UHF帯RFID活用:アラートシステム その2  ~NG品流出防止・出したくないものを出さないために~

概要

前回その1では、NG品(不良品)・製品でないモノの混入や流出防止として、まずはよくあるケースとして、「NG品」というICタグを検知することで”アラート”を出したい場合のUHF帯RFID活用を紹介しました。

今回はちょっと凝ったパターンでの活用を紹介します。

マーストーケンソリューションの自律動作型UHF帯リーダライタならではの制御用パソコンなど使用しないでリーダライタ本体ですませることができる方法です。

ケース2 正しいICタグが貼付されているかを検知

想定シチュエーションと方法

  • ケース 2
    • 特定の型式の製品に、特定のルール(SGTIN)でエンコードされたICタグが貼付されているはずだが、貼付もれ・間違いや、不良で読めないICタグがあり、それを発見したい。
      ⇒ 「ICタグが検知できないこと」を発見する。

    リーダの動作としては、「ICタグの検知を実行しても、指定フォーマット(SGTIN)のICタグが指定時間の間、検出できなかったらアラート(デジタル出力)を行う」という処理を行います。

    本稿では、生産ライン等で流しながらセンサーで通過時に検知を開始して、通過する一定時間に検知できるか?というイメージですすめます。

    システムのイメージ

    RW_デジタルIO_アンテナ
    UHF帯ICタグ
    • ICタグ
    • アンテナ
    • UHF帯RFIDリーダライタ

    デジタルIN:センサー・スイッチなど使用して検知を開始

    デジタルOUT:表示灯・積層灯点灯・ブザー鳴動等あるいはPLC等上位機器に接続し、そこからラインを停止

    ※サーバはこのケースでは不要

    今回の例では、以下のようにセンサー・表示灯を接続することとします(※接続する機器の仕様に応じて、リレー等を使用する必要があります)。

      1.デジタル入力0にセンサーを接続 

      2.デジタル出力2に表示灯を接続

    接続に関しては製品の資料や、表示灯・積層灯機器の仕様書をもとに接続を行ってください。MRU-F5100JP/MRU-F5025の取扱説明書(クイックスタートガイド)には接続例など掲載されています。

    ハードウエアの設置イメージ

    ラインIO

    製品ライン横にセンサー及びアンテナを設置し、センサーで読取を開始し、一定時間、ICタグ検知を行います。

    ■ICタグのエンコードフォーマット(GS1 EPC/RFID標準 の SGTIN )

     今回は、一般的な商品という例ですので、「SGTIN(商品用の個別識別コード)」を使用した例を紹介します。これは、いわゆるスーパーや、コンビニエンスストアのレジで読ませるバーコードであるJAN(GTIN)に、シリアル番号を付加して、個品毎に異なるコードをつけたもので、GS1の事業者コードが必要になります。

     たとえばGS1事業者コード9桁の企業が標準JANコードを製品に付与する場合は、GS1事業者コードに商品アイテムコード3桁をつけ、それにチェックデジット1桁をつけて合計13桁になります。例えばGS1企業コード「451234657」、商品アイテムコード「100」であれば以下のようになります。(チェックデジットの計算方法は割愛しますが、この例であれば6になります)

    JANコード(GTIN)

    12345678910111213
    4512345671006
    備考GS1企業コード商品アイテムコードCD

     このJANコードにシリアル番号を付与して値をきめ、それをSGTINのルールでフォーマットしてやるとEPCのデータが出来上がります。(※SGTINにはSGTIN-96やSGTIN-198などいくつかフォーマットがありますが、本稿ではSGTIN-96で進めます)

       SGTIN-96 : 96ビットのICタグでの商品の管理を想定したコード体系です。  

    SGTIN-96 項目内容備考
    GS1事業者コード4512345679桁の例です
    商品アイテムコード100企業コードが9桁の場合、3桁になります
    シリアル番号(連番)123
    フィルタ1POSアイテム

    SGTIN-96のエンコードのやり方については、割愛します。

    PCブロック: SGTIN-96なので、多く使用されている一般的なタグであれば「3000(16進数)」

    ※UHF帯ICタグのPCブロックは16ビットあり、各種のシステム情報が含まれています(EPCの長さや「GS1 EPC/RFID標準」フォーマットであることのフラグ情報など)。ICチップによっては、読み取り時に「3000(16進数)」にならないものがありますのでご注意ください。本稿では3000(16進数)として進めます。

    上記の内容でエンコードを実施するとUHF帯ICタグのEPCバンクに書き込むデータは、以下のデータになります。

    • PCブロック:3000(16進数)
    • EPC : 302DAE54B07019000000007B(16進数)

    EPCの先頭58bitがGS1事業者コードや商品アイテムコード部分で、後ろの38bitがシリアル番号部分に使用される部分です。

    シリアル番号部分は同じ製品でも個品毎に異なる連番を付与してICタグを作成します。

    リーダの設定

     ここでは、センサーからのデジタル入力がきたら、3秒間 ICタグの検知を行い、対象の商品アイテムコードのICタグが検知できなかったら(ノーリード)、デジタル出力を3秒間、出力するように設定します。以下に設定内容を示します。

    ■動作モード

    動作モード :  トリガーモード

    ※トリガーモードは、センサー等と連携してICタグの検知を実行するモードです

    ■トリガーモードの設定

    重複チェック機能: チェックする

    データ送信タイミング : 読み取り終了時に送信する

    ※今回は検知できないときがポイントですので、ここはあまり関係ありませんが、上位に検知データを送信すれば、データを記録/確認できます。

    ■デジタル出力設定

    デジタル入力0(DIN0)

    ・使用: 使用する

    ・トリガON条件: OFFからON

    ・トリガOFFポート(DIN):DIN0

    ・トリガOFF条件: OFFからON

    ・読取開始までのディレイ時間: 0

    ・読取タイムアウト時間:3000ms(3秒間)

    デジタル出力2(DOUT2)

    ・設定内容: ノーリード

    ・出力時間:3000ms (3秒間)

    ■フィルタ設定

     本事案以外のICタグを検知して反応してしまわないように、ICタグを「フィルタ」します。対象以外のICタグがついていたら、NGですので、それは検知対象外にします。ICタグが不良でうまく検知できなくても、検知できませんので、このフィルタ設定で、対象となるICタグが貼付されて、検知できるものだけが読み取り対象になります。

    以下は上記の例の「SGTIN-96」の場合に、シリアル番号以外のEPCのGS1事業者コード・商品アイテムコードの部分を指定してフィルタを行う例です。

    PCブロックと、EPCのGS1事業者コード・商品アイテムコードの部分(先頭58ビット)を指定してフィルタができるようにする設定は以下です。

    PCフィルタ

    • ルール1 使用する
    • フィルタ種類: PCフィルタ
    • オフセット:0
    • データ長:16
    • データ:3000

    EPCフィルタ

    ルール2 使用する

    フィルタ種類: EPCフィルタ

    オフセット:0

    データ長:58

    データ:302DAE54B07019000000000000000000

    ※データは16バイトの固定長で指定します

    ※もしも、特定のGS1事業者コード+商品アイテムコードのものでなく、特定のGS1事業者コードのものを対象としたい場合は、先頭58ビットでなく、44ビットになり、上記の設定でいえば、以下のような設定になります。

      データ長:44

      データ:302DAE54B07000000000000000000000

    まとめ

    これで、対象となる「ICタグが検知できない」、すなわち、貼付されていない・不良といった場合にアラートを出すことができ、次の工程に流出することを防止することができます。

    ICタグの場合、見た目では壊れていることや、内部もメモリの中身の間違いなどがなかなか判りませんので、実際に検知して確認するしかないということもよくあります。

    こういった検知とデジタルOUTによるアラート出力を、当社の自律動作型リーダライタでは、パソコンなど上位ホストによる操作なしでリーダライタ単体で行うことができます。

    こちらも参考にしてください ⇒ Tutorial UHF帯RFIDリーダライタ(FRU/MRUシリーズ) デジタルIO連携part2

     アンテナの設置 ~VESAの活用~

    アンテナは板状のものが多く、背面や、四隅の取り付け穴で壁面やポールなどに固定します。

     背面や、四隅の取り付けネジ穴がVESA規格の穴位置に対応しているものも多く、一般のモニター用VESAアームなど活用して、取り付けることができます。

     VESA規格の金具には2軸や3軸で方向が変えられるものが多く販売されており、角度や方向を変えての読み取り調整に役立ちます。

    参考

    JAISA(一般社団法人 日本自動認識システム協会)のホームページは役立つ情報が多く掲載されています。参考にしてください。

        JAISA 公開資料>RFID関連

    固定式リーダライタ MRU-F7100JP
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    RFID所在/通過管理スタートアップ
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    RFID通過方向検知装置