食品工場における生産性と効率性の向上は、日々の業務遂行において重要な課題です。このような課題に対応するため、RFID技術は新たな解決策を提供しています。この技術によって、在庫管理などが大幅に改善され、生産から流通までのプロセスがスムーズになります。本記事では、RFIDとは何か、RFIDの通信の流れ、RFIDの種類、メリットとデメリットを詳しく解説します。

RFIDとは？

RFIDは、「Radio Frequency Identification（無線周波数識別）」の省略形であり、専用のタグに格納された情報を電波を使って非接触で読み出したり書き込んだりする技術を指します。この技術は、商品や食品に電子的な情報が記載されたRFタグを利用し、そのデータを専用のリーダー装置で読み取ることによって使用されます。

RFタグ自体は、情報の読み取りや書き込みが可能な記録装置で、物理的な接触なしに利用できる点が特長です。電子タグ、無線タグ、ICタグ、RFIDタグなど多くの呼び名がありますが、これらはすべて同じ機能を指しています。バーコードシステムと比較すると、読み取り作業が迅速であり、特に倉庫でのピッキング作業などの効率化に貢献している技術として知られています。RFタグには形状や用途に応じた様々な種類が存在します。これらは、商品の種類や使用環境に合わせて選ばれ、使い分けられます。

RFIDの通信の流れ

RFIDの通信の流れは以下のようになります。

①リーダー装置の情報の送信

リーダー装置は、情報を電波や磁界を通じてRFタグに向けて送出します。

②RFタグの情報の受信

RFタグは、そのアンテナで電波や磁界をキャッチし、そこに含まれる情報を捉えます。

③RFタグの電力の生成

RFタグが電波や磁界をキャッチすることにより、アンテナに電力が生じます。この電力はRFタグを動作させるために使用されます。

④RFタグ内処理

RFタグ内の制御回路やメモリが作動し、適切なデータ処理を実行します。

⑤RFタグの情報の返送

RFタグは、内部データを電波や磁界を介してリーダー装置に向けて返送します。

⑥リーダー装置の受信

リーダー装置は、RFタグからの電波や磁界を受け取り、それに含まれる情報を取得します。

RFIDの種類

RFIDの4種類を解説します。

LF帯（Low Frequency）

環境の影響を受けにくいという特徴があります。この帯域は、主に自動車のキーレスエントリーシステムなどに用いられています。その通信範囲は限られており、デバイスの小型化が難しいです。

HF帯（High Frequency）

この帯域は、交通系ICカードなどに利用され、水の影響が少ないのが特徴です。LF帯と基本的な動作原理は同じですが、HF帯のデバイスはより簡単に小型化することができます。

UHF帯（Ultra High Frequency）

通信距離の長さが主な特徴です。広範囲に渡る通信が可能であるため、在庫管理など、大量のRFタグを一度に読み取る必要がある場面で使用されます。

マイクロ波帯（SFH：Super High Frequency）

アンテナの小型化が可能な点が特徴です。この帯域は電波干渉を受けやすく、通信範囲が狭いことから、少し扱いにくいとされています。

RFIDのメリット

RFIDの4つのメリットを解説します。

メリット①タグとの距離が遠くても読み取り可能

RFID技術では、タグとリーダー間の距離が数メートルから数十メートル離れていても、情報の読み取りが可能です。これには、バーコードシステムとは異なり、物理的に商品に近づかなければならないという制約がないのです。バーコードの場合、特に高所にある商品をスキャンする際には、落下の危険性などのリスクが伴います。

一方、RFIDを使用すれば、脚立などを使って高所に登ることなく、遠距離から安全にタグの情報を読み取ることができます。これにより、作業者が高所でのリスクを負うことなく、物理的な移動や商品を手に取る必要性が減るため、作業の効率性と安全性が大きく向上します。

メリット②一度に多数のタグを読み取り可能

RFID技術は、一度に多数のタグを読み取る能力を有しています。これは、バーコードやICタグを使用する場合と異なり、各タグをリーダー装置に個別に提示して情報を収集する必要がないです。その結果、多数の商品を扱う際には依然として時間がかかる作業が、大幅に簡略化されます。RFIDを使用することで、一括してタグ情報の読み取りが可能になり、結果としてピッキングや棚卸作業にかかる時間を削減することができます。

さらに、個別に数を数える際に避けられない数え漏れやその他のミスも、RFIDの利用によって大幅に減少します。これは、一定範囲内のRFタグを一気に読み取れるため、カウントミスが削減されるからです。この技術により、作業者の負担が大きく軽減され、人手不足に悩む企業にとってもメリットとなります。

メリット③タグが箱内にあっても読み取り可能

RFID技術を用いることで、商品のタグやバーコードが箱内にあっても外部から情報の読み取りが可能です。従来のスキャン手法では、商品の識別のために各箱を開封し、一つ一つのバーコードを手作業でスキャンする必要がありました。この過程は、商品の種類や包装の方法によっては、時間と労力を大量に消費する作業となり得ます。

しかし、RFIDを活用することで、箱を開けることなく、その中身のRFタグから情報を読み取り、商品数を自動でカウントすることができます。この方法により、作業の速度と効率が大きく向上し、商品の取り出しに伴う紛失や破損のリスクも低減します。

メリット④タグの汚れがあっても読み取り可能

バーコードの情報読み取りは、バーとスペースの配置を識別することに依存しています。そのため、バーコードが汚れたり損傷したりすると、リーダーが正確に情報を読み取ることができなくなります。このような状況では、バーコードに記載されている数字を人の手で入力する必要が出てきます。

しかし、RFID技術では、アンテナを通じてデータの送受信を行うため、タグの表面が汚れていたとしても影響を受けません。タグが汚れやすい厳しい作業環境でも、その性能を発揮してくれるでしょう。

RFIDのデメリット

RFIDの2つのデメリットを解説します。

デメリット①初期投資が必要

RFID導入には初期投資が必要です。このシステムを利用するためには、専用のリーダー装置と、管理したい各商品に対応するRFタグが必須です。特に、管理する商品の量が多い場合、必要なタグの数も増え、その購入コストは倉庫のサイズに応じて大きくなり得ます。

コストと利益のバランスを考慮することが重要です。RFタグは一枚あたり約10円の費用がかかりますが、この初期投資が業務の効率化によって十分なリターンをもたらさなければ、RFIDの導入は推奨できません。

デメリット②環境により読み取れない可能性がある

RFID技術は万能ではなく、特定の環境下ではRFタグの情報をリーダーが読み取れない事態が発生することがあります。例えば、アルミニウムで包まれた商品の場合、電波を遮断してしまい、情報の読み取りが困難になることがあります。また、複数の商品が密接に配置されており、タグ同士が極めて近接している場面では、読み取りに失敗する可能性もあります。

まとめ

RFIDとは？

RFIDは、「Radio Frequency Identification（無線周波数識別）」の省略形であり、専用のタグに格納された情報を電波を使って非接触で読み出したり書き込んだりする技術を指します。

RFIDの通信の流れ

①リーダー装置の情報の送信

②RFタグの情報の受信

③RFタグの電力の生成

④RFタグ内処理

⑤RFタグの情報の返送

⑥リーダー装置の受信

RFIDの種類

LF帯（Low Frequency）

HF帯（High Frequency）

UHF帯（Ultra High Frequency）

マイクロ波帯（SFH：Super High Frequency）

RFIDのメリット

メリット①タグとの距離が遠くても読み取り可能

メリット②一度に多数のタグを読み取り可能

メリット③タグが箱内にあっても読み取り可能

メリット④タグの汚れがあっても読み取り可能

RFIDのデメリット

デメリット①初期投資が必要

デメリット②環境により読み取れない可能性がある

この記事では、RFIDとは何か、RFIDの通信の流れ、RFIDの種類、メリットとデメリットを詳しく解説してきました。RFID技術は様々な産業において、効率的な業務遂行を実現し、作業者の安全性を高めるとともに、生産性の向上に大きく寄与するといえるでしょう。