電気自動車にもRFIDが登場

リー・テシュラー著 | 2021年3月18日

フランク・リンティ •シュライナー ロジデータ

OEM へのサプライヤーの多くは、特にプロトタイプの構築において、提供するコンポーネントに RFID 互換ラベルを組み込む必要があります。 これは、自動車 OEM コンポーネントの RFID ラベルに特に当てはまります。 ただし、OEM は、チップの内容構成の変動により、これらのラベルの使用に問題が生じることがあります。 そのため、自動車メーカーは標準化された RFID コンテンツの使用をますます必要としています。

サプライヤーにとって、自動車用途に一般的に適用される RFID タグの詳細と注意すべき点をいくつか知っておくことは有益です。

((rfid))-DistaFerr SL2 ラベルは、金属基板の影響を受けない RFID ラベルの例です。 金属上では最大 4 メートルの範囲から読み取ることができます。 特殊な素材を使用しているため、RFID トランスポンダーは耐久性に優れています。 現在の自動車基準に基づいてテストされており、耐候性を備えています。 これらのラベルは、(熱転写プリンタを使用して) 印刷し、現場でプログラムすることができます。

まず、RFID タグの記憶容量は最大約 2 キロバイトですが、車両に取り付けられる RFID ラベルの記憶容量は小さく、通常は 512 ビット (64 文字) から最大約 2,000 ビット (約 250 文字) です。 RFID タグ自体のチップの配置は、ほぼ標準的です。 ただし、ストレージは通常、運用データを保持するのに十分な大きさしかありません。また、まれに、オブジェクトの定義された状態も送信されることもあります。

RFID ラベルのコストは通常​​、組み立て、物流、その他の用途のいずれで役割を果たすかには依存しません。 コストに寄与する要因は、通常、ラベルがどの程度の酷使に耐えなければならないか、ラベルを貼り付ける必要がある表面、およびタグに必要な耐用年数を与えるために必要な接着剤の種類に関連しています。 タグのコストは、デザインと要件に応じて、通常、ラベルあたり 5 セントから 1 ユーロの範囲です。

さらに、RFID タグがバーコードよりも優れた選択肢である場合の厳格なルールは 2 つだけです。一般的に、自動で大量に記録する必要がある場合、遠隔地から記録する必要がある場合、またはセキュリティ要件がある場合は、RFID がより良い選択肢となります。 RFID は、たとえばチップ上に QM データを保存する可能性も提供します。 もちろん、バーコードを定義したら、そこに含まれるデータを変更する唯一の方法は、その上に別のコードを貼り付けることです。

金属基板上で使用するために設計された RFID テクノロジーの一例は、((rfid))-DistaFerr ラベルです。 寸法はわずか 10x50x1.7 mm で、市販されているオンメタル用途向けの UHF-RFID ラベルとしては最小です。 ユーザーは、熱転写プリンタを使用して、現場でラベルを個別にプログラムして印刷できます。 このソリューションにより、機械に統合された UHF-RFID リーダーへの生産固有のデータの自動送信が可能になります。 読み取り範囲は約1メートルです。

標準化された RFID にはいくつかの種類があることを知っておくと役立ちます。 ISO/IEC 18000 は、それぞれが独自の周波数範囲を使用する一連の多様な RFID テクノロジーを記述した国際標準です。 この規格がカバーする周波数の範囲は、ローエンドの 135 kHz から 960 MHz までです。 このうち、生産および物流用の RFID は通常、300 MHz ～ 3 GHz の UHF 帯域を使用します。

製造用途で時々見られる別のタイプの RFID は、ISO/IEC 15693 によって管理されています。これは、より遠く (約 1.5 m) から読み取ることができる、いわゆる近隣カードを対象としています。 タグの電力は通常、タグを無線で送信するリーダーから供給されます。 これらのシステムは 13.56 MHz (HF 範囲) で動作し、通常は ASK または FSK を使用して情報をエンコードします。 典型的な例は、公共図書館の書籍やテーマパークのパスにある、一定期間後に期限切れになる RFID タグです。 ただし、産業用 RFID タグでも同じ技術が使用されることがあります。

((rfid))-DistaFerr ESD は、ESD プラスチック製のコンテナまたは生産トレイで使用するように設計されています。 読み取り範囲は約2メートルです。 特殊な素材で作られた ((rfid))-DistaFerr ESD は耐候性があり、攻撃的な物質や洗浄プロセスへの曝露に耐えます。 このラベルは、現場でのプログラミングや熱転写プリンタによる印刷に適しています。

産業用 RFID アプリケーションには、既製のタグには適さない特別なニーズがあることがよくあります。 したがって、RFID の使用には、ある程度の開発作業が必要となり、場合によってはパイロット プロジェクトでの展開が必要となる場合があります。 たとえば、ラベルは、金属、ESD、カーボンファイバー、ガラスなどの困難な基材を処理したり、過酷な熱や寒さに耐えられるように調整する必要がある場合があります。

多くの部品には鉄、鋼、アルミニウムが含まれています。 金属は電磁場を遮断し、リーダーがタグ データを取得できなくなる可能性があります。 そのため、ラベルメーカーは、タグの読み取り性の歪みや低下を防ぐために、シールド剤を組み込む必要がある場合があります。

さらに、特に基板の材質が RF 受信を妨げる場合には、必要な範囲を得るためにタグのアンテナを微調整する必要がある場合もあります。 改ざん防止、パーソナライゼーション、暗号化などの特別な要件により、タグのサプライヤー側に追加の労力が必要になる場合もあります。

従来のUHF帯RFIDラベルは金属に貼り付けると読み取りができません。 オンメタル用のラベルは、通常、ヨーロッパの ETSI または NAFTA 地域およびアジアの FCC によって設定されている特定の UHF 周波数範囲に合わせて最適化されています。 これは、ラベルがこれらの特定の範囲内でのみ識別できることを意味し、物体がある大陸から別の大陸に移動するときに問題になります。 ((rfid))-DistaFerr Global は、この問題を軽減するために設計されたラベルです。 金属部分に設置でき、デュアルバンド アンテナのおかげですべての周波数帯域を処理できます。 チップのオプションに応じて、読み取り範囲は最大 6 m になります。 通常、ユーザーは現場でロールからラベルを印刷およびプログラムします。

RFID ラベルのサプライヤーは、特定の製造プロセスとの互換性のために必要に応じてタグを考案できます。 その結果、次のような特定のニーズや製造環境要因に対応するオフザロール処理、プログラミング、印刷が可能になります。

生産の開始: RFID ラベルを備えた金属コンポーネントは、検査基準や下流での処理方法など、さまざまな問題についてシステムや機械に通知できます。 また、タグを使用すると、品質管理、受入および出荷部門などのさまざまなステーションや、接続されている外部サービス プロバイダーへの引き継ぎも容易になります。

下流生産: アセンブリに多数の金属コンポーネントが含まれる場合、金属上のラベルと非金属のラベルが混在することになります。 金属上の RFID ラベルの多くは、悪天候にもかかわらず、部品に長期間貼り付ける必要があります。 関連する要件、特に過酷で厳しい条件に従って製品がテストおよび認証されている RFID ラベルのサプライヤーを利用するのが最善です。

塗装プロセス: 自動車シャーシの RFID ラベルは通常、車体工場で貼り付けられます。 その後、シャーシは数多くの塗装と乾燥のプロセスを経ます。 塗装方法によっては、温度が 230°C (446°F) に達する場合があります。 専用に開発された RFID オンメタル ラベルは、このような熱に耐えることができます。

組み立て: RFID-UHF ラベルは、特に金属部品の場合、バーコード ラベルよりも効果的です。 理由の 1 つは、リーダーが情報を取得するために RFID タグの近くに座る必要がないことです。 対照的に、バーコード リーダーでは、エラーなくスキャンするために近接する必要がある場合があります。

物流: 多数の進行中のコンポーネントは、自動的に読み取り可能でなければならないプラスチック製の容器に入れられています。 このようなコンテナには、フォークリフトでゲートを通過している間でも読み取ることができるように、比較的読み取り範囲の広い RFID ラベルが必要です。 金属上およびプラスチック上の RFID ラベルは、静電気放電などの取り扱い中に発生する可能性のある干渉問題を軽減するために利用できます。

効率は、標準化されたエンドツーエンドで読み取り可能な RFID ラベルを組み込むことで生まれます。 RFID エレメントは、内部プロセスを最適化し、生産チェーン全体にわたって価値を生み出します。

組み立て中に持ち上げたりスキャンしたりせずに記録する必要がある自動車部品やアセンブリは、RFID の主な候補です。 これらには、エンジン、トランスミッション、サスペンション、ステアリング システムが含まれます。 さらに、RFID は、エアバッグ、電気システム、バンパー、ベルト システム、シートなどの安全関連アセンブリでも役割を果たします。

最後に、注意すべき点は、RFID の実装ではデータ標準を遵守する必要があるということです。 ラベルは、サイズ、デザイン、メモリの点で VDA (ドイツ)、ANSI (米国)、または ISO に準拠している必要があります。 品質も重要です。 ラベルには、特別に認定された素材のみを使用できます。DW