RFIDの基礎知識 - JAPIA 日本自動車部品工業会

1
081202
日本自動車部品工業会セミナー
RFIDの基礎知識
ISO/IEC JTC1 SC31
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RFIDとは?
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3
RFID用語
RFID
RFタグ
RFカード(非接触ICカード)
RFID: Radio Frequency Identification
RFIDシステム
RFID、リモートID、移動体識別装置
電子タグ、 ICタグ、無線タグ、
無線ICタグ、トランスポンダー、
RFタグ
非接触ICカード
リーダ/ライタ 質問器、インテロゲータ、コントローラ
Harmonized Vocabulary
ISO/IEC
ISO/IEC
ISO/IEC
ISO/IEC
ISO/IEC
19762-1
19762-2
19762-3
19762-4
19762-5
General terms relating to AIDC
Optically readable media
Radio frequency identification
Concept relationship between terms
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代表的なRFタグ
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RFIDのシステム構成
<システム構成>
情報、電力
RFタグ
リーダ/ライタ
上位システム
情報
(ボタン)
(カード)
交 信
据置きタイプ
(スティック)
(ピン)
(ラベル)
手持ち式タイプ
<RFタグの構成>
半導体チップ
記憶部
送信部
電源整流部
受信部
アンテナコイル
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電波利用の国際状況
使用する電波は、世界中で使えること
ITU-R
ITU-R
第一地域
第三地域
第二地域
ヨーロッパ、
ロシア、アフリカ
オーストラリア、
日本、東南アジア
南北アメリカ
International Telecommunication Union – Radio communication sector
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ISOで審議されている周波数とISM周波数
13.56MHz
~135kHz
許容磁界強度(
日本)
LF
MF
HF
UHF帯
VHF
UHF
2.45GHz
5.8GHz
SHF
ISM周波数
( Industry, Science, Medical )
6.8
0.1
13.5 27 40
1
10
周波数(MHz)
433 900 2450 5800
100
1000
24125
10000
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ISO/IEC 18000の各パートと日本の電波法
各周波数のRFタグの日本での使用可否
ISO/IEC 18000 : 物の管理用RFタグ
電磁誘導方式
電波方式
交流磁界
電磁波
方式
[リーダ]
[タグ]
[タグ]
[リーダ]
(交流磁界の鎖交により電圧誘起)
Part
周波数
日本での
使用可否
2
~135
kHz
○
3
13.56
MHz
○
(一般無線機器と同じく、電磁波の伝播)
4
2.45
GHz
○
5
5.8
GHz
ー
6
860-930
MHz
○
7
433
MHz
△
日本950-956MHzを割り当て
⇒ 860-930MHzを860-960MHzに変更提案⇒承認
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ISO/IEC 18000 各パートと日本の電波法
ISO/IEC
18000
周波数
通信方式
-2
135
kHz未満
パッシブ
方式
可能
・微弱無線局と補正値
・誘導式通信設備
-3
13.56
MHz
パッシブ
方式
可能
・誘導式読み書き通信設備
(ARIB STD-T82)
可能
・構内無線局
(RCR STD-1)
・特定小電力無線局
(RCR STD-29、ARIB STD-T81)
・構内無線局
(ARIB STD-T89)
・特定小電力無線局
(ARIB STD-T90)
-4
2.45
GHz
パッシブ
方式
日本での
使用可否
-6
860-960
MHz
パッシブ
方式
可能
-7
433
MHz
アクティブ
方式
検討中
日本の電波法関連規則
・なし
(アマチュア無線が使用)
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RFタグの方式と特徴
方式
電磁
誘導
方式
~135kHz
13.56MHz
誘導
電磁界
電波
方式
433MHz
900MHz
2.45GHz
特徴
課題
●雨・氷・塵埃・鉄粉等の
影響を受けにくい。
悪環境条件でも使用可。
●アンテナの指向性が広い。
交信範囲が広い。
●非導電体(人体・ガラス・
木材等)への浸透性が
良い。
●外来ノイズが
多く、影響を
受け易い
●金属の影響
●交信距離が長い
(特に電池ありの場合)。
●指向性があり、交信エリア
の限定が比較的容易。
●無線LAN、
Buluetooth
との干渉問題
●金属による
反射及び
水の吸収
放射
電磁界
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RFIDの特徴
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RFIDの特徴
重要
●非接触性・・・離れていても読める
●追記性・・・・・書き換え、追記が可能
●耐環境性・・・汚れていても読める、電池不要
●多様性・・・・・様々な素材、形状で加工できる
●真贋性・・・・・複写、複製、偽造が困難
●迅速性・・・・・同時にたくさん読める
●透過性・・・・・電波透過物質なら中身が読める
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RFIDの周波数別の特徴比較
水や金属の影響を受け難くFA
用途には適しているが、ラベ
ル化が難しく又通信距離も短
いので使い方に工夫が必要
RWアンテナ
設計の容易さ
他システム
との干渉
特性のバランスが良く使い
易いため商品への貼付に
は適しているが、通信距離
が短いので、物流用途とし
ては工夫が必要
タグサイズ
135kHz
小
2.45GHz
タグ厚さ
易
薄
少
長
13.56MHz
小型タグが可能であり商品
への貼付には適しているが、
環境から受ける影響が大きく
設置に工夫が必要
通信距離
少
水・金属の影響
UHF
通信距離が長く物流用途には
適しているが、タグサイズが大
きいので商品への貼付は工夫
が必要
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UHF帯の特性(電波暗室)
RFタグ
(タグ面は
アンテナ
に平行)
Y
軸
3c
m
3c
m
アンテナ
1.5
m
Y
軸
RFタグ
Z軸
アンテナ
3c
m
リーダライ
タ
1.5
m
Z軸
リーダライ
タ
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UHF帯の特性(電波暗室)
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RFIDの周波数帯別の特徴比較
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水平
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RFIDの周波数帯別の特徴比較
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垂直
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RFID導入のポイント
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導入のステップ
使用周波数の決定
コンテナの大きさ、形状、数量は?
読み取り距離は?--- 135KHz 以下=13.56MHz <860~960MHz = 2.45GHz
読み取り範囲(角度)は? --- 135KHz 以下> 13.56MHz>860~960MHz > 2.45GHz
読み取り方法は? --- 定置式、移動式(ハンディタイプ)
使用RFIDの決定
書き込み方式は? --- 書き込み不可(ICメーカで書き込み)、1回書き込み、複数回書き込み
使用環境条件は?--- 温度、湿度、衝撃、振動
添付形態は? ---埋め込み、接着、スリット挿入
電波法はクリアしているか?
書き込みデータの決定
書き込みデータは?--- 管理番号、ICチップ番号、製造会社番号
データベースの形態は? --- 集中、分散
リカバリー手段の決定
IC チップ故障時のリカバリ手段は? --- 可読文字、1次元シンボル、2次元シンボル
比較すべきデータベースの形態は? --- 集中、分散
注意事項
RFIDの廃棄問題は生じるか? --- 電池、金属アンテナ、プラスチック 心臓ペースメーカ/徐細動器に対する配慮は? --- 表示、通知
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本当に必要な機能を見極める
1) 「データとのつき合わせ」が原則
2) 書き込み機能は多くの場合必須要件では無い
3) 通信距離はアプリケーションに適したものを
4) 現場、現物、現状の把握が第一
5) 個人情報保護も必要
6)人体への影響への配慮を
複数種類の
RFタグの採用は
システムコスト大
業務にとって本当に必要な機能を見極め、
最適なシステムを選択すること
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「RFIDシステム」に対する勘違い(1)
「RFID」を使うことを
決して目的にしない!
●「RFID」は、あくまでも課題解決のための「ツール」である!
●「課題」がみえないのに「RFIDを使うことだけ」を考えない!
●「課題の数値化」ができなければ、改善はできない!
●「誰の(何の)ために、RFIDを導入するか」を明らかにする!
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「RFIDシステム」を導入する目的は?
製品品質向上
トレーサビリティ強化
検査履歴の把握
コストダウン
ロスコストの低減
自動化&セルの融合
在庫削減
ライン稼動状況把握
製品・部品所在管理
作業品質向上
設備管理徹底
人為的ミスの防止
作業平準化の推進
歩留り向上
不良要因の解析
パーティクル排除
設備個別管理
消耗品寿命管理
RFIDシステムの
導入目的と
キーワード
リードタイム短縮
ニーズ個性化対応
製品サイクル短期化
柔軟なライン設計
上位系負荷の軽減
ライン数削減
段取り換えの自動化
ライン平準化の実現
柔軟性向上
投資低減
混流生産対応
変種変量生産対応
業界基準対応
法規制対応
HACCPへの対応
GMPへの対応
TS16949への対応
PL法への対応
リサイクル法への対応
環境問題への対応
ISO認証
ISO9000
ISO14000
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「RFIDシステム」に対する勘違い(2)
「RFID」と「各種コード」とは
決して敵ではない!
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「RFID」は素晴らしいツール
だが「万能」ではない!
●「RFID」は情報が見えないが、
「バーコードは」見える!
●「現場で使える性能/仕様」vs「コスト」?
●「RFID」が故障した場合は
「各種コード」でリカバリー!
●「読み出し」と「書き込み」を
同一現場で行えるか?
●「自動化工程では「RFID」、
人が関与すれば「各種コード」 と共存!
●「電波」はどこに行くのか?
どんな場所でも通るのか?
●「バーコード」で構築された「インフラ」を
無駄にしない!
●「同時一括読取り」による読み出しは、
100%ではない!
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市場動向・ニーズと
基本的な考え方
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市場ニーズ
ISO9000
安全・安心
食品:残留農薬、賞味期限、原産地証明、
O-157、BSE、鳥インフルエンザ
医療:患者の間違い、投薬ミス、院内感染、
医療材料の廃棄、薬の副作用
ISO28000
セキュリティ
テロ対策、子供の保護、
偽造品(偽札、偽ブランド品)
情報流出、情報改ざん
(コーポレートガバナンス)
「安全・安心」
「環境保全」
「セキュリティ」は
それぞれ
相関関係にある
ISO14000
トレーサ
ビリティ
の向上
環境保全
省エネルギー、省資源、熱回収、
3R(リデュース、リユース、リサイクル)、
環境ホルモン、有害物質、フロン、
二酸化炭素
ISO27000
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日本の産業分野での緊急課題
自動車
家電
食品
医療
運輸
リサイクル法
リサイクル率の
向上
環境影響物質の
管理
リサイクル法
リサイクル率の
向上
環境影響物質の
管理
食品の安全保障
O-157
狂牛病 (BSE)
鳥インフルエン
残留農薬
原産地証明
医療システムの
安全性保障
患者の間違い
薬、投薬量の間違い
院内感染
医療材料の廃棄
ロジスティクスシステム
の高度化
リアルタイム集配送シス
テムの実現
インターモーダル配送シ
ステムの確立
輸送品質保障
輸送時間短縮
有害物質、環境影響物質(環境ホルモン)管理の実現
QS(ISO)9000の品質トレーサビリティの保障
サプライチェーンマネージメントの高度化
全ての商品に必要な情報を国際的に
共通の方法で付与する
商品トレーサビリティの確立
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トレーサビリティの本質
業務が正常に行われている
ときはトレーサビリティは不要
導入のしきい地が高い
保険
低コスト、省エネルギー、
省資源に貢献
低コストのうち
効率化の実現が最も近道
●消費者の賢い選択
●政治的圧力
(法律、環境保全、リサイクル)
サプライチェーンの
効率化が有望
トレーサビリティの実現
アジア物流
コスト(20%)は
日欧米(10%未満)
に比べて倍以上
コスト負担者と
受益者が
異なる場合
がある
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自動認識技術の本質
データベース集中システム
自動認識技術
データベース内のデータと
対象とを比較認証する技術
●データベース集中システム
ネットワークオンライン
●データベース分散システム
スタンドアロン
ネットワーク上の
データベース
へのアクセスは
効率低下か?
●データベース複合システム
●1次元シンボル ●ICカード
●2次元シンボル ●RFID
●磁気カード
●バイオメトリクス
読み取り動作は
非効率か?
データベース複合システム
データベースシステムの形態により
使用される自動認識技術が異なる
データベース分散システム
自動認識技術を導入するためには、
すでにデータベースが存在することが条件
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ICTとデータキャリア
●分散型データベース
●スタンドアロンシステム
●オープンシステム
●集中型データベース
●ネットワークシステム
●クローズドシステム
RFIDの特長
離れて読める(読み取り作業が不要)、複数同時読み取り、
データが追記できる、セキュリティレベルを高くできる
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規格化の現状
データキャリア規格の階層
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データキャリア規格の階層
自動車識別 TC204
航空機識別 TC20
船舶識別 TC8
列車識別 TC9
Layer 3 アプリケーション
TC104/TC122 JWG
TC104 SC4 WG2
DoD
DHS
サプライチェーン,電子シール
UPU
Layer 2 データキャリアへのデータ格納方法規格
EIA
SC31 WG1/WG4 SG1
AIAG
タグ/リーダ間インターフェイス
リーダ/ホスト間インターフェイス
データキャリア
識別子
タグ固有ID
Layer 1 物品の識別規格
SC31 WG2
ユニーク識別(商品、輸送容器 etc)
Layer 0 データキャリア
SC31 WG1/WG4
エアーインターフェイス
コンフォーマンス/パフォーマンス
コンテナ識別
動物識別
情報識別
人の識別
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RFIDの規格
ISO/IEC 19762-1,2,3,4,5 Harmonized Vocabulary
ISO/IEC TR 18001, TR 24729-1,2,3 Implementation
ISO/IEC 18000-1.2,3,4,6,7
Air interface
ISO/IEC 24791-1,2,3,5,6
ISO/IEC 24710, ISO/IEC 24710
Software system
infrastructure
Elementary tag , Sensor and Batteries
ISO/IEC 24753
ISO/IEC 18046-1,2,3
Performance
ISO/IEC 18047-2,3,4,6,7
Tag ID
Conformance
ISO/IEC 15963
Tag
ISO/IEC 15961-1,2,3
Data protocol
Tag Driver/Logical memory
ISO/IEC 15962
Reader/Writer
Host
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標準の分担
アプリケーションシステム
データキャリア
標準EDIメッセージ&
シンタックスルールの標準化
各種データキャリア
技術仕様の標準化
UN/EDIFACT、EANCOM、
ANSI ASCX12、CII、ASN1、XML
リニアシンボル、2Dシンボル、RFタグ
JTC1 SC31
WG1/WG4
ISO/IEC
JTC1 SC32
ISO TC154
物品識別、
各種データキャリアへの
データ格納構造の標準化
データコンテンツ
の標準化
データ辞書
絶対ロケーション
の標準化
ISO TC8、TC20、
TC104、TC122、
ISO TC204、
TC122/104JWG
TC211
輸送容器の標準化
ISO TC104、TC122
JTC1 SC31
WG2/WG4
SCMの高度化
物品識別の自動化による産業界のIT化促進
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34
規格化の現状
サプライチェーン規格
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35
SCM高度化の考え方
EDI (EC)の
導入促進
UN/EDIFACT,
EANCOM, XML
製品の
ライフサイクル
管理の実現
部品・製品の
調達、生産、輸送、販
売、修理、リサイクル
の一元管理が必要
全ての企業の
EDI導入は不可能
EDIデータと荷物を紐
付けする必要がある
リニアシンボルによる
データベース集中
システムからの脱皮
全ての物品、全ての
輸送容器、全ての輸
送手段に固有の識別
番号が必要
ペーパー EDI
EDI 補完の手段が必要
高容量データキャ
リアの利用促進
2D シンボル
RFタグ
EDIデータを荷物に表
示する手段が必要
高容量データキャリアに
よるデータベース複合
システムの構築
通関を含めた
インターモーダル輸送
の実現
在庫削減、適切な
生産計画の実現
データキャリア/
コンテンツの
標準化
リアルタイムロケー
ションシステムの
利用促進
絶対ロケーション
コードの標準化
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36
SCMでの物品識別の原則
SCMの高度化
全ての産業分野で
全ての輸送手段
に、世界で唯一のオー
プンな識別コードを付
与する
複合一貫輸送の実現
全ての輸送容器
に、世界で唯一のオー
プンな識別コードを付
与する
緯度経度
全ての産業分野で全ての
発注者、受注者、配送
先 に、世界で唯一のオープ
ンな識別コードを付与する
全ての産業分野で
GPS /GLSと連動
全ての産業分野で全ての
発注者、受注者、配送
先の位置 を示す、世界で
唯一のオープンな位置コー
ドを付与する
全ての産業分野で全ての輸送単位(梱包) に、世
界で唯一のオープンな識別コードを付与する
全ての税関/出入
国管理事務所の位
置 を示す、世界で唯一
のオープンな位置コード
を付与する
全ての輸送中継地
点 (空港、港湾等)
の位置 を示す、世界で
唯一のオープンな位置コー
ドを付与する
全ての産業分野で全ての物 に、世界で唯一のオープンな識別コードを付与する
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37
サプライチェーンマネージメントのゴール
輸送手段
アイテム
マスター
カートン
コンテナ
RFID
サプライチェーン
全域の可視化
パレット
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38
サプライチェーンの階層
階層 5
階層 3
>> >
>> >
>> >
>> >
>> >
>> >
>> >
>> >
>> >
>> >
>> >
>> >
>> >
>> >
>> >
>> >
階層 0
個品
階層 4
パレット
コンテナ
階層 2
階層 1
個装
集合梱包
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政府の施策
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40
日本に於けるRFIDの環境
新経済成長戦略
e-Japan戦略Ⅱ
ISO
IEC
WCO
e-Japan戦略
IT戦略本部
財務省
経済産業省
標準化推進と価格低減
農林水産省
国土交通省
食の安心・安全
総合物流施策大綱
WTO
ITU
OECD
総務省
u-Japan政策
防衛省
JEITA
JAMA/JAPIA
GS1/GSMP
ユビキタスIDセンター
EPC global
Auto ID センター
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41
e-Japan戦略Ⅱ
基本理念:IT利活用により、「元気・安心・感動・便利」社会を目指す
IT環境上で新しい産業・サービスを創出する「新価値創造」が目標の柱の1つ
人と人だけでなく、人とモノ、モノとモノの結びつきが新価値創造の鍵 「RFタグ」はその基盤的ツール
取 組
先導的取り組み
医療、食、生活、中小企
業金融、知、就労・労働、
行政サービスの7分野で
の先導的なIT利活用
「RFタグ」も活用
新しいIT社会基盤整備
⇒ 次世代情報通信基盤の整備
・RFタグは、今後の利用ニーズを踏まえ、必要な周波数の確保について、
800/900MHz帯を含め検討する
⇒
次世代の知を生み出す研究開発の推進
・RFタグ等電子ID技術のハードウェア技術の研究開発及び実証実験を推
進するとともに、単価を下げるよう戦略的取組を推進する。電子ID技術と
進するとともに、単価を下げるよう戦略的取組を推進する。
IPy6に基づくインターネットとの融合技術の研究開発を推進する
・RFタグのような新しい技術を用いた情報システム全体の安全性・信頼性
などに関する課題や必要な社会的規範の形成に向けて調査研究を推進
する
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42
小泉前首相 回転寿司視察
2003/08/10 池袋
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43
経済産業省戦略 電子タグ(RFID)普及推進について
電子タグ普及
電子タグ普及
推進のねらい
推進のねらい
①
① 在庫管理、生産管理、顧客管理等の効率化
在庫管理、生産管理、顧客管理等の効率化
②
よる
② 商流、物流等の一体化に
商流、物流等の一体化による
サプライチェーンマネジメント
の改革
サプライチェーンマネジメントの改革
③
③ これらを通じた企業活動の円滑化と経済活性化
これらを通じた企業活動の円滑化と経済活性化
具体的な政策
国際標準化の推進
価格低減
ウォールマート、DoDの要求
タグ費用はベンダーの負担
現在EPCタグは約50円/個、荷物1個あたり材料費だけで50円のアップ。荷物が1万個
/月とすると年間600万円、10万個/月とすると6000万円の負担増。
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44
響プロジェクト
◆目 標:
響プロジェクト
現在数十~数百円のタグを一個5円に
すること(月産1億個の条件)
◆開発期間: 2年間 (H16/8~H18/7)
◆委託先:
日立製作所
◆協力企業: NEC、大日本印刷、凸版印刷、富士通
5
100
円
①導電性インクで
アンテナを印刷す
ることで低コスト化
円
数十円から5円以下
までの価格低減によ
り普及を促進!
③チップ小型化
による低価格化
②チップとアンテナ接
合工程の効率化に
よる低価格化
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45
電子タグ実証実験
平成15(2003)年度
平成16(2004)年度
●家電業界
●建設機械業界
●産業車両業界
●農業機械業界
●物流業界
●アパレル業界
●書籍関連業界
●レコード業界
●DVD・CD業界
●出版業界
●家電製品業界
●電子電器機器
業界
●百貨店業界
●アパレル業界
●食品流通業界
●医薬品業界
4業界で実施
~UHF帯電子タグを初めて使用~
7業界で実施
~企業を超えたサプライチェーンでの活用~
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2008-12-02
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電子タグ実証実験
平成17(2005)年度
平成18(2006)年度
●電機・電子業界
●メディア
コンテンツ業界
●国際連携、国際標準推進
●医薬品業界
●未来型
店舗サービス
●マルチコード相互運用検証
●防衛調達業界
●日ASEAN
自動車部品輸送
●セキュリティ強化型電子タグ開発
●サービスロボット
●日中韓
複写機製造
~実際のビジネスプロセスへの適用、
投資対効果の算出を実施~
~電子タグの利活用を支える
共通基盤の整備~
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電子タグ実証実験
平成19(2007)年度
●医療分野
●住宅関連産業
●出版業界
●製品安全制度
構築
●航空機産業
●電子商取引への
活用
●日配品分野
~流通・物流効率化システムの
開発調査~
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ご清聴、ありがとうございました。
ISO/IEC JTC1 SC31
国内委員会委員長
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