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マテリアル・ハンドリングはRFIDで飛躍する

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～ダイフクがマテハン分野へのRFID活用に重ねた実績、今後の展開～

※この記事は流通研究社「月刊マテリアルフロー」2007年12月号に掲載された記事を転用したものです。

これまで余り表立った発表はなされていなかったのだが、実はダイフクでは早い時期からマテリアル・ハンドリング分野におけるRFIDの導入・活用に向けた研究と実験、そして実践経験を積み重ねている。
産業界では20年来のRFID活用経験のある製造業分野以外に、近年は流通・物流分野でもRFID導入が現実味を帯び、近い将来には爆発的な普及を予測する向きも少なくないことは周知の通り。
そこで同社は2001年度から研究を開始し、04年度から、各周波数帯でのパッシブRFタグの特性調査、また各研究機関との連携による活用調査を本格化させたのだ。
同社が滋賀事業所内に設置しているマテハン・ロジスティクスの総合展示場「日に新た館」では、様々なRFIDの活用例を展示し、会期の限られた展示会だけでなく、常設展示施設で一般にアピールしている。同館では07年10月、ゲート一括読み取りを行うRFIDコーナーを新開設した。
同社でRFIDの取組みを先導するFA&DA事業部・物流計画部システム開発グループ長の前樫公平氏は、「RFIDが持つ潜在的能力を引き出す技術開発を進めるとともに、その一端を日に新た館でご紹介しています。」と話す。
「マテリアル・ハンドリング・システム（以下、マテハンシステムと略す）とRFID（センサーを含む）を融合させ、国内はもちろんグローバル市場に対して、マテハンシステムの生産性を飛躍的にアップするシステムモデルを具現化していくことが、その目的です」

◆マテハンへのRFID活用メリット

同社ではRFタグの種類にこだわらず、RFIDを「最適な場所で、最適なものを提供（ハンドリング）する手段」ととらえ、マテリアル・ハンドリングにおけるその活用メリットを以下のように整理している。
①遠隔性：リーダから離れていても読取ることが可能
②非要視認性：タグが視認できる場所にある必要なし
③自動性：物に対する厳密な取付け位置の厳密な特定不要のため、自動化が容易
④一括読取り性：複数のタグを一括して読み書きが可能

　以上の特長より、
・人手の介入を削減できる
・物理的な物の流れと、それに関する情報をリアルタイムに紐付け、把握できる
というマテハンシステム構築上のRFID活用メリットが期待できるという考えなのだ。

◆SIベンダーの立場で最適解を追求

ダイフクは言うまでもなくRFIDベンダーではなく、RFIDに関してはマテハンシステムを通じたSIベンダーの立場にある。
最近は百貨店など消費財流通分野でもRFIDの実活用が始まり注目を集めているが、小売店舗とマテハンに求められるRFIDの機能は必ずしも同一でなく、対象と用途にマッチしたハード・ソフトの組み合わせを追求する必要がある。
そのときダイフクの考えるスタンスとしては、「期待効果を満足させるために利用するRFID関連ハードウェア、ミドルウェアの供給・実装については、メーカーや機種にこだわらず広い選択肢から、最適解を求めるようにしています」と前樫氏は強調する。
それによって一層進化したマテハンシステムを構築し、エンドユーザーの求めるソリューションを提供することがターゲットになる、ということだ。

ここで、ダイフクが滋賀事業所内の「日に新た館」で、見学者に紹介しているRFID活用モデルの中身を概観してみよう。

◆自動車生産ライン（1F）

わが国の自動車生産ラインにおいては、1980年代終わりごろからエンジンや車体の組み立てラインでRFIDが利用開始され、多仕様・混流生産の中で１台１台を識別管理することにより、コンベヤ制御・仕様指示・品質情報収集等に使用されてきた。
前樫氏によると、とくにエンジン組立・検査ラインや車体塗装ラインにおいて、油や塗料による劣悪な環境の中でも使用し、分散制御／信頼性の向上ができる自動認識媒体として、RFIDはまず浸透した。当初から通信距離20mm～1m、常温／200℃耐熱タイプ、パッシブ／アクティブタグも存在しており、ライン特性に合ったRFタグが採用され、利用されてきている。
またRFタグの記憶容量の増加によって、当初は主にコンベヤ制御や仕様指示に使用されていたものが、現在では車両組立ラインでの仕様指示や品質情報収集にも使われている。
また特殊な利用方法として、樹脂系の部品（バンパー、インパネ等）に小型RFタグを埋め込み、情報としてトレーサビリティや交換の履歴収集の目的で利用する計画もあるという。
一方、カンバン方式に代表される部品調達物流の仕組みにおいては、依然としてバーコードラベルの活用が主流だが、一部重要内製部品ではレーザー打刻によるロット管理、およびRFIDを利用したシステムも検討されている。
ダイフクでは、今までもこうした自動車メーカー各社のRFIDインターフェースを制御システムや情報システムに組込み、一括システムとして納入してきた。
また搬送台車制御でもRFIDを採用し、独自のアンテナ・コントローラを開発し、制御コンポーネントとして納入している。
こうした実績と経験を活かし、「日に新た館」では自動車ボディーに取付けたRFIDの「カンバンタグ」に生産指示情報などを持たせ、各工程において作業指示情報を提供するとともに、工程の進捗状況を把握できる仕組みを提案・紹介している（写真1）。
使用しているRFタグとリーダライタはオムロン製で、周波数は13.56MHｚ（HF帯）だ。

◆自動倉庫システム（1F）

自動倉庫の入出庫に合わせてバケット、トレーに貼付したRFタグを読取る、2種類の自動化システム支援デモを実施している（写真2、3）。
FA(Factory Automation;工場内の自動化)モデルでは、流れてきたワークに組付けるべき部品の組み立て指示をRFタグから読出し、端末画面に表示する。工場内のクローズドな用途では国際標準との連携は必ずしも求められないのでHF帯とし、タカヤのリーダライタ、大日本印刷のRFタグを使用している。
一方DA(Distribution Automation;流通・物流工程の自動化)モデルとしては、タグ読取りでバケット内容物のマッチング表示を行っている。DA分野ではオープン活用が想定されるため、国際標準に対応するUHF帯とし、富士通のリーダライタ、大日本印刷のRFタグを採用した。

◆ソータでの仕分け指示（2F）

高速仕分けシステムのジェットサーフィンソーターが仕分けるケース上面にUHF帯RFタグを貼付し、バーコードに代わって読取り、仕分け指示情報として利用するモデル（写真4）。
搬送速度140m／分のコンベヤ上では、荷物の在荷信号を受け取ってRFIDのリーダからデータを受取るまでのレスポンスが200ミリ秒以下という瞬時の高速読取り・仕分け動作制御が求められるなど、厳しい条件がある。
本モデルではUHF帯の特性である広範囲読取り機能を活かしつつ、物のシーケンスを守らなければならないコンベヤ特性を考慮し、在荷信号（PIO）をリーダに取込むことにより、物とデータの同期制御機構を開発、確実な高速仕分けを実現したという。
RFIDリーダライタとタグは三菱電機製を採用している。

◆ゲート一括読み取り（2F）

カゴ車とコンテナにUHF帯RFタグを貼付。カゴ車にはダイフク製品の「カーゴテーナ」を特殊加工し、タグをフレームに埋込む方式を開発した。
カゴ車タグとコンテナタグの一括読取りによる紐付けで、受入れ、払出しの簡易性、リターナブル管理の有用性を紹介するモデルだ（写真5）。
本設備は、ユーザーの活用モデルにおける実証実験施設を兼ねており、リーダライタはオムロン、タグは大日本印刷製を採用した。
前樫氏は、「日に新た館では、今後もピッキングシステム（DPS、DAS）でのRFID活用モデルを追加する方向で計画中です」と話している。

ダイフクでは以上の「日に新た館」モデルでの実証実験だけでなく、多数のRFID実験設備でのマテハンシステム構築に協力し、検証をサポートしている。

◆大日本印刷・SCMソリューションテストセンター

06年初頭にコンベヤ設備一式を大日本印刷（株）のSCMソリューションテストセンター（東京都）に納入、パレット、ケースの走行状態におけるRFタグ読取り実験、教育デモ等に活用されている。
同センターでは、これまですでに数十社におよぶユーザーの実際のワークを利用した実証実験を行っている。

◆MTI・RFIDの実用実験施設

近海郵船物流（株）大井物流センター内の（株）ＭＴＩ・RFIDラボに、デモ・実証実験用のジェットサーフィンソーターを納入。コンベヤスピード180m／分という高速環境での読取り実験や、仕分け制御の様子が見られるようになっている（本号64ページに関連記事）。

◆プラスチックコンテナ搬送読取り実験

汎用プラスチック製の搬送コンテナにRFタグを貼付、搬送スピードと読取り率の関係を明らかにする目的で検証を行ったもの（写真6）。
HF帯のタグの場合、読み取りデータ量が多く、かつコンベヤの速度が上がるほど読み取り不良率が増える。タグへの書き込みに関しては、読み取りのみの場合の約３倍程度の時間がかかり、またスピードに対する反応も相乗的に減衰することが分かった。
今回の実験では内容物（金属、水）の影響もあり100％読み書き可能な範囲は、コンベヤスピード17m/分で56バイトであった。

◆金属（ＳＵＳ）コンテナ搬送読み取り実験

金属コンテナへRFタグを貼付。静止状態での読取り・書込み時の通信性能の確認を主とし、既存計測データと合わせて、搬送時の通信の可能性について検証を実施した。
HF帯金属対応RFタグを用いても通信距離が10cm足らずと極めて短く、通常（金属がない状態）の性能を発揮することができなかったため、結果として2.45GHz帯メタル対応タグを採用することとした。
タグとリーダライタのアンテナ間距離を65cmとし、80m/分の速度で、56バイトのデータの読取りは成功したが、同速度での56バイトのデータ書込みは現状不成功に終わっており理論上6m/分（ほとんど静止状態）にしないと書き込みできないという。

◆ＵＨＦ帯干渉実験

日本自動認識システム協会(JAISA)の主催による近接したUHF帯複数リーダの干渉問題の検証事業に参画し、ダイフクが物流シーンでの要求仕様を立案。トラックバースをイメージしたエリアと、コンベヤ上でのケースの走行状態での実証実験を「日に新た館」にて実施した（写真7、8）。
この実験結果等を参考に、JAISAでは総務省に対しミラーサブキャリア方式（応答周波数帯をずらして干渉を防ぐ）の有効性を提示している。

◆JA三ヶ日 柑橘選果施設での導入事例

01年にダイフクがマテハンシステムを構築・稼働させたJA三ヶ日 柑橘選果施設における、RFIDの活用事例を簡単に紹介する。
本センターで選果仕分けを行う際、搬入されたケースは対象物の特性上、バーコードでは生産者が正しく貼付できない、販売時にラベルをはがす必要がある、等の問題があった。
そこで選果システムにおけるRFIDの利用を検討、以下のシステムが構築・運用されている（図表1）。
まず選果施設に搬入された生産物の生産者コード・品種・コンテナ数を設定器より入力、これらの情報をRFタグに書込む。
書込んだタグを果実と同じ球形をしたプラスチックケースに入れ、生産者単位の先頭コンテナの中に投入、コンベヤで搬送する。
選果ラインの手前でこのタグを読取り、生産者コンテナ単位に該当ラインへ自動仕分けを行うが、タグが載せられているコンテナ位置は一定せず段差がある。そこで本来ならアンテナを複数台設置して読み取るところを、逆にアンテナを高さ方向に可動式とし調整している。
これは当時、リーダがまだ高価で、複数リーダを取付けるより1台を可動式にしたほうが安価だったことによる。次工程での選果は蜜柑１個単位で行なわれるが、ここでボール型のRFIDタグを回収する仕組みである。

◆人・もの・情報の一体化、リアルタイム管理　

マテハン分野でのRFID活用を考える場合、搬送中におけるRFタグへのアクセスは必要不可欠となる。「それだけに、読み取り困難な状況を克服するための実証実験を引き続き継続していく必要があると思います」と前樫氏は指摘する。
「同時に、ものにタグを付け単に読取りを行うだけではなく、今後は情報システム及び人との関りをいかに連動させるかが重要となるでしょうね」
RFIDにより人・もの・情報の一体化が実現できれば、効率的な運営、生産性の向上、業務処理レス、最適人員配置が見込まれ、全体の物流コスト削減に寄与するはずだからだ。
さらにRFID技術の発展により、今後はどこに、何が（誰が）、どれだけあるか（どこにいるか）がリアルタイムに把握可能になることが期待されている。現在何が・どうなっているかが分かり、変動事由が加わればリアルタイムな予測も可能になってくるだろう。
それにより在庫全体の圧縮が進み、生産性の飛躍的向上、さらには自動検品など自動化レベルの一層の向上に繋がっていくに違いない。
……ダイフクではRFIDの近未来をこう展望しつつ、今後も様々なシーンでのRFID実験・導入に挑戦し、ユーザー／エンドユーザー、ベンダー、ソリューションパートナーと連携しながら、システムインテグレータの立場で最適なRFIDシステム提案を目指していく考えだ。
　　　　　　　　　　
本誌は2000年頃から、「まだ使い物にならない」「物流には時期尚早だ」――そんな一部の非難を浴びつつ、流通・物流分野におけるRFID活用の可能性を追い続けてきた。ダイフクがこれまでの実績を踏まえ、マテリアル・ハンドリング分野におけるRFIDの活用範囲を広げていけば、マテハンユーザーが享受するメリットはさらに高まるに違いない。今後が楽しみだ。

出典：流通研究社「月刊マテリアルフロー」2007年12月号