RFID là gì? Ứng dụng của RFID trong sản xuất

1. RFID là gì?

RFID (Radio Frequency Identification), hay nhận dạng qua tần số vô tuyến, là một công nghệ dùng kết nối sóng vô tuyến để tự động xác định và theo dõi các thẻ nhận dạng gắn vào vật thể.

Hay nói cách khác, RFID là một kỹ thuật nhận dạng sóng vô tuyến từ xa, cho phép dữ liệu trên một con chíp được đọc một cách "không tiếp xúc" qua đường dẫn sóng vô tuyến ở khoảng cách từ 50 cm tới 10 mét, sử dụng thiết bị thẻ RFID và một đầu đọc RFID.

Điểm nổi bật của RFID là công nghệ không sử dụng tia sáng như mã vạch, không tiếp xúc trực tiếp. Một vài loại thẻ có thể được đọc xuyên qua các môi trường, vật liệu như: bê tông, tuyết, sương mù, băng đá, sơn, và các điều kiện môi trường thách thức khác mà mã vạch và các công nghệ khác không thể phát huy hiệu quả.

RFID là gì?

2. Hệ thống RFID

2.1 Hệ thống RFID

Một hệ thống RFID tối thiểu gồm những thiết bị sau:

- Thẻ RFID (RFID Tag, còn được gọi là transponder): là một thẻ gắn chíp + Anten

- Thẻ RFID có thể thay thế cho các mã vạch trên các sản phẩm có bán tại các siêu thị bán lẻ. Thay vì phải đưa thiết bị vào sát mã vạch để quét, RFID cho phép thông tin có thể được truyền qua những khoảng cách nhỏ mà không cần một tiếp xúc vật lý nào cả.

- Thẻ RFID được đưa vào sử dụng trong rất nhiều lĩnh vực như: Quản lý nhân sự, quản lý hàng hóa vào/ra siêu thị, nhà kho, ... theo dõi động vật, quản lý xe cộ qua trạm thu phí, làm thẻ hộ chiếu …

Có 2 loại thẻ RFID là RFID passive tag và RFID active tag:

Passive tags: Không cần nguồn ngoài và nhận năng lượng từ thiết bị đọc, khoảng cách đọc ngắn.

Active tags: Được nuôi bằng PIN, sử dụng với khoảng cách đọc lớn

- Thiết bị đọc thẻ RFID (hay còn gọi là đầu đọc-reader): để đọc thông tin từ các thẻ, có thể đặt cố định hoặc lưu động.

- Antenna: là thiết bị liên kết giữa thẻ và thiết bị đọc. Thiết bị đọc phát xạ tín hiệu sóng để kích họat và truyền nhận với thẻ.

- Server: nhu nhận, xử lý dữ liệu, phục vụ giám sát, thống kê, điều khiển,..

Hệ thống RFID

2.2 Đặc điểm của hệ thống RFID

Hệ thống RFID sử dụng hệ thống không dây thu phát sóng radio, không sử dụng tia sáng như mã vạch.

Các tần số thường được sử dụng trong hệ thống RFID là 125Khz hoặc 900Mhz

Thông tin có thể được truyền qua những khoảng cách nhỏ mà không cần một tiếp xúc vật lý nào.

Có thể đọc được thông tin xuyên qua các môi trường, vật liệu như: bê tông, tuyết, sương mù, băng đá, sơn và các điều kiện môi trường thách thức khác mà mã vạch và các công nghệ khác không thể phát huy hiệu quả

2.3 Nguyên lí hoạt động

Thiết bị RFID reader phát ra sóng điện từ ở một tần số nhất định, khi thiết bị RFID tag trong vùng hoạt động sẽ cảm nhận được sóng điện từ này và thu nhận năng lượng từ đó phát lại cho thiết bị RFID Reader biết mã số của mình. Từ đó thiết bị RFID reader nhận biết được tag nào đang trong vùng hoạt động

Nguyên lí hoạt động hệ thống RFID

2.4 Các khoảng cách đọc chuẩn của RFID

Khoảng cách đọc phụ thuộc vào một số thông số và điều kiện cụ thể, tùy thuộc vào thẻ là Active hay Passive Tag. Phần lớn thẻ RFID Passive có khoảng cách đọc < 3 feet, tùy thuộc vào dải tần số của đầu đọc.Hệ thống RFID sử dụng dải tần UHF sẽ có khoảng cách đọc lớn hơn.thậm chí có những hệ thống khoảng cách đọc có thể lên tới 300 feet ( 100 m ) phụ thuộc vào từng ứng dụng cụ thể.

2.5 Dải tần hoạt động của hệ thống RFID

Khi phải lựa chọn một hệ thống RFID, yêu cầu đầu tiên là chọn dải tần hoạt động của hệ thống.

Tần số thấp - Low frequency 125 KHz: Dải đọc ngắn tốc độ đọc thấp
Dải tần cao - High frequency 13.56 MHz: Khoảng cách đọc ngắn tốc độ đọc trung bình. Phần lớn thẻ Passive sử dụng dải này.
Dải tần cao hơn - High frequency: Dải đọc từ ngắn đến trung bình, tốc độ đọc trung bình đến cao. Phần lớn thẻ Active sử dụng tần số này.
Dải siêu cao tần - UHF frequency 868-928 MHz: Dải đọc rộng Tốc độ đọc cao. Phần lớn dùng thẻ Active và một số thẻ Passive cao tần sử dụng dải này.
Dải vi sóng - Microwave 2.45-5.8 GHz: Dải đọc rộng tốc độ đọc lớn.

3. Ứng dụng RFID trong sản xuất

Ứng dụng RFID trong sản xuất

Bằng sự hỗ trợ của công nghệ RFID, rất nhiều công việc được thực hiện của con người đã được giảm thiểu và thay thế bằng hệ thống thiết bị mang lại hiệu quả tốt hơn, chất lượng hơn. Ví dụ:

Trong việc quản lý kho, hệ thống RFID được sử dụng để phân loại dễ dàng các loại vật tư, sản phẩm trong kho thông qua hệ thống tag RFID được gắn lên từng vật tư và thiết bị đọc tag RFID. Các dữ liệu thực tế của kho như vị trí, số lượng, phân loại sẽ được thu thập thông qua hệ thống RFID và đưa về lưu trữ, hiển thị tại hệ thống máy chủ của kho. Từ đó các thao tác xuất nhập kho được kiểm soát nhanh và hiệu quả hơn.

Ứng dụng RFID trong quản lí kho hàng

Trong sản xuất các sản phẩm theo dây truyền, hệ thống RFID được sử dụng để thay thế thẻ Kaban giúp kiểm soát tốt hơn dây chuyền sản xuất, xác định rõ bán thành phẩm đang được gia công ở công đoạn nào và kiểm soát được theo thời gian thực. Ngoài ra, việc kiểm soát này cũng giúp tránh các lỗi phát sinh hoặc sự tồn đọng bán thành phẩm trên dây truyền.

Trong việc bảo quản, vận chuyển các sản phẩm tới hệ thống tiêu thụ, hệ thống RFID được sử dụng cho quá trình theo dõi nhiệt độ, độ ẩm với nhiệm vụ truyền những dữ liệu này về trung tâm kiểm soát. Từ những dữ liệu này sẽ giúp kiểm soát tốt các sản phẩm ở điều kiện tối ưu. …

Với sự phát triển theo trào lưu cách mạng công nghệ 4.0, trong thời gian sắp tới RFID và các ứng dụng của công nghệ này sẽ tiếp tục được áp dụng giúp hình thành nên nhiều nhà máy thông minh.

Ứng dụng của RFID trong sản xuất

4. Ưu, nhược điểm của RFID trong sản xuất

4.1 Ưu điểm:

Không cần thiết lập đường ngắm. Để theo dõi các hội đồng nơi nhãn mã vạch có thể được che hoặc trong các ứng dụng mà một phần được sơn hoặc tiếp xúc với các quy trình (như bảo dưỡng) sẽ làm hỏng hoặc phá hủy nhãn mã vạch, RFID là lựa chọn tốt hơn. Thẻ RFID sẽ giữ nguyên vị trí và người đọc sẽ nắm bắt mã mà không phải lo lắng về tầm nhìn.

Dễ dàng viết lại hoặc sửa đổi dữ liệu thẻ. Đối với các ứng dụng mà thẻ RFID di chuyển bằng thùng hoặc nhà cung cấp thay vì với một bộ phận hoặc sản phẩm cụ thể, việc linh hoạt sửa đổi dữ liệu trên sàn cửa hàng có thể giúp thẻ trở nên hữu ích hơn để theo dõi trong các hoạt động sản xuất rất năng động.

Hợp lý hóa theo dõi tài sản. Một loạt các công ty sử dụng RFID để theo dõi các container, pallet và các tài sản đắt tiền khác. Lợi tức đầu tư được tạo ra thông qua tối ưu hóa tài sản và không mua các tài sản không cần thiết, đồng thời cung cấp khả năng truy nguyên nguồn gốc của cả container và nội dung của nó.

Tăng cường khả năng hiển thị chuỗi cung ứng. Quét mã vạch yêu cầu hành động của con người để cung cấp cập nhật vị trí và những lần quét đó chỉ xảy ra không liên tục. Với RFID, việc theo dõi có thể được tự động hóa và xảy ra thường xuyên hơn. Điều này cung cấp khả năng hiển thị chi tiết hơn cho các hoạt động sản xuất thông qua các cập nhật thời gian thực.

Số lượng hàng tồn kho dễ dàng hơn. Việc RFID trong sản xuất giúp tự động hóa các tác vụ thủ công truyền thống có thể giúp giảm chi phí lao động đắt đỏ. Số lượng hàng tồn kho có thể được hoàn thành trong vài phút, với nhân viên tối thiểu.

Tiết kiệm chi phí. Phần cứng RFID có xu hướng đi kèm với chi phí thấp hơn

Không chỉ vậy, RFID còn tỏ ra vượt trội hơn so với hình thức mã vạch Barcode truyền thống. Bảng dưới đây chỉ ra mức độ chênh lệch về hiệu quả của RFID so với Barcode.

Ưu điểm của RFID

4.2 Nhược điểm

RFID vẫn đắt hơn mã vạch. Việc gắn thẻ RFID ở cấp độ vật phẩm cho các sản phẩm hoàn chỉnh rẻ tiền là rất tốn kém. Tuy nhiên, RFID có thể cung cấp ROI thông qua việc gắn thẻ các bộ phận hoặc hàng hóa đắt tiền hơn, và trong trường hợp các ứng dụng vòng kín liên quan đến các tài sản có thể tái sử dụng (như pallet), chi phí của thẻ có thể được khấu hao trong một thời gian dài.

Hầu hết các đối tác thương mại không sử dụng RFID. Để có được lợi ích đầy đủ của RFID trong sản xuất, các nhà cung cấp và người tiêu dùng sẽ cần khả năng gắn thẻ hàng hóa hoặc đọc thẻ RFID trong các cơ sở của họ. Nếu không có sự tham gia của họ (đi kèm với một số chi phí), sẽ có những khoảng trống trong tầm nhìn.

RFID phức tạp hơn mã vạch. Trình đọc RFID phải được cấu hình cẩn thận để đảm bảo bạn có thể quét thành công 100 phần trăm các thẻ. Do đó, nhiều thử nghiệm phải được thực hiện với RFID hơn là với mã vạch để đảm bảo giải pháp hoạt động đúng. Môi trường sản xuất thường bao gồm rất nhiều kim loại, chất lỏng và hóa chất - tất cả những thứ có thể cản trở hiệu suất của công nghệ RFID. Tuy nhiên, tốc độ đọc và hiệu suất khoảng cách cũng có thể khó khăn để hoàn thiện.

Quản lý dữ liệu. Thẻ RFID cung cấp nhiều dữ liệu hơn mã vạch, nhưng bạn phải có hệ thống doanh nghiệp để quản lý dữ liệu đó và biến nó thành thông tin kinh doanh hữu ích. Nếu không, hệ thống của bạn có thể bị tràn ngập thông tin vô dụng.

RFID trong sản xuất có thể cung cấp một số lợi ích, nhưng không phải nhà sản xuất nào cũng có thể có lợi như nhau. Trước khi triển khai, các công ty nên tiến hành phân tích kinh doanh kỹ lưỡng để xem điểm đau nào mà RFID có thể giải quyết, và liệu ROI tiềm năng có thể biện minh cho đầu tư hay không.

Nếu bạn muốn tìm hiểu về Tự động hóa trong nhà máy, hãy liên hệ với chúng tôi qua baoanjsc@gmail.com. Với phương châm làm việc chuyên nghiệp, tận tâm Bảo An Automation luôn cam kết mang tới cho khách hàng sản phẩm với chất lượng tốt nhất với giá thành hợp lý và đảm bảo giao hàng đúng tiến độ.

58.523 24/02/2020