เวลาจะเลือก RFID Tag มาใช้ในโรงงาน หลายคนมักเริ่มต้นด้วยคำถามแค่สองข้อ คือแบบไหนอ่านได้ไกลกว่ากัน กับแบบไหนถูกกว่ากัน แต่พอเอาไปติดตั้งกับหน้างานจริง เรื่องที่ต้องคิดกลับมีมากกว่านั้นเยอะ
Tag ที่ใช้ในคลังสินค้าได้ดี อาจใช้ไม่ได้เลยถ้าเอาไปติดบนชิ้นส่วนโลหะ หรือ Tag ที่ทำงานปกติในห้องผลิตทั่วไป พอเจอความร้อน น้ำมัน หรือสารเคมีในบางกระบวนการ ก็อาจเสื่อมเร็วกว่าที่คิด
นอกจากจะต้องเลือกระหว่าง Active กับ Passive RFID Tag แล้ว ยังต้องดูด้วยว่า Tag จะไปติดกับอะไร อยู่ในสภาพแวดล้อมแบบไหน และต้องใช้งานนานแค่ไหน พูดง่าย ๆ คือการเลือก RFID Tag ไม่ใช่แค่เรื่องระยะการอ่านอย่างเดียว แต่ต้องมองทั้งระบบตั้งแต่ตัว Tag ไปจนถึงสภาพหน้างานจริง
RFID Active และ Passive คืออะไร
ความแตกต่างพื้นฐานของ RFID ทั้งสองประเภทอยู่ที่แหล่งพลังงาน
Passive RFID Tag ไม่มีแบตเตอรี่ในตัว อาศัยพลังงานจากสัญญาณของ Reader เพื่อเปิดใช้งานและส่งข้อมูลกลับ ด้วยโครงสร้างที่เรียบง่ายกว่า ทำให้ Tag แบบนี้มีขนาดเล็ก อายุการใช้งานยาว และต้นทุนต่อชิ้นต่ำกว่า
Active RFID Tag มีแบตเตอรี่ในตัว ส่งสัญญาณได้ด้วยตัวเองโดยไม่ต้องรอพลังงานจาก Reader และรองรับการใช้งานที่ต้องการระยะสื่อสารไกลขึ้นหรือฟังก์ชันเพิ่มเติม แต่ก็แลกมาด้วยเรื่องอายุแบตเตอรี่และการบำรุงรักษาที่ต้องดูแลมากขึ้น
พูดง่าย ๆ คือ Passive Tag เหมาะกับงานที่ต้องการระบุหรือเก็บข้อมูลประจำตัวของวัตถุ ส่วน Active Tag จะเหมาะกับงานที่ต้องการให้ Tag มีความสามารถในการส่งข้อมูลหรือทำงานได้มากขึ้น
Passive RFID เหมาะกับงานแบบไหน
Passive RFID เป็นรูปแบบที่พบได้บ่อยในงาน Automation และระบบติดตามชิ้นงาน เนื่องจากไม่ต้องใช้แบตเตอรี่ภายใน Tag ตัวอย่างเช่น โรงงานอาจติด RFID Tag ไว้กับ
- ชิ้นงาน
- พาเลท
- Load Carrier
- ถาดใส่ชิ้นส่วน
- ภาชนะหมุนเวียน
- วัตถุดิบ
- สินค้าสำเร็จรูป
เมื่อวัตถุเคลื่อนผ่านจุดอ่าน RFID Reader จะส่งพลังงานไปยัง Tag จากนั้น Tag จึงตอบกลับด้วยข้อมูลประจำตัว ข้อดีคือไม่ต้องคอยเปลี่ยนแบตเตอรี่ ทำให้เหมาะกับวัตถุที่ต้องหมุนเวียนอยู่ในระบบเป็นเวลานาน
โดยเฉพาะงาน Production Tracking หรือ Material Tracking ที่ต้องการรู้ว่าชิ้นงานแต่ละตัวผ่านสถานีไหนมาแล้ว Passive RFID สามารถตอบโจทย์ได้ดี
Active RFID ต่างจาก Passive RFID อย่างไร
เพราะมีแบตเตอรี่ในตัว Active Tag เลยไม่ต้องรอรับพลังงานจาก Reader ก่อนส่งข้อมูลออกไป ทำให้เอาไปใช้กับงานที่ต้องการระยะสื่อสารไกลขึ้น หรือระบบที่อยากให้ Tag ทำหน้าที่มากกว่าแค่เก็บรหัสประจำตัวได้
งานที่มักใช้ Active RFID เช่น การติดตามทรัพย์สินในพื้นที่ขนาดใหญ่ ติดตามอุปกรณ์มูลค่าสูง หรือระบบ Location Tracking บางประเภท
แต่นั่นไม่ได้แปลว่า Active จะดีกว่า Passive เสมอไป ถ้าหน้าที่ของ Tag มีแค่ระบุชิ้นงานในสายการผลิต และ Reader อ่านได้ในระยะที่ต้องการอยู่แล้ว การใช้ Passive RFID มักง่ายกว่าและดูแลระบบสะดวกกว่ามาก
เปรียบเทียบ Active RFID กับ Passive RFID
| คุณสมบัติ | Passive RFID | Active RFID |
| แหล่งพลังงาน | ใช้พลังงานจาก Reader | มีแบตเตอรี่ในตัว |
| อายุการใช้งาน | ยาว ไม่ต้องเปลี่ยนแบตเตอรี่ | ขึ้นอยู่กับอายุแบตเตอรี่ |
| ขนาด | เล็กกว่า | ใหญ่กว่า |
| ต้นทุนต่อ Tag | ต่ำกว่า | สูงกว่า |
| ระยะการอ่าน | ขึ้นอยู่กับย่านความถี่และการออกแบบระบบ | โดยทั่วไปทำได้ไกลกว่า |
| การบำรุงรักษา | น้อย | ต้องคำนึงถึงแบตเตอรี่ |
| งานที่เหมาะสม | Tracking, Identification, Production | Asset Tracking, Location Tracking |
| การติดตั้งจำนวนมาก | เหมาะ | ต้องพิจารณาต้นทุนมากขึ้น |
ตัวเลขเรื่องระยะการอ่านไม่ควรนำมาเปรียบเทียบจากประเภทของ Tag เพียงอย่างเดียว เพราะยังขึ้นอยู่กับความถี่ เสาอากาศ Reader ตำแหน่งติดตั้ง และสภาพแวดล้อมของหน้างานด้วย
เลือก Tag ให้เหมาะกับวัสดุ
RFID Tag รุ่นเดียวกัน อาจให้ผลต่างกันมากเมื่อเอาไปติดกับวัสดุคนละแบบ อย่างถ้านำ Tag ที่ออกแบบมาสำหรับพื้นผิวทั่วไปไปติดบนโลหะ ประสิทธิภาพการอ่านอาจเปลี่ยนไปเลย โดยเฉพาะ RFID ย่าน UHF ดังนั้นก่อนเลือก Tag ควรรู้ก่อนว่าจะเอาไปติดกับอะไรบ้าง
- พลาสติก เป็นวัสดุที่พบบ่อยและปกติไม่ค่อยเป็นปัญหากับ RFID เหมาะกับการติด Tag บนกล่อง ถาดพลาสติก พาเลท หรือภาชนะหมุนเวียนในโรงงาน แต่ถ้าภาชนะต้องผ่านการล้างบ่อย ๆ ก็ควรเลือกวัสดุห่อหุ้มที่ทนน้ำและสารทำความสะอาดด้วย
- โลหะ คือวัสดุที่ต้องระวังที่สุดในการเลือก RFID Tag โดยเฉพาะงาน UHF การเอา Tag ทั่วไปไปติดบนโลหะอาจทำให้การทำงานของเสาอากาศเพี้ยนไป ระยะและความเสถียรในการอ่านก็ลดลงตามไปด้วย งานแบบนี้ควรเลือก On-Metal RFID Tag ที่ออกแบบมาสำหรับติดบนพื้นผิวโลหะโดยเฉพาะ ตัว Tag จะมีชั้นวัสดุคั่นระหว่างเสาอากาศกับพื้นผิวโลหะ ทำให้ระบบยังทำงานได้ดี จึงควรระบุวัสดุของชิ้นงานตั้งแต่ขั้นตอนออกแบบระบบ ไม่ใช่รอให้ติดตั้งไปแล้วค่อยมาทดสอบทีหลัง
- ยางและวัสดุที่มีความหนา ไม่ได้มีปัญหาแบบเดียวกับโลหะโดยตรง แต่ความหนาและองค์ประกอบของวัสดุก็มีผลกับการเลือก Tag และระยะการอ่านเหมือนกัน ถ้าเป็นชิ้นส่วนยางขนาดใหญ่หรือมีโครงสร้างซับซ้อน ควรทดสอบกับวัสดุจริงก่อนสั่ง Tag จำนวนมาก
- พื้นผิวที่มีน้ำหรือของเหลว น้ำมีผลต่อการทำงานของ RFID ได้ โดยเฉพาะในบางย่านความถี่และบางรูปแบบการติดตั้ง ถ้า Tag ต้องอยู่ใกล้น้ำหรือของเหลวตลอด เช่น ระบบล้างชิ้นงาน งานผลิตอาหาร หรือพื้นที่ความชื้นสูง ควรเลือกทั้ง Tag และ Housing ให้เหมาะกับสภาพแวดล้อมนั้น ไม่ใช่ดูแค่ตัว Chip อย่างเดียว
โรงงานที่มีความร้อนสูงควรเลือก Tag แบบไหน
ความร้อนเป็นอีกปัจจัยที่ต้องระวัง โดยเฉพาะโรงงานที่มีเตาอบ เตาหลอม กระบวนการอบชิ้นงาน หรือเครื่องจักรที่มีอุณหภูมิสูง RFID Tag แต่ละรุ่นมีช่วงอุณหภูมิการใช้งานไม่เท่ากัน หากต้องนำ Tag เข้าไปอยู่ในพื้นที่ร้อนเป็นเวลานาน ต้องดูทั้ง
- อุณหภูมิขณะใช้งาน
- อุณหภูมิสูงสุดที่ Tag สามารถทนได้
- ระยะเวลาที่สัมผัสความร้อน
- การเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิขึ้นลงอย่างรวดเร็ว
- วัสดุของ Housing
บางกรณีอาจไม่ได้ต้องการ Tag ที่ทนอุณหภูมิสูงตลอดเวลา แต่สามารถออกแบบให้ Tag อ่านข้อมูลก่อนเข้าสู่พื้นที่ร้อน แล้วนำข้อมูลไปใช้ติดตามกระบวนการต่อแทน นี่เป็นเหตุผลว่าทำไมการออกแบบตำแหน่งติดตั้งจึงสำคัญพอ ๆ กับการเลือกตัว Tag
ถ้ามีน้ำมันและสารเคมี ต้องดูอะไรเพิ่ม
โรงงานบางแห่งมีน้ำมันหล่อลื่น น้ำมันตัดกลึง น้ำยาทำความสะอาด หรือสารเคมีที่ Tag อาจสัมผัสอยู่เป็นประจำ สิ่งที่ต้องดูไม่ใช่แค่ RFID อ่านได้หรือเปล่า แต่ต้องดูด้วยว่าวัสดุของตัว Tag เองจะเสื่อมสภาพไหม
ถ้า Housing แตก กาวเสื่อม หรือฉลากหลุดจากชิ้นงาน ต่อให้ Chip ข้างในยังทำงานปกติ RFID ก็ใช้งานไม่ได้อยู่ดี งานลักษณะนี้ควรเลือก Tag ที่มีวัสดุห่อหุ้มและวิธียึดติดเหมาะกับสภาพแวดล้อม เช่น Industrial Plastic, Epoxy หรือ Housing ที่ออกแบบมาสำหรับงานอุตสาหกรรมโดยเฉพาะ
ระดับ IP ก็สำคัญไม่แพ้ตัว RFID
ถ้า RFID Tag ต้องติดตั้งในพื้นที่ที่มีน้ำ ฝุ่น หรือต้องล้างทำความสะอาดบ่อย ควรดูค่า IP Rating ของอุปกรณ์ด้วย เช่น IP67 หมายถึงป้องกันฝุ่นได้ตามมาตรฐานที่กำหนด และทนการจุ่มน้ำได้ตามเงื่อนไข
แต่การเลือก IP ไม่ควรมองแค่ตัวเลขสูงสุดแล้วจบ ควรดูรูปแบบการใช้งานจริงประกอบด้วย เช่น ต้องฉีดน้ำแรงดันสูงไหม ต้องล้างด้วยสารเคมีหรือเปล่า มีแรงกระแทกไหม และต้องทำงานกลางแจ้งหรืออยู่ในที่ปิด เพราะ Tag ที่เหมาะกับงานในคลังสินค้า อาจไม่ใช่ตัวเดียวกับที่เหมาะกับพื้นที่ล้างชิ้นงานเลย
ความทนทานไม่ได้ขึ้นอยู่กับวัสดุเพียงอย่างเดียว
อีกเรื่องที่สำคัญไม่แพ้กันคือวิธีติดตั้ง Tag ที่ทนทานมากแค่ไหน ถ้าใช้กาวไม่เหมาะกับพื้นผิว ก็อาจหลุดออกก่อนตัว Tag จะเสียเสียอีก บางหน้างานจึงต้องเลือกวิธีติดตั้งให้เหมาะ เช่น
- กาวอุตสาหกรรม เหมาะกับพื้นผิวเรียบและต้องการติดตั้งถาวร
- สกรูหรือยึดทางกล เหมาะกับชิ้นงานที่มีแรงสั่นสะเทือนหรือเสี่ยงกระแทก
- ฝังในชิ้นงาน เหมาะกับงานที่ต้องป้องกัน Tag จากการกระแทกหรือสภาพแวดล้อมภายนอก
ดังนั้นตอนออกแบบระบบ ควรมองทั้งตัว Tag และวิธีติดตั้งไปพร้อมกัน ไม่แยกคิดทีหลัง
เลือก RFID Tag อย่างไรให้เหมาะกับโรงงาน
ถ้าต้องเลือก Tag สำหรับหน้างานจริง แนะนำให้เริ่มจากคำถามง่าย ๆ ก่อนว่า Tag จะติดอยู่กับอะไร และต้องเจอสภาพแวดล้อมแบบไหน จากนั้นค่อยไล่เช็กเรื่องอื่นต่อ
- วัสดุของชิ้นงานเป็นอะไร
- ต้องอ่านในระยะเท่าไร
- ต้องอ่านทีละ Tag หรือหลาย Tag พร้อมกัน
- ชิ้นงานเคลื่อนที่ด้วยความเร็วเท่าไร
- มีโลหะ น้ำ หรือของเหลวอยู่ใกล้ Tag หรือไม่
- อุณหภูมิสูงสุดและต่ำสุดเท่าไร
- มีสารเคมีหรือน้ำมันหรือไม่
- มีแรงกระแทกหรือแรงสั่นสะเทือนหรือไม่
- ต้องใช้ Tag ซ้ำหรือเป็นแบบใช้ครั้งเดียว
- ต้องเชื่อมต่อข้อมูลกับ PLC, MES, WMS หรือระบบอื่นหรือไม่
พอตอบคำถามพวกนี้ได้ครบ จึงค่อยเลือกรูปแบบ RFID Tag ที่เหมาะสมจริง ๆ
หากไม่แน่ใจว่า Active หรือ Passive แบบไหนเหมาะกับงาน
ถ้าแค่ต้องการระบุชิ้นงานและติดตามกระบวนการผลิต Passive RFID มักเป็นจุดเริ่มต้นที่เหมาะสมกว่า เพราะไม่ต้องดูแลแบตเตอรี่และใช้กับ Tag จำนวนมากได้สบาย แต่ถ้าต้องการติดตามทรัพย์สินในพื้นที่กว้าง ต้องการระยะสื่อสารไกลขึ้น หรือมีความต้องการด้าน Location Tracking ที่ซับซ้อน Active RFID จะเหมาะกว่า
และบางระบบก็ไม่ได้เลือกอย่างใดอย่างหนึ่งเพียงแบบเดียว แต่ใช้ทั้งสองรูปแบบผสมกันตามลักษณะของแต่ละพื้นที่ สิ่งสำคัญที่สุดจึงไม่ใช่การไปหา Tag ที่สเปกสูงสุด แต่คือการเลือก Tag ที่เข้ากับวัสดุ ช่วงอุณหภูมิ สภาพแวดล้อม ระยะอ่าน และกระบวนการทำงานจริงของหน้างานนั้น ๆ
Active กับ Passive RFID ต่างมีจุดเด่นคนละแบบ Passive มีโครงสร้างเรียบง่าย ไม่ต้องใช้แบตเตอรี่ เหมาะกับงาน Identification และ Tracking จำนวนมาก ส่วน Active มีแหล่งพลังงานในตัว จึงทำงานที่ Passive ทำได้ยากกว่าได้ดีกว่า
แต่สำหรับงานในโรงงาน เรื่องที่สำคัญไม่แพ้การเลือก Active หรือ Passive คือวัสดุของ Tag และสภาพแวดล้อมที่ต้องเจอ ถ้าติดบนโลหะ ควรพิจารณา On-Metal Tag ถ้าต้องเจอน้ำหรือสารเคมี ควรดูวัสดุ Housing และระดับ IP ถ้าต้องผ่านความร้อนสูง ก็ควรเลือก Tag ที่ทนอุณหภูมิเหมาะกับกระบวนการนั้น ๆ
และก่อนติดตั้งจริง โดยเฉพาะระบบที่มี Tag จำนวนมากหรือต้นทุนการเปลี่ยน Tag สูง การทดลองกับชิ้นงานและสภาพหน้างานจริงก่อนมักช่วยลดปัญหาที่จะตามมาทีหลังได้เยอะ เพราะ RFID ที่ดีไม่ได้หมายถึง Tag ที่สเปกสูงที่สุด แต่คือ Tag ที่ยังทำงานได้สม่ำเสมอในสภาพแวดล้อมจริงที่โรงงานของคุณใช้งานอยู่
