RFIDとは？仕組みやメリット・デメリット、活用事例も解説

RFIDとは、電波を用いて非接触でRFIDタグの情報の読み取り・書き換えを行う技術です。複数のタグを一括でスキャンできるため、在庫管理や検品などの作業に活用されています。この記事ではRFIDの仕組みやメリット・デメリット、導入時の注意点などを解説します。

目次

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1. RFIDとは
2. RFIDのメリット
3. RFIDのデメリット
4. RFIDタグの種類
5. RFIDリーダーの種類
6. RFIDの活用事例
7. RFIDを導入する際の注意点
8. まとめ

RFIDとは

RFIDとは、データの読み書きを行うシステムの一種です。「Radio Frequency Identification」の頭文字をとった言葉で、直訳すると「無線周波数識別」を意味しますが、わかりやすく言えば、電波を使用してデータの識別を行うシステムのことです。

例えば、商品の棚卸の場面では、従来のバーコードを読み取る作業と比べ、商品に触ったり箱を開け足りせず、脚立も不要で読み取りができるため、迅速かつ効率的な作業を実現します。棚卸や在庫管理だけでなく、入荷検品・レジ・固定資産管理などの場面でも便利です。

この記事ではRFIDのメリットや活用事例などを解説しますが、まずはRFIDの仕組みから解説していきます。

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RFIDの仕組み

RFIDは「タグ」「リーダライタ」「処理システム」の3つの要素で成り立ちます。タグは、RFIDタグ・電子タグなどと呼ばれ、情報を格納したチップと無線通信用のアンテナを内蔵しています。シールとして貼れたり、資材に内蔵できたりと形状やサイズはさまざまです。

リーダライタは、電波でタグと通信して情報の読み書きを行います。リーダライタの形状やサイズもまたさまざまで、用途によって異なります。在庫管理にはハンディタイプが一般的ですが、入場管理用のゲートタイプのリーダライタもあります。

処理システムは、RFIDで取得した情報を活用して、適切なアクション(在庫管理・POSレジなど)を実行します。収集したデータをデータベースに格納し、必要に応じてリアルタイムで情報の追跡・分析などを行い、適切な操作を行います。

RFID導入に必要なもの

RFIDが、タグ・リーダライタ・処理システムの3つの要素で構成されることについて前述しましたが、これはRFIDの導入に必要な要素であることも意味します。

メモリと通信アンテナを内蔵するタグ(通称：RFIDタグ)は、ICタグ・RFタグ・無線タグなどさまざまな呼称を持ちますが、いずれも同じものです。また、タグと通信してデータの読み書きを行うためのリーダライタも必要です。

リーダライタでタグから得た情報を活用するためのアプリケーション(システム)は、用途・目的に合った機能を備えていることが重要です。同じ在庫管理システムでも、アパレル・飲食・医療など業界によって求められる機能性が異なる点は覚えておきましょう。

RFIDのメリット

RFIDは電波を使う特性から、非接触・複数同時スキャン・遠隔読み取りなどのさまざまなメリットがあり、従来の方法よりも飛躍的に作業スピードを向上させられます。ここでは、RFIDの実用面における具体的なメリットについて解説します。

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複数のタグを一括で読み取れる

RFIDを使えば、電波によって複数のタグを同時にスキャンできます。従来のバーコードスキャンではタグを一つ一つスキャンする必要がありましたが、RFIDでは複数のタグがある場所をリーダライタでかざすだけです。

非接触であるため、タグを手に取る必要もなく、高速で大量のデータを処理できます。そのため、バーコードスキャンに比べて大幅な時間短縮が可能です。

読み取り範囲が広い

RFIDは、電波が届く一定の距離内であれば、リーダライタをタグの前まで接近させる必要がありません。また、高いところにあるタグとも無線通信が可能なため、脚立を昇り降りしたり、脚立を運んだりといった負担からも解放されます。

もちろん、作業負担が軽減されるだけでなく、作業時間が短縮される利点も大きいです。非接触の遠隔読み取りができることにより、店舗の棚卸や在庫管理以外にも、貨物コンテナ内の商品管理や駐車場における車両認識などの用途にも活躍します。

箱の中のタグも読み取れる

従来のバーコードスキャンでは、バーコードを直接読み取る必要があるため、箱の中にある商品は箱から出して一つひとつスキャンする必要がありました。しかし、RFIDは電波で情報をやりとりするため、箱の中のタグも簡単に読み取り可能です。

これにより「箱を作業しやすい場所に移動する」「箱を開ける」「箱から商品を出す」「一つ一つスキャンする」「商品を箱に戻す」「箱を元の場所に戻す」といった一連の作業が省略されます。作業規模が大きくなるほど、時間効率のメリットが大きくなります。

汚れ・印字のかすれがあっても読み取れる

RFID登場以前は、バーコードスキャンも効率的なデータの読み取り方法でしたが、タグに汚れや印字のかすれがあると読み取りができませんでした。その場合、別の方法でデータを参照する必要があり、作業効率はさらに低下してしまいます。

RFIDは電波でデータをやりとりするため、タグに汚れやテープがついていたり、印字がかすれたりしても、影響を受けずに情報を読み書きできます。

検索ができる

RFIDには検索機能があり、特定の商品情報を持つタグの位置を特定できます。例えば、倉庫内である商品がどこにあるのか探したい場合、そのリーダライタに商品名を入力して電波を発信することで、音で商品の位置を知らせてくれます。

これは、該当する商品が近くなるほどリーダライタから発せられる音の間隔が短くなり、商品を発見できる仕組みです。この機能は、製造現場や倉庫などでは「ガイガーカウント」と呼ばれることもあります。

セキュリティ性が高い

RFIDタグには、個別の識別子(ID)が格納されており、この識別子は複製が非常に困難です。また、タグが持つICチップ内のデータは暗号化されていることが多く、強固なセキュリティ対策が施されているため、不正アクセス・情報漏洩・データ改ざんも難しいです。

そのため、RFIDはアクセス制御にも利用されており、社員証や入館証などの用途にも適しています。最新のRFIDでは相互認証処理が導入されており、偽造タグや不正なリーダーによる読み書きを防ぎ、より高いセキュリティを実現しています。

RFIDのデメリット

RFIDは作業効率化のメリットが大きい反面、弱点やデメリットも存在します。そのため、扱う製品・用途・規模の大きさなどを考慮して、導入による効果を事前に検討することが重要です。ここでは、RFIDの普及が遅れる理由となるデメリットについて解説します。

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水や金属の影響を受ける

RFIDは電波を使いますが、電波は金属によって反射され、水によって吸収・拡散されてしまう特性があります。そのため、水の入ったペットボトルや、金属製品などでは読み取りがうまく行われない場合がある点がデメリットです。

水や金属製品では、タグを対象部分から離した位置に取り付けることが対策となります。また、金属製品用のタグもあり、金属による影響を抑えてスムーズな通信をすることが可能で、金属を扱う製造や医療機器の管理などで採用されています。

導入コストが高い

RFIDは、リーダライタやシステムが高価な場合が多く、導入コストがかかります。タグも品質や通信距離によって異なり、用途に応じて性能の高さを求めるほど、コストが高くなるのが一般的です。

また、タグを製品に取り付けるための時間やリソースも必要であり、その他、業界や用途によっては追加のセキュリティコストやライセンスコストがかかる場合もあります。そのため、RFIDは費用対効果をしっかり検討してから導入することが推奨されます。

読み取りの精度

RFIDは一度に複数の情報を読み取れるのがメリットですが、一つずつ読み取るバーコードに比べると、精度が劣る場合があります。そのため、業務に支障のない読み取り精度を実現できるかを、事前に検証することが重要です。

最新のRFIDではバーコードと比べても精度の差がない製品もありますが、RFIDを導入する前に、実際の現場での読み取り精度を確認するようにしましょう。

悪質な書き換えへの対策

RFIDのメリットでもある「情報の書き換えができる」点は、デメリットと表裏の関係にあります。なぜなら、情報が書き換えられることは、不正な改ざんを招いてしまうことにつながりかねないためです。

タグ自体に認証機能を搭載することにより不正な改ざんを防げる仕組みも開発されていますが、改ざん防止機能がない場合は、悪質な書き換えが行われないように注意する必要があります。

RFIDタグの種類

RFIDは、バッテリーの有無や周波数帯によって多くの種類に分類され、種類によって特徴や適した用途が異なります。ここでは、どのようなRFIDが自社の事業に適しているか判断する参考材料として、RFIDのそれぞれの種類について解説します。

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バッテリーの有無による分類

まず、RFIDタグはバッテリーの有無によって以下の3種類に分けられます。バッテリーを持たないパッシブタグは一般的な在庫管理に適しています。

通信の精度を上げたい場合はバッテリー搭載のセミアクティブタグ、大規模な管理や鮮度管理にはアクティブタグが採用される場合もあります。

種類	バッテリー	特徴
パッシブタグ	無	・メンテナンス不要で長期間の使用に耐える ・物流や在庫管理に適している ・小型で薄型、製品に取り付けやすい ・受信距離が長く一度に多く読み取りやすい
セミアクティブタグ	有	・通常時はパッシブタグと同様に動作 ・バッテリーを駆動しリーダに応答することもできる ・必要な時だけ駆動するためバッテリー寿命は長い ・誤検知が少ない ・入退室管理やアクセス制御に適している
アクティブタグ	有	・バッテリーの寿命はサイズと価格による ・100m以上の長距離通信が可能 ・大規模な倉庫での使用に適している ・サイズが大きく高価な傾向がある ・温度センサー内蔵で鮮度管理にも適している

周波数帯による分類

日本国内においては、RFIDで以下の表に示す4つの周波数帯が使われており、それぞれ通信距離や通信速度、適した用途が異なります。それぞれの特徴を押さえ、用途に合った周波数帯のRFIDを選ぶことが大切です。

比較的低い周波数帯であるLF帯は単純なアクセス制御に使われることが多く、LF帯より高い周波数帯のHF帯は、コンタクトレス決済で使われています。高い周波数帯であるUHF帯は在庫管理全般に適し、より高域のマイクロ波帯は製造現場で採用されています。

種類	周波数	特徴・主な用途
LF帯	135KHz以下	・通信範囲は比較的狭い ・金属や水の影響を受けにくい ・アクセス制御に適している ・ドアロック・エレベーター・車両のイグニッションキーなどの用途に使われる
HF帯	13.56MHz	・通信距離が短い ・タグやリーダを小型化・薄型化しやすい ・暗号化や認証機能によりセキュリティが高い ・スマートフォンや交通系ICカードでの決済などNFC技術の一部として使われる
UHF帯	860～960MHz	・通信距離が長く在庫管理や物流追跡に適している ・タグが他の周波数帯よりも安価 ・通信速度も速く効率的な識別が可能
マイクロ波帯	2.45GHz	・通信距離はUHF帯よりもやや短め ・高速通信で多くのタグを迅速に処理できる ・無線LANで使われる周波数帯域であり、電波干渉が起きやすい ・製造における個体識別や位置管理の用途に適している

使用用途による分類

RFIDタグには、主に「ラベルタグ」と「特殊タグ」の2種類があり、貼り付ける場所や使用用途により使い分けられます。

ラベルタグは一般的にラベルと呼ばれ、シール状であり、コストを抑えて手軽に使えるのがメリットです。ただし、金属に貼り付けると読み取れず、水・熱・衝撃などに弱いデメリットがあります。

一方で、特殊タグは、金属に貼り付けて使用できるものや防水性・耐熱性・耐衝撃性に優れたものなど、機能性が高い種類です。ただし、ラベルタグに比べてコストは高額になるため、自社の使用目的に合った種類を選定する必要があります。

種類	特徴	メリット	デメリット
ラベルタグ	・シール状 ・一般的に「ラベル」と呼ばれる	・手軽に貼り付けて使える ・コストを抑えられる ・商品タグや社員証などに加工しやすい ・プリンターで書き込める	金属に貼り付けると読み取れず、水や熱・衝撃に弱いなど、使用状況に配慮が必要
特殊タグ	・ラベルタグでは対応できない特殊な用途に対応する ・シリコン素材のものやタグに磁石が埋め込まれたもの、コンクリートの内部にタグを埋め込んだものなどがある	・さまざまなビジネスシーンに対応する豊富な種類がある ・金属製品に貼り付けて使用できるものや、防水性・耐熱性・耐衝撃性が高いものなど、高機能である	ラベルタグに比べてコストが高い

RFIDリーダーの種類

RFIDリーダー(※リーダライタ含む)は、さまざまな形状で設計されており、大別するとハンディタイプと据え置き型に分かれます。さらに機能性や特徴の違いを細かく見ると以下の5種類に分けられ、それぞれ適した用途が異なります。

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セパレート型

セパレート型は汎用性が高く、さまざまなアプリケーションに適していますが、その大きな特徴は、タグの電波を受信するアンテナとリーダー本体が一体化している点です。コンパクトで使いやすく、タグの読み取りが簡単に行えます。

また、バッテリー内蔵により、給電設備がない屋外でも長時間使用可能です。ただし、タグから得たデータを処理する機能はなく、パソコンやモバイル端末などと連携させる必要があります。

しかし、データの収集と処理の機能が分離している点は、汎用性とカスタマイズ性の高いというメリットにもつながっています。用途に応じてアプリケーションをカスタマイズしやすく、在庫管理・入場管理・点検など多用途に活躍します。

ライドオン型

ライドオン型は、セパレート型同様にハンディタイプのリーダーですが、本体上部にモバイル端末を取り付けることでデータ収集と処理の機能を一体化させます。タッチスクリーンやディスプレイを通じてその場で情報を表示・操作できる点が便利です。

また、用途に応じて端末を取り替えることができ、作業内容に合わせて異なるモバイル端末を使用できる柔軟性の高さが特徴的です。一方で端末を取り付けた分、重量が増すため、長時間使用時には負担感が大きくなります。

モバイル搭載型

モバイル搭載型は、リーダーとモバイル端末が統合されたデバイスであり、独立したモバイル端末を別途用意する必要がありません。データの収集と処理の機能も一体化されており、データ収集後に即座にアプリケーションで更新や削除などの操作が可能です。

一般的には、RFIDタグだけでなくバーコードスキャンにも対応しており、バーコードタグと併用される現場で効率性を高めます。持ち運びやすいタイプではありますが、前述のライドオン型よりも重く、大きい場合がある点はデメリットです。

また、高度の機能を備えるほど高価であり、バッテリーの管理にも注意が必要です。どのようにバッテリーが搭載されているかは製品によって異なりますが、いずれにしてもデータ収集と処理をまとめてできることは、バッテリーが消費しやすいことを意味します。

デスクトップ型

机やカウンターに設置して使うデスクトップ型は、常に待機状態にあり、RFIDタグがリーダーの読み取り範囲に入ると自動的に読み取りが行われます。そのため、ハンズフリーで使用でき、在庫管理以外にレジ会計システムや図書館の蔵書管理などで活躍します。

持ち運べるタイプではありませんが、据え置き型としてはコンパクトであり、作業スペースを確保しやすいのも利点です。多くのタグを効率的に処理できますが、高機能・高価である場合が多く、導入コストがかかります。

固定型

デスクトップ型のように机やカウンターではなく、天井・壁・ドア枠などさまざまな設置条件に対応しているのが固定型です。用途に合わせてリーダーによるRFIDタグの読み取り範囲を効果的にカバーできるメリットがあります。

タグの位置を正確に認識でき、読み取り精度が高いのも特徴で、入室管理を始めとするアクセス制御やセキュリティシステムへの活用に適しています。ただし、バッテリーは内蔵されていないため、電源に接続する必要があります。

RFIDの活用事例

ここでは、RFIDが実際にどんな業界・業務で活用されているかについて解説します。RFIDの技術そのものは多様な可能性を含んでいるものですが、代表的な活用事例としては、検品や在庫管理などが挙げられます。他にもセルフレジや従業員の作業把握にも役立ちます。

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検品

RFIDの迅速なデータの読み取りは、製品の入荷検品作業において大きな効果を発揮します。製品が大量に入った段ボールの箱が何箱もある場合、製品を箱から出して一つひとつ製品のデータを読み取るのは大きな時間のロスとなります。

しかし、RFIDなら箱を開けずにデータを読み取ることができ、作業時間は大きく短縮されます。そのため、入荷した製品の個数や種類などに間違いがないかを確かめる検品作業で多く活用されています。

セルフレジ

アパレル業界では、セルフレジの導入が進んでいますが、セルフレジにもRFIDの技術が使われています。顧客が商品に取り付けられたRFIDタグを自分で読み取って支払いを行うため、レジ待ちの時間を大幅に短縮できます。

店舗にとっては、従業員がレジ業務に割く時間を減少させることができ、より高度な顧客サービスに注力できる利点もあります。また、店舗の出入口にゲート型のRFIDを採用することで、盗難防止の対策も可能です。

セルフレジの導入だけでも、業務効率化や従業員の人員配置の最適化、顧客満足度の向上に寄与することができるため、小売業界での活用の効果は大きいといえます。

在庫管理・棚卸し

多くの業界において、RFIDは棚卸や在庫管理で活用されています。これは業界を問わず、RFIDがタグを一括で読み取れるメリットが大きいためです。手作業やバーコードスキャンと比べて、在庫の確認と更新が迅速に行えます。

在庫レベルがリアルタイムで把握できるため、欠品や過剰在庫の問題を最小限に抑えられるメリットもあります。また、商品の管理だけでなく、備品・資産の管理にも応用でき、正しい帳簿付けや盗難・紛失の防止に寄与します。

組み合わせるアプリケーション(システム)次第で幅広い用途・業界に対応できるため、小売りや物流に限らず、製造業・医療業界・図書館・航空業界などでも使われています。

従業員の作業進捗把握

RFIDタグは、モノの動きを把握できるため、工場でも採用されています。例えば、タグのICチップに、製品がどの工程まで進んでいるのかの情報を持たせることで、リーダーの識別によって、次の工程に進んでいいか否かの判断ができます。

さらに、RFIDが把握できるのはモノだけではなく、従業員の制服や社員証などにタグを組み込むことで人の動きも把握することが可能です。作業進捗や居場所をリアルタイムでモニタリングでき、人員配置の最適化を図って効率的に労働力を利用できます。

顧客の行動分析

主にアパレル業界においてRFIDは、試着室内にタグを取り付け、試着室に持ち込まれた商品の種類や試着された回数を把握してマーケティングに活用するために導入されています。

これにより、試着はされるものの購買に繋がらない商品の把握やマーケティング戦略の策定、試着した商品とのコーディネートに最適な商品の提案などが可能です。効率的なマーケティングで顧客の購買意欲を促進し、売上向上に貢献します。

RFIDを導入する際の注意点

RFIDを導入する際には、読み取り精度の検証を事前にしっかり行うことが大切です。また、法規制に違反しないことも重要です。ここでは、RFID導入時のこれらの注意点について解説します。

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現場環境での実験を行う

RFIDを本格的に導入する前に、必ず使用環境でスムーズに読み取りが行われるかの実験を行わなければなりません。RFIDの種類や使用環境によって、うまく読み取りが行われないケースがあるためです。

導入してからそのことに気づくと、効果が低いばかりか大きな損失につながるリスクもあります。実験では、タグの種類やリーダー機器、設置場所、製品のタグの取付位置、作業環境などを調整します。

使用環境において、最大限の効果を引き出すために、事前に実験を通して、適切な機器の選択や設定を行うようにしましょう。

出力によっては総務省への申請が必要

RFIDリーダーは、電波の出力によって総務省へ電波利用申請が必要で、UHF帯で1W以下の高出力タイプが該当します。また、高出力タイプである以上、出力調整で中出力(250mW以下)相当に弱めたとしても電波利用申請が必要です。

なお、高出力タイプは数m先のタグの読み取りが可能です。一方で中出力タイプは、読み取り範囲が狭いですが、電波利用申請は不要です。

参考：RFID（電波による個体識別）の申請｜総務省

まとめ

電波を使って非接触でデータの読み書きできるRFIDは、その利便性から検品や在庫管理を始め、さまざまな場面や業界で採用されています。管理業務を飛躍的に効率化できる可能性を持っており、企業のセキュリティ向上にも寄与します。

ただし、出力によっては電波利用申請が必要であるほか、導入前には必ず実証実験を行うなどの大切なポイントもあります。本記事を参考にRFIDの特徴を理解し、効果的に活用しましょう。