方式(放射電磁界方式)
電波方式は放射電磁界方式とも呼ばれ、平板型のアンテナを用いた放射電磁波によって、リーダライタからRFタグへの電力供給とデータを転送します。
また電波方式によるRFIDは、アクティブタグとパッシブタグに分かれています。
周波数は、950MHzのUHF帯もしくは2.45GHzのマイクロ波で、950MHzのUHF帯の通信距離は3〜5m、2.45GHzのマイクロ波は2m程度です。
 
950MHzのUHF帯RFIDは人体やコンクリート、木材やプラスチック、ガラスや紙等の非導電体や水の影響を受けにくいです。
反対に2.4GHzのマイクロ波は影響を受けやすく、無線LANやBluetooth等からも影響を受けます。
 
>>電波方式についてはこちらへ

周波数帯

LF帯(135KHz以下の長波帯)

RFIDの周波数帯は、主に4つに分類されて使用されています。
その1つがLF(Low Frequency)帯で、通信は電磁誘導方式を採用している事が多いです。
LF帯は他の周波数帯と比較すると使用されてきた歴史が長く、例えば車のキーレスエントリー等で使用されています。
 
>>LF帯RFIDについてはこちら

HF帯(13.56MHzの短波帯)

HF(High Frequency)帯RFIDにおける通信も電磁誘導方式が採用されていて、通信距離も同程度ですが、LF帯との違いは小型化が実現しやすい事です。
実は、交通系のICカードの電子マネーに搭載されているNFC(Near Field Communication)という標準規格の技術も、HF帯RFIDの1つです。
 
>>HF帯RFIDについてはこちら

UHF帯

UHF(Ultra High Frequency)帯RFIDの通信は、電波方式で行います。
5m前後の通信距離であるため、特に在庫管理や検品作業等のRFタグの一括読取が必要な場面で、UHF帯RFIDが使用されています。
 
>>UHF帯RFIDについてはこちら

マイクロ波帯

マイクロ波帯RFIDの通信も電波方式で行っているのですが、電子レンジやWi-Fiと同じようにISMバンドを用いているため、電波干渉が起きる可能性があります。
ですので、対策を講じなければなりませんが、通信距離が2m前後という事もあってかマイクロ波帯RFIDはあまり普及していないのが現状です。
 
>>マイクロ波帯RFIDについてはこちら

アクセス方式

リードオンリー型

RFIDシステムにおけるRFタグへのアクセス方式の1つにリードオンリー型があるのですが、その名の通り読取専用で、RFタグの情報が固定化されていて書き込みができません。
リードオンリー型は特定の情報とリンクさせる使用方法が基本のため、データが固定されているからこそ、独自性を保てるメリットがあります。
また、RFタグのコストが比較的安く済むというのもあって、主に物流業界にリードオンリー型を用いたRFIDシステムが導入されています。

ライトワンス型

ライトワンス型は1度だけデータの書き込みが可能で、その後は読取専用になってしまいます。
基本的な使用方法としては、メーカーが工場へ出荷するときに、特定の情報を書き込む事です。
自由に情報を1度だけ書き込めるため、独自性を保つためには注意をしなければなりません。

リードライト型

リードライト型は、何回でもデータの書き込みと読取ができるため利便性は高いですが、コストはやはり他の型よりも高いです。
リードライト型の技術を用いたRFIDは、主に交通系等のICカードで用いられています。

読取方式

タグトークファースト型

RFタグの読取方式の1つであるタグトークファースト型は、リーダライタからの電波を受信したときに応答してデータを送信する事が特徴です。
タグトークファースト型は、RFタグが一定範囲内にあった場合、一気にデータが送信されて混信してしまう可能性がありました。
しかし現在では、輻湊制御(アンチコリジョン)のおかげで、範囲内にある複数のタグの読取が可能になりました。

リーダートークファースト型

リーダートークファースト型は、リーダライタから送信命令を受信したら、データを送信する事が特徴です。
そのため、タグトークファースト型と異なり、送信命令の信号を受信するまではデータを送信する事がありません。
リーダートークファースト型は、RFタグの通信を制御できる特徴を持つため、範囲内の複数のタグの読み取りが可能です。
 
>>RFIDシステムにおけるタグの種類のより詳細な情報はこちら

バーコードとの違い

バーコードとの違い
RFIDとRFタグについて詳しくご紹介していきましたが、RFIDシステムはよくバーコードと対比されて語られる事が多いです。
RFIDとバーコードの具体的な違いとしては、RFIDの方が通信距離が長いだけでなく、タグの同時読込もできる事です。
 
反対にバーコードは、1つ1つしか読み取れない上、リーダライタとの通信距離も短いです。
そのため、今まで行っていたバーコードによる検品や棚卸作業をRFIDシステムに切り替える事で、ユーザーの負担を軽くする事ができます。
また、RFタグはバーコードと違って情報の書き込みができますし、汚れにも強いため、機能面だけで言えばどちらが良いかは一目瞭然なのではないでしょうか。
 
>>RFIDとバーコードの違いを詳しく知りたい方はこちら
>>RFIDの通信距離についてはこちら

RFIDのメリット

RFIDのメリット
RFID導入の1番のメリットは、棚卸や検品作業に費やしていた時間を大幅に短縮できる事です。
1つずつ読み込まなければならないバーコードだと、どうしても作業時間が長くなってしまうだけでなく、段ボール等から商品を出す必要もありました。
RFIDは、RFタグが商品に付けられてさえいれば、段ボールで遮られていたとしても読み込めるので、誰でも素早く検品や棚卸等の作業を終えられます。
 
また、RFIDと在庫管理システムを連携させる事で、オフラインとオンラインの在庫を一括管理できるようになります。
適正在庫の維持は、経営をする上でとても欠かせない事ので、在庫情報の齟齬を起こしたくないと思っている方は導入を検討してみてはいかがですか。
 
>>RFIDのメリットとデメリットについてはこちら

RFIDのデメリット

RFIDは、機能面だけで言えばバーコードよりも高いですが、その分コストも高いというデメリットがあります。
RFタグの種類にもよりますが、タグ1枚あたりの単価と導入数により、コストは比例して高くなってしまうのです。
そのため、導入を検討している方は、コストについて十分に考慮しなければなりません。
 
またRFIDの一括読取は確かに便利ですが、それを過信しすぎてしまうと、管理意識が低下する可能性もありす。
あくまで一括読取は通信範囲内にあるRFタグだけのため、範囲外のものは当然読み取れません。それに気づかずに検品や棚卸等の作業をしてしまって、検品漏れの商品があった場合、在庫数が食い違う等の問題が起きるかもしれません。
そのため、RFIDを導入する際には、社内で運用のためのきちんとしたルールを設けた方が得策ではないでしょうか。

RFIDの活用例

RFIDの活用例

検品作業

店舗で検品作業を行う場合、従来のバーコードではタグを一枚ずつ読み取る必要がありました。
しかしRFIDは、電子タグを予め商品に貼り付けておくことで、バーコードを一枚一枚読み取る必要なく、一瞬にして複数のタグを読み取ることができます。
作業を効率化できるのはもちろん、スタッフの労力や時間も削減できるのがRFIDの最大のメリットと言えます。

POSレジを効率的に使える

RFIDをPOSレジと連携することによって、会計時に複数のタグを読み取ることが可能となり、一度に会計をすることができるようになります。
レジの会計に時間がかかってしまうと、購入を見送るお客さんも出てくるでしょう。
そうなってしまうと、お店側としては売上の機会損失に繋がってしまうので、それを防ぐためにも会計時間を削減できるRFIDの利用がおすすめと言えます。

在庫管理の効率化

RFIDは在庫管理の作業も格段に効率化させることができます。
一般的な棚卸し作業では、商品タグを一枚一枚読み取る必要があるため、多くの作業時間や労力を費やす必要があります。
しかし、RFIDを使えば高い所にある商品も、ダンボールの中にある商品も、リーダライタを稼働させるだけで簡単に商品情報を読み取ることができます。
 
さらに、お客さんがRFタグ付いた商品を購入すると、「1品減った」ことを情報化してくれるため、現在の在庫を常にリアルタイムで確認できるようになります。
以上の点から、在庫管理を必要とするお店ではRFIDを活用することによって、今まで費やしてきた作業時間や労力を大幅に削減することが可能です。

>>RFIDの費用についてはこちら

RFID導入の流れ

RFIDの導入を本格的に検討している場合、まずはRFIDシステムの開発企業に連絡してみましょう。
導入作業は、開発企業と相談しながら次のような流れで行います。
 
・事前検討
現状、どういった課題や問題点があるのか、RFIDの導入効果はあるのかを検討します。
RFIDの導入にかかるコストよりも、導入によって得られる効果の方が高いのかを定量的に見ていきましょう。
 
・使用環境のチェック
RFIDを使う現場の環境をチェックします。
読み取りを阻害するものはないか、他の精密機器への影響はないか、通信距離に適した広さかなどを事前に確認します。
 
・テスト
RFIDシステムを導入し、現場で問題なく使えるかを実際にテストします。
きちんと読み取りができるよう、環境やシステムを最適化していきます。
その他、自社に合わせて仕様をカスタマイズすることもできます。
 
・導入
テスト段階で最適化ができたら、本格的に導入します。
システム導入後も不具合や疑問点があったらすぐに対応してもらえるよう、保守サービスのしっかりした企業のRFIDを選ぶと安心です。

RFID導入時の注意点

RFIDは従来のバーコードよりもはるかに便利ですが、導入すれば必ず業務の効率化につながるというわけでもありません。
 
RFIDを活用するためにも、導入時には必ず次の点に注意しましょう。

電波に関する注意点

RFIDの電波は金属の影響を受けやすいため、RFタグやリーダライタの近くに金属があると上手く読み取りができません。
 
大きな金属が近くにある場合、磁性シートを使うなど影響を少なくする必要があります。
また逆に、RFIDの電波が他の精密機器に影響を及ぼすこともあります。
精密機器が近くにある場合は、リーダライタの電波の強さを調整するなどして対処しましょう。

1度にすべて読み取りができるとは限らない

RFIDは遠距離や箱に入ったままでも読み取りができる優れものですが、必ずしも1度で100%読み取りができるとは限りません。
 
「RFIDのデメリット」の項目でも解説した通り、過信するのはNG です。
RFIDでの読み取り作業は、数回繰り返す必要があるということを理解しておきましょう。
 
手間のように感じるかもしれませんが、それでもバーコードに比べるとかなり手間と時間の削減になります。

自社に合ったRFIDシステムを選ぶようにする

RFIDには、通信方式や周波数帯、読み取り方式などによって、タイプが非常に細かく分かれています。
スペックが高くなればその分コストもかかるので、単にハイスペックのものを選ぶのではなく、自社で効果を発揮できるRFIDを導入するのが望ましいです。
 
使用する環境の広さや用途に合わせて、自社に合ったRFIDシステムを選ぶようにしましょう。

まとめ

RFIDは、RFタグとリーダライタとの無線通信を用いた利便性の高い技術です。
様々な場面で活躍しているRFIDは、作業に費やさなければならなかった時間を短縮してくれるだけでなく、ICカードなど多様性も幅広いです。
まだ導入していない方は、効率化のためにも是非検討してみはいかがでしょうか。