生産システムにおける電子タグの利活用研究の紹介(財)製造科学技術センター ＦＡオープン推進協議会
生産システムにおける電子タグ利活用専門委員会
テクニカルアドバイザー

日立製作所 システム開発研究所

川上 賢一郎© Hitachi, Ltd. 2008. All rights reserved.

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FAOP 電子タグ利活用専門委員会でのRFID標準化活動© Hitachi, Ltd. 2008. All rights reserved.

FAオープン推進協議会
概略© Hitachi, Ltd. 2008. All rights reserved.

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１-１ FAOPの概要
ＦＡオープン推進協議会
FAOP, FA Open Systems Promotion Forum
http://www.mstc.or.jp/faop/
グローバル化、リードタイムの短縮など、製造業を取り巻く環境変化に対応した新しい生産システムの確立が求められています。このため、ＦＡオープン推進協議会では、急速に進展している情報技術に着目し、生産現場のＦＡコンポーネント及びその活用技術、さらには生産システムの構築技術分野において情報技術の積極的活用を図り、オープン・アーキテクチャに基づくニューテクノロジーの研究開発を行っています。

経営・財務

インテグレータ
システム・機器メーカ
学術関係者

オープン環境の推進

製造企業

生産システ
ム環境

通信環境

制御装置・製造装置© Hitachi, Ltd. 2008. All rights reserved.

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１-２ FAOPの構成
グローバル化、リードタイムの短縮など、製造業を取り巻く環境変化に対応した新しい生産システムの確立が求められています。このため、ＦＡ
オープン推進協議会においては、急速に進展している情報技術のオープン化に着目して、生産現場のＦＡコンポーネント、その活用技術、さらにはＦＡ/ＣＩＭの構築技術などの分野において、情報技術の積極的活用を図り、オープン・アーキテクチャに基づいたニューテクノロジーの研究開発を推進しています。

www.mstc.or.jp/faop/
メン
バー
ユーザ
企業
システム
インテグ
レータ
機 器
メーカ

Ｆ
Ａ
オ｜プン
推進協
議会

活動範囲委員会
研究会

分散環境
生産システムＸＭＬ情報連携実証モ
デル専門委員会会

通信環境
リアルタイム／オープンネット
ワーク

生産システムにおける電子タグ利活用専門委員会（大阪大学 名誉教授）

運営委員会委 員 長 風間 務 （三菱電機）
副委員長 須藤文雄 （NTT-AT）
副委員長 谷岡雄一 （清水建設）［特別会員］［研究会員］

NTTアドバンステクノロジ

株式会社ケー・ティー・システム

株式会社

運営
委員会

株式会社ソフィックス

オムロン株式会社

ダイキン工業株式会社

川崎重工業株式会社株式会社テクノリンク

清水建設株式会社

株式会社デンソー

株式会社ジェイテクト

日本電気株式会社

株式会社東芝

ヤマザキマザック株式会社

トヨタ自動車株式会社
株式会社日立製作所
ファナック株式会社

制御システム
学 識
経験者

オープン環境のコントローラ

富士電機機器制御株式会社

最適価値経営にもとづく次世代モノづくり
システム専門委員会

事務局
財団法人 製造科学技術センター
ＦＡオープン推進室
TEL. 03-5472-2561
E-mail. faop-jim@mstc.or.jp

ＦＡオープン推進協議会 会員 （３５社）

情報交換の仕組みとデータ構造
ネットワークを活用したものづくり支援サー
ビス専門委員会

長 岩田一明三菱電機株式会社
株式会社安川電機
株式会社山武［情報会員］
オークマ株式会社
株式会社神戸製鋼所
三洋機工株式会社
山洋電気株式会社
サンリツオートメイション
株式会社
シチズンマシナリー株式会社
大日本印刷株式会社
高津伝動精機株式会社
日本オートマティック
・コントロール株式会社
日産自動車株式会社
株式会社牧エンジニアリング
株式会社松浦機械製作所
松下電器産業株式会社
株式会社リコー

横河電機株式会社

１４社

７社

１４社

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１-３ FAOPの活動

パソコン

制御ネットワーク

PLC

パソコン

サーバ

CNC

PLC

工作機械・ロボットなどのＦＡ機器

パネコン CNC

RC

フィールドネットワーク

ＸＭＬ情報連携実証
モデル専門委員会

情報ネットワーク

EW
S

ネットワークを活用したものづくり支援サービス専門委員会

PLC

パソコン

電子タグ利活用専門委員会

パソコン

インターネット

生産管理などのシステム

デバイス制御用高速ネットワーク専門委員会

センサー
アクチュエータ

最適価値経営にもとづく次世代モノづくりシステム専門委員会

生産計画

ソフトウェアの世界
ハードウェアの世界© Hitachi, Ltd. 2008. All rights reserved.

5電子タグ利活用専門委員会
概略© Hitachi, Ltd. 2008. All rights reserved.

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１-４ FAOPの電子タグ関連活動■RFIDに関するFAOPの活動経緯
2003年10月〜2005年6月
生産システムにおける電子タグの活用調査研究会

2006年3月27日（第１回会合）〜
生産システムにおける電子タグ利活用専門委員会© Hitachi, Ltd. 2008. All rights reserved.

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１-５ 電子タグの活用調査委員会の活動

生産システムにおける電子タグの活用調査研究会
バーコードも含む広い意味での電子タグの生産システムへの応用可能性を調査• ユーザ企業（トヨタ自動車、アイシン精機など）• ハード/システムベンダ（オムロン、日立製作所、大日本印刷など）• システムインテグレータ（デジタル、横河電機など）が各々の視点で参加
成果報告書はFAOP公式サイトにて公開（約6MB）
http://www.mstc.or.jp/faop/doc/informative/FAOP-M_TAG_Report.pdf© Hitachi, Ltd. 2008. All rights reserved.

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１-６ 電子タグの活用調査委員会の活動

電子タグの活用調査委員会 成果概略
 アンケート調査を含めた電子タグ使用の実態調査実施
製造業における電子タグの初期導入の難しさが課題• 電子タグの活用に経験がない会社も活用に大きな関心を示す• 電子タグには、周波数、形状、耐環境特性などによって多種多用な選択肢がある

 生産現場で電子タグを活用する場合のガイドライン作成
ユーザーの事情や環境に応じて電子タグを選択することが容易となるよう、エンジニアリングツールを含めた電子タグと製造情報系とを結ぶミドルウェアの標準化が必要

生産システムにおける電子タグ利活用専門委員会© Hitachi, Ltd. 2008. All rights reserved.

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１-７ 電子タグ利活用専門委員会の活動

生産システムにおける電子タグ利活用専門研究会
電子タグ利活用専門研究会◆ 電子タグ活用のためのミドルウェアの標準化活動
 様々なRFIDを統一的に扱えるミドルウエアを標準化
 新しいRFIDを作るわけではなく、電子タグから取得した情報を扱う上位層のアプリケーションに近い側から、「どう管理・処理するか」の規格化
 日立製作所のRFIDミドルウェア「HitRimp/Base」を叩き台に基本項目（標準API等）を検討＋ JEITA／RFIDミドルウェア検討会への協力（委員会に先行して活動）（委員会に先行して活動） 電子タグ活用のための啓蒙活動及びガイドラインの作成
 ユーザ企業の使用環境に応じた電子タグの使い方を示すものである．新たにUHF帯のタグが国内で認可された、等の環境変化をとりこんだ更新が不可欠である．
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標準化の対象と内容© Hitachi, Ltd. 2008. All rights reserved.

２-１ RFID標準化の現状
リーダ/ライタ⇔電子タグ間のアクセス標準化

物理層であるエアーインタフェースは「ＩＳＯ／ＩＥＣ１８０００−Ｘ」にて統一

ホスト⇔リーダ/ライタ間のアクセス標準化

現状は、メーカによりコマンドが異なるため、プログラム変更が必須

ホスト端末

ホスト端末

X社ﾘｰﾀﾞ/ﾗｲﾀ

Y社ﾘｰﾀﾞ/ﾗｲﾀ

Ａ社タグ

Ｂ社タグ

Ｃ社タグ

各社リーダ/ライタが• 組み合わせ自由• ソフトウェアの変更・改修無し
ソフトウェアの変更・改修無しで使える「ミドルウェア」の標準化が、「ＦＡでのＲＦＩＤ採用拡大のキー」
 下位互換性についても考慮（前後10年間は利用できること）
 急速な技術の進展にあわせて新陳代謝（要素単位でアップデート）できること© Hitachi, Ltd. 2008. All rights reserved.

12２-２ 標準化の目的◆現状 デバイスを中心に、プラットフォーム単位等で部分的に共用可能

アプリ

アプリ

アプリ

アプリ

アプリ
ホスト

A社
プラットフォーム

B社
プラットフォーム

C社
プラットフォーム

デバイス

タグ© Hitachi, Ltd. 2008. All rights reserved.

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２-３ 標準化の目的◆理想 すべてのアプリ、デバイスが共有可能

アプリ

アプリ

アプリ

アプリ

アプリ
アプリ
活用の標準化A社
プラットフォーム

B社
プラットフォーム

C社
プラットフォーム
デバイス
活用の標準化© Hitachi, Ltd. 2008. All rights reserved.

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２-４ 標準化の目的◆理想 すべてのアプリ、デバイスが共有可能

アプリ

アプリ

アプリ

アプリ

アプリ

②タグデータ
A社
プラットフォーム

B社
プラットフォーム

C社
プラットフォーム

①ＡＰＩ© Hitachi, Ltd. 2008. All rights reserved.

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２-５ 標準化の内容①【現在委員会で議論中の標準化内容】
１

ＡＰＩの規定データアクセスAPIを規定する

他団体がアプローチ

デバイス制御APIを規定する
汎用的なメタAPIを規定する

実用性に課題＊製造業向けのメタAPIは検討

API構成のためのデバイスプロファイルを規定する（具体的なAPIはデバイス毎にプロファイル様式に則り個別定義）

標準化対象①© Hitachi, Ltd. 2008. All rights reserved.

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２-６ 標準化の内容①
標準化対象①

デバイスプロファイル 【デバイス種別毎に定義】

アプリケーションからの要求を、対応する各デバイス固有のコマンドに関連付け、実際にコマンドを叩くための変換テーブル

メタAPIとデバイスI/Fを仲介するデバイスプロファイルの規定
デバイス個別のプロファイルを定義し、それらをミドルウェア/アプリ動作（処理）に反映させる仕組みを整備（プロファイル読み込みＡＰＩなど）
デバイスラッピング機能

ライブラリ
メタAPI
デバイスI/F

デバイスプロファイル
デバイスプロファイル
デバイスプロファイル（コマンドリファレンス）（コマンドリファレンス）（コマンドリファレンス）アプリが叩くコマンドと、実際のデバイス制アプリが叩くコマンドと、実際のデバイス制御コマンドを関連付けるプロファイル
御コマンドを関連付けるプロファイル
プロファイルイメージ<TagAccessCommand><ReadID>ReadID()</ReadID><ReadMemory>Read(int,int)</ReadMemory></TagAccessCommand><ConfigurationCommand><ServerADD>SetServer(ip)</ServerADD></ConfigurationCommnad>狙い デバイス個別の制御I/FをメタAPIでラップするプロファイルの記述方法の定義
 ミドル/アプリはデバイスプロファイルを参照してデバイスを制御/タグへアクセス
 各ベンダーでデバイスプロファイル作成・公開しミドルに組み込むことでデバイスに自動対応© Hitachi, Ltd. 2008. All rights reserved.

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２-７ 標準化の内容②【現在委員会で議論中の標準化内容】
２

タグデータを様式規定する （間接的にＡＰＩも）タグにIDのみ、サーバ/クライアントにデータ本体
タグからはIDのみ取得

他団体がアプローチ

タグにデータ本体
タグ種類、容量などの多様性を考慮したフォーマット自体の定義（シリアライズ構造／バイナリデータなどを想定してのデータ記述ルールの規定）

標準化対象②© Hitachi, Ltd. 2008. All rights reserved.

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２-８ 標準化の内容②
標準化対象②

データプロファイル【データ種別毎に定義】

タグに持たせるデータの意味を標準として共有
9 データ的にもシステム的にも多様過ぎて、単一のデータ構造を規格化するのは困難
9 データモデルを個別定義にすると、データ毎に逐次データマップ問い合わせが発生する

データフォーマットの定義方法の定義
 フォーマット定義／記述のルールの規格化
 データ記述ルール、符号の意味規定（プロトコル化）
制約は• 小容量であること• 非構造化データ（シリアライズ記述、バイナリ記述可）であること© Hitachi, Ltd. 2008. All rights reserved.

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２-９ 標準化の内容②
イメージ1 記述順番型
フォーマットを、データ上の位置と意味の対応付けで定義する
例

シリアライズ記述されているデータの順番と意味の関係付け
KX45D688GK540701121521
ID

品種

日付

時刻

イメージ2 個別ヘッダー型（圧縮ヘッダー）
フォーマットを、データの意味を表す符合と、それが記述されている位置で定義する
例「４バイト間隔で２バイトのヘッダー付加」
ヘッダー記号制定（「XX＝モノID」など記号と意味の対応付け規定）
XXKX45XXD688YYGK54DT2007DT0112
ヘッダー

データ単位

これらの記述様式（記述の意味）を業界全体で共有＋用途別テンプレート提示© Hitachi, Ltd. 2008. All rights reserved.

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２-１０ 標準化対象のアウトライン
生産システムから見て、電子タグを汎用化するためのミドルウェアの定義を検討
アプリケーション
ミドルウェア

標準化対象②
標準化対象②
データ変換層データ
ラッピング機能

メタAPI

意味データ

意味データ
定義フォーマット

記述規定

追加API

デバイスラッピング機能
ライブラリ

デバイス制御層

デバイス

デバイス
デバイスプロファイル
デバイスプロファイル
プロファイル（コマンドリファレンス）（コマンドリファレンス）デバイスI/F

標準化対象①
標準化対象①
デバイス
プロファイル
メタAPI追加規定

生データ
ドライバ

ドライバ

ドライバ

ドライバ

A社リーダ

B社R/W

C規格R/W

D規格R/W・・・・・・© Hitachi, Ltd. 2008. All rights reserved.

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２-１１ 業界標準化に向けての課題
懸案事項◆ 標準的な電子タグメモリテンプレートを準備する必要ありＦＡ全体で統一できるか業界で統一できるか◆ ユーザメーカによって独自の運用をしたいというニーズは高い
どこまで統一できるかオプション領域のアクセス方法は？
◆ ＦＡにおける管理情報には多くのノウハウがあるため、セキュリティ対策は必須
標準化とのジレンマ◆ すでにある技術や標準をどのように取り込むか
既存の技術・標準をどこまでの範囲で考慮するか
これにこだわりすぎるのも危険© Hitachi, Ltd. 2008. All rights reserved.

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おわりに

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３-１ まとめ：標準化の目指すところ
RFID活用の観点からの製造現場システムの特徴
 トータルシステムとしての個別性
業種（製造対象品種）ごと、メーカーごと、工場ごと、フロアごとなど、個々の要件に対応して構築するため、個別性が高い

 アプリケーションの多様性
アプリケーションについても個別性が高く、同一システム内においても多様なアプリケーションが利用され得る

 既設システムとの連結
既設のアプリケーション、管理システム（バーコード等）に対し、システム的および作業的負荷を最小限にして導入できるか

 RFIDデバイス・タグの多様性
多種多様なタグ、デバイスからの要件に基づく選定および混用

 RFIDデバイス・タグの進歩への追従
デバイス、タグの進化に対応したシステムのアップデート（新タグ導入など）

構築・導入・改良コスト（金銭的、手間的、実作業の変化など）の増加© Hitachi, Ltd. 2008. All rights reserved.

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３-２ まとめ：標準化の目指すところ
製造現場システム＝個別性の高いシステム
開発・構築・カスタマイズ・導入コスト 高
製造現場システムの開発・構築・カスタマイズ・導入コストを下げたい導入後の新陳代謝コストを下げたい （新しい要素技術の容易な追加組み込み）
RFIDは、運用とシステムの間を繋ぐ有望なツール
手入力、バーコードなど

運用自由度が大幅拡大（RAM化、小型化、無線化、大容量化など）システムを構成する要素を疎結合にして、要素間のつながりを汎用化する
アプリ、デバイスの共用性向上、カスタマイズ性向上、低コスト化

そのための「枠組み」を用意する ＝ 標準化© Hitachi, Ltd. 2008. All rights reserved.

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ＥＮＤ

2008年6月23日(株）日立製作所 システム開発研究所© Hitachi, Ltd. 2008. All rights reserved.

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