หุ่นยนต์อุตสาหกรรม

หุ่นยนต์ หรือ โรบอต (Robot)

 คือเครื่องจักรกลชนิดหนึ่งที่ มีลักษณะโครงสร้างและรูปร่างแตกต่างกัน หุ่นยนต์ในแต่ละประเภทจะมีหน้าที่การทำงานในด้านต่าง ๆ ตามการควบคุมโดยตรงของมนุษย์ การควบคุมระบบต่าง ๆ ในการสั่งงานระหว่างหุ่นยนต์และมนุษย์ สามารถทำได้โดยทางอ้อมและอัตโนมัติ โดยทั่วไปหุ่นยนต์ถูกสร้างขึ้นเพื่อสำหรับงานที่มีความยากลำบากเช่น งานสำรวจในพื้นที่บริเวณแคบหรืองานสำรวจดวงจันทร์ดาวเคราะห์ที่ไม่มีสิ่งมีชีวิต ปัจจุบันเทคโนโลยีของหุ่นยนต์เจริญก้าวหน้าอย่างรวดเร็ว เริ่มเข้ามามีบทบาทกับชีวิตของมนุษย์ในด้านต่าง ๆ เช่น ด้านอุตสาหกรรมการผลิต แตกต่างจากเมื่อก่อนที่หุ่นยนต์มักถูกนำไปใช้ ในงานอุตสาหกรรมเป็นส่วนใหญ่ ปัจจุบันมีการนำหุ่นยนต์มาใช้งานมากขึ้น เช่น หุ่นยนต์ที่ใช้ในทางการแพทย์ หุ่นยนต์สำหรับงานสำรวจ หุ่นยนต์ที่ใช้งานในอวกาศ หรือแม้แต่หุ่นยนต์ที่ถูกสร้างขึ้นเพื่อเป็นเครื่องเล่นของมนุษย์ จนกระทั่งในปัจจุบันนี้ได้มีการพัฒนาให้หุ่นยนต์นั้นมีลักษณะที่คล้ายมนุษย์ เพื่อให้อาศัยอยู่ร่วมกันกับมนุษย์ ให้ได้ในชีวิตประจำวัน

หุ่นยนต์ถูกแบ่งออกเป็น 2 ประเภทตามลักษณะการใช้งาน

 คือ 1.หุ่นยนต์ชนิดที่ติดตั้งอยู่กับที่ (fixed robot) เป็นหุ่นยนต์ที่ไม่สามารถเคลื่อนที่ไปไหนได้ด้วยตัวเอง มีลักษณะเป็นแขนกล สามารถขยับและเคลื่อนไหวได้เฉพาะแต่ละข้อต่อ ภายในตัวเองเท่านั้น มักนำไปใช้ในโรงงานอุตสาหกรรม เช่นโรงงานประกอบรถยนต์ 

2. หุ่นยนต์ชนิดที่เคลื่อนที่ได้ (mobile robot) หุ่นยนต์ประเภทนี้จะแตกต่างจากหุ่นยนต์ที่ติดตั้งอยู่กับที่ เพราะสามารเคลื่อนที่ไปไหนมาไหนได้ด้วยตัวเอง โดยการใช้ล้อหรือการใช้ขา ซึ่งหุ่นยนต์ประเภทนี้ปัจจุบันยังเป็นงานวิจัยที่ทำการศึกษาอยู่ภายในห้องทดลอง เพื่อพัฒนาออกมาใช้งานในรูปแบบต่าง ๆ เช่นหุ่นยนต์สำรวจดาวอังคาร ขององค์การนาซ่า 

ปัจจุบันมีการพัฒนาหุ่นยนต์ให้มีลักษณะเป็นสัตว์เลี้ยงอย่างสุนัข เพื่อให้มาเป็นเพื่อนเล่นกับมนุษย์ เช่น หุ่นยนต์ IBO ของบริษัทโซนี่ หรือแม้กระทั่งมีการพัฒนาหุ่นยนต์ให้สามารถเคลื่อนที่แบบสองขาได้อย่างมนุษย์ เพื่ออนาคตจะสามารถนำไปใช้ในงานที่มีความเสี่ยงต่ออันตรายแทนมนุษย์ ในประเทศไทย สถานศึกษาในระดับอุดมศึกษาหลายแห่งหรือองค์กรของภาครัฐ และเอกชน ได้เล็งเห็นถึงประโยนช์ของเทคโนโลยีหุ่นยนต์ และร่วมเป็นแรงผลักดันให้เยาว์ชนในชาติ พัฒนาองค์ความรู้ เพื่อให้ก้าวทันเทคโนโลยีของประเทศที่พัฒนาแล้ว โดยการจัดให้มีการแข่งขันหุ่นยนต์ขึ้นในประเทศไทยหลายรายการ เพื่อให้นักศึกษาได้สามารถ นำความรู้ที่เรียนมาประยุกต์ใช้งานได้ เป็นการเสริมสร้างและพัฒนาทักษะ เพื่อนำความรู้ไปพัฒนาประเทศในอนาคต

หุ่นยนต์เคลื่อนที่ได้แบบใช้ล้อ Wheel 

หุ่นยนต์เคลื่อนที่ได้แบบใช้ขา

หุ่นยนต์จะแบ่งส่วนประกอบใหญ่ๆ เป็น 4 ส่วน ได้แก่

 1. อุปกรณ์ทางกล แมคคานิค (mechanic) คือ ชิ้นส่วนกลไกต่างๆของหุ่นยนต์ เช่น โครงสร้าง เพลา เฟือง  สกรูส่งกำลัง สายพาน โซ่ สปริง ข้อต่อสวมเพลา คลัตช์ เบรก ข้อต่อ ก้านต่อโยง ตลับลูกปืนและปลอกสวม

2. อุปกรณ์ขับเร้า แอคชูเอเตอร์ (actuator)  คือ อุปกรณ์ที่สามารถเปลี่ยนแปลงพลังงานไฟฟ้าที่ป้อนเข้าให้กลายเป็นการกระจัด การเคลื่อนที่ หรือแรง เช่น มอเตอร์ไฟฟ้า ระบบนิวแมติกส์ และระบบไฮโดรลิกส์

3. อุปกรณ์ไฟฟ้า อิเลคทรอนิกส์ (electronic) คือ อุปกรณ์ที่ใช้สัญญาณทางระบบไฟฟ้า เช่น อุปกรณ์ตรวจรู้ วงจรขับต่างๆ และอุปกรณ์แสดงผล

4. อุปกรณ์ควบคุม คอนโทรลเลอร์ (controller) คือสมองกลที่ควบคุมการทำงานของหุ่นยต์ นเช่น สมองกลที่ประดิษฐ์จากอุปกรณ์อิเลคทรอนิกส์ เครื่องควบคุมขนาดเล็ก คอมพิวเตอร์ชนิดแผงวงจรสำเร็จรูป เครื่องควบคุมเชิงตรรกะที่สามารถโปรแกรมได้ และคอมพิวเตอร์ส่วนบุคคล

ประโยชน์และความสามารถของหุ่นยนต์

ความสามารถในด้านการแพทย์

     ในงานด้านการแพทย์ เริ่มนำเอาหุ่นยนต์แขนกลเข้ามามีส่วนร่วมในการช่วยทำการผ่าตัดคนไข้ เนื่องจากหุ่นยนต์นั้นสามารถทำงานในด้านที่มีความละเอียดสูงที่เกินกว่า มนุษย์จะทำได้ เช่น การนำเอาหุ่นยนต์มาใช้งานด้านการผ่าตัดสมอง ซึ่งมีความจำเป็นอย่างมากที่ต้องการความละเอียดในการผ่าตัด หุ่นยนต์แขนกลจึงกลายเป็นส่วนหนึ่งของการผ่าตัดในด้านการแพทย์ การทำงานของหุ่นยนต์แขนกลในการผ่าตัด จะเป็นลักษณะการทำงานของการควบคุมการผ่าตัดโดยผ่านทางแพทย์ผู้ทำการผ่าตัด อีกที ซึ่งการผ่าตัดโดยมีหุ่นยนต์แขนกลเข้ามามีส่วนร่วมนั้นจะเน้นเรื่องความ ปลอดภัยเป็นอย่างสูง รวมทั้งความสามารถในการเคลื่อนที่ของหุ่นยนต์ รวมถึงงานเภสัชกรรมที่มีบางโรงพยาบาลนำหุ่นยนต์มาใช้ในการจ่ายยา 

ความสามารถในงานวิจัย
     หุ่นยนต์สามารถทำการสำรวจงานวิจัยทาง ด้านวิทยาศาสตร์ร่วมกับมนุษย์ เช่น การสำรวจท้องทะเลหรือมหาสมุทรที่มีความลึกเป็นอย่างมาก หรือการสำรวจบริเวณปากปล่องภูเขาไฟเพื่อ เก็บบันทึกข้อมูลการเปลี่ยนแปลงต่าง ๆ ซึ่งเป็นงานเสี่ยงอันตรายที่เกินขอบเขตความสามารถของมนุษย์ที่ไม่สามารถ ปฏิบัติงานสำรวจเช่นนี้ได้ ทำให้ปัจจุบันมีการพัฒนาหุ่นยนต์เพื่อใช้ในงานวิจัยและสำรวจ เพื่อให้หุ่นยนต์สามารถทนต่อสภาพแวดล้อมและสามารถทำการควบคุมหุ่นยนต์ได้ใน ระยะไกลด้วยระบบคอนโทรล โดยมีเซนเซอร์ติดตั้งที่ตัวหุ่นยนต์เพื่อใช้ในการวัดระยะทางและเก็บข้อมูลใน ส่วนต่าง ๆ ทางด้านวิทยาศาสตร์

ความสามารถในงานอุตสาหกรรม

     หุ่นยนต์เริ่มมีบทบาททางด้านเทคโนโลยี อุตสาหกรรมในขณะที่งานด้านอุตสาหกรรม มีความต้องการด้านแรงงานเป็นอย่างมาก การจ้างแรงงานจำนวนมากเพื่อใช้ในงานอุตสาหกรรม ทำให้ต้นทุนการผลิตของแต่ละโรงงานอุตสาหกรรม เพิ่มจำนวนสูงขึ้น และงานอุตสาหกรรมบางงานไม่สามารถที่จะใช้แรงงงานเข้าไปทำได้ ซึ่งบางงานนั้นอันตรายและมีความเสี่ยงเป็นอย่างมาก หรือเป็นงานที่ต้องการความรวดเร็วและแม่นยำในการผลิตรวมทั้งเป็นการประหยัด ระยะเวลา ทำให้หุ่นยนต์กลายเป็นทางออกของงานด้านอุตสาหกรรม

ความสามารถในด้านความมั่นคง

     สร้างเครื่องบินสอดแนมผู้ก่อการร้าย โดยติดตั้งเรดาร์คอยตรวจจับเหตุที่อาจไม่มาพากล โดยไม่ต้องใช้คนขับ

ความสามารถ ในด้านบันเทิง

     หุ่นยนต์ประเภทนี้ได้รับการพัฒนาให้ สามารถตอบโต้กับคนได้เสมือนเป็นเพื่อน เล่นหรือสัตว์เลี้ยง ซึ่งมีในรูปแบบของสุนัข แมว และแมลง เป็นต้น

ความสามรถใน งานครัวเรื่อน

     เป็นผู้ช่วยในการทำความสะอาดบ้าน

ข้อดีของการนำหุ่นยนต์มาช่วยในการทำงาน   คือ

1.  สามารถทำงานหนักหรืองานที่เป็นอันตรายที่คนไม่สามารถทำได้  เช่น  การจับโหละร้อน   ของที่มีพิษ   มีรังสี   เป็นต้น
2.  สามารถทำงานได้ตลอด 24  ชั่วโมง โดยไม่เบื่อหน่าย ไม่ต้องจ่ายค่าล่วงเวลา ไม่ต้องมีเวลาพัก
3.  สามารถทำงานได้มีคุณภาพสม่ำเสมอ   จำนวนการผลิตเป็นไปตามแผนที่วางไว้
4.  สามารถลดปัญหาการขาดแคลนแรงงานได้   เพราะหุ่นยนต์ไม่ต้องลาหยุด  ลาพักในทุกรณี   อีกทั้งไม่มีการทะเลาะหรือมีความคิดเห็นไม่ตรงกัน
5.  สามารถลดต้นทุนในการจ่ายค่าแรงและสวัสดิการต่าง ๆ  ได้

ข้อเสียของการนำหุ่นยนต์มาช่วยในการทำงาน  คือ

1.  หุ่นยนต์มีราคาแพง   เป็นการลงทุนที่สูง   ทำให้บางอุตสาหกรรมไม่สามารถนำหุ่นยนต์มาช่วยในการทำงานได้
2.  หุ่นยนต์ที่ใช้ในการผลิตเป็นการใช้หุ่นยนต์เฉพาะด้านไม่สามารถใช้กับงานทั่ว ๆ  ไปได้
3.  ต้องปรับปรุงกระบวนการผลิตเพื่อให้สอดคล้องกับการทำงานของหุ่นยนต์   อันจะก่อความยุ่งยากในการดำเนินงาน    รวมทั้งต้องลงทุนเพิ่มในการนำหุ่นยนต์มาใช้ในการทำงานอีกด้วย

เครื่องจักร CN CNC

NC ย่อมาจาก No Children

NC (No Children) หมายถึง ฉากในภาพยนตร์ที่ไม่เหมาะสมกับเด็ก ซึ่งมักจะประกอบไปด้วยฉากที่มีการใช้ความรุนแรง มีความเกี่ยวข้องกับเพศ ยาเสพย์ติด รวมถึงฉากอื่น ๆ ที่เด็กมิอาจดูได้ เช่น ฉากคลอดลูก ฉากข่มขืน เป็นต้น โดยทั่วไปแล้วตัวอักษรย่อ NC จะใช้ในการจัดเรทให้กับสื่อ เช่น ภาพยนตร์ หรือ วิดีโอเกมส์ รวมถึงนิยายหรืองานเขียน เพื่อให้ผู้ปกครองทราบว่าสื่อดังกล่าวไม่เหมาะสมสำหรับเด็กและเยาวชน

CNC เป็นคำย่อมาจากคำว่า Computer Numerical Control

   หมายถึงการใช้คอมพิวเตอร์มาช่วยควบคุมการทำงานเครื่องจักรกลอัตโนมัติต่างๆ เช่น เครื่องกัด เครื่องกลึง เครื่องเจาะ เครื่องเจียระไน ฯลฯ โดยการสร้างรหัส ตัวเลข สัญลักษณ์ หรือเรียกว่าโปรแกรม NC ขึ้นมาควบคุมการทำงานของเครื่องจักรกล ซึ่งสามารถทำให้ผลิตชิ้นงานได้รวดเร็วถูกต้อง และเที่ยงตรง

ข้อดีของเครื่องจักร CNC

1.สามารถผลิตชิ้นงานได้ต่อเนื่องเป็นระยะเวลานาน

2.ชิ้นงานมีความเที่ยงตรง แน่นอน เพราะควบคุมการทำงานด้วยโปรแกรม CNC เหมาะสำหรับการผลิตแบบ Mass Production

3.พนักงานประจำเครื่องไม่ต้องอาศัยทักษะที่สูงมากในการควบคุมเครื่องจักร CNC ยกเว้นพนักงานที่ทำหน้าที่ Setup งาน.

4.สามารถจำลองการทำงานของโปรแกรมได้ก่อนรันชิ้นงานจริง ช่วยลดความเสียหายที่จะเกิดจากความผิดของโปรแกรมได้.

5.มีซอร์ฟแวร์มากมายช่วยในการสร้างโปรแกรม CNC ซึ่งทำให้การสร้างโปรแกรมในการควบคุมเครื่องจักร CNC ไม่ใช่เรื่องยากอีกต่อไป.

ข้อเสียของเครื่องจักร CNC

1.เครื่องจักร CNC มีราคาแพงกว่าเครื่องจักรที่ควบคุมการทำงานด้วยระบบ Manual มาก ต้องคำนึงถึงต้นทุนและความคุ้มค่าของการลงทุนอย่างถี่ถ้วน.

2.พนักงานระดับปฏิบัติงานอาจมองว่าเมื่อมีเครื่องจักร CNC อาจะมีการลดจำนวนพนักงานได้ อาจเกิดการต่อต้านได้.

3.ค่าบำรุงรักษา, อะไหล่มีราคาแพง รวมถึงต้องใช้ช่างที่ชำนาญและค่าจ้างแพงในการซ่อมบำรุง

4.พนักงานควบคุมเครื่อง CNC โดยเฉพาะที่มีทักษะที่สามารถ Setup ชิ้นงานได้ มักจะมีการเปลี่ยนงานบ่อยเพื่อรับค่าจ้างที่สูงกว่า เนื่องจากความต้องการของตลาดยังสูงอยู่.

เครื่องจักร CNC

ความแตกต่างระหว่างระบบ NC กับระบบ CNC

ระบบซีเอ็นซี (CNC) เป็นระบบที่พัฒนาต่อเนื่องมาจากระบบเอ็นซี (NC) ดังนั้น ความแตกต่างระหว่างระบบเอ็นซี (NC) กับระบบซีเอ็นซี (CNC) ก็จะอยู่ที่ความสามารถของระบบควบคุม นั่นคือ คอมพิวเตอร์ เมื่อนำระบบซีเอ็นซีไปควบคุมเครื่องจักรกล ความสามารถในการทำงานต่างๆ จะเพิ่มมากขึ้นเมื่อเปรียบเทียบกับเครื่องจักรกลเอ็นซี

1. การแสดงภาพจำลอง (Simulation) การทำงานตามโปรแกรมที่ป้อนเข้าในระบบทางจอภาพ

2. ความจุของหน่วยความจำเพิ่มมากขึ้น สามารถเก็บข้อมูลโปรแกรมได้มาก

3. การแก้ไขและลบโปรแกรมสามารถกระทำได้ที่เครื่องจักรโดยตรง

4. สามารถส่งข้อมูลไปเก็บไว้ที่หน่วยความจำภายนอกได้

5. ระบบความปลอดภัยเพิ่มมากขึ้น

6. มีการชดเชยความผิดพลาดที่เกิดจากการวัดและการส่งกำลัง

7. มีโปรแกรมสำเร็จสำหรับการคำนวณค่าต่างๆ เช่น ความเร็วรอบ อัตราป้อน เป็นต้น

 

 ข้อดีของเครื่องจักรเอ็นซีและซีเอ็นซี เมื่อเปรียบเทียบกับเครื่องจักรกลประเภทอื่นๆ

1. มีความยืดหยุ่นในการทำงานสูง การเปลี่ยนงานใหม่จะแก้ไขหรือเปลี่ยนแปลงเฉพาะโปรแกรมเท่านั้น

2. ความเที่ยงตรง (Accuracy) จะอยู่ระดับเดียวกันตลอดช่วงความเร็วรอบและอัตราป้อนที่ใช้ทำการผลิต

3. ใช้เวลาในการผลิต (Production Time) สั้นกว่า

4. สามารถใช้ผลิตชิ้นงาานที่มีรูปร่างซับซ้อนได้ง่าย

5. การปรับตั้งเครื่องจักรสามารถทำได้ง่าย ใช้เวลาน้อยกว่ากว่าการผลิตด้วยวิธีอื่น

6. หลีกเลี่ยงความจำเป็นที่ต้องใช้ช่างควบคุมที่มีทักษะและประสบการณ์สูง

7. ช่างควบคุมเครื่องมีเวลาว่างจากการควบคุมเครื่อง สามารถที่จัดเตรียมงาานอื่นๆ ไว้ล่วงหน้าได้

8. การตรวจสอบคุณภาพไม่จำเป็นต้องกระทำทุกขั้นตอนและทุกชิ้น

ข้อเสียของเครื่องจักรกลเอ็นซีและซีเอ็นซี

1. ราคาเครื่องจักรมีราคาค่อนข้างสูง

2. การบำรุงรักษามีความซับซ้อนมาก

3. จำเป็นต้องใช้ช่างเขียนโปรแกรม (Part programmer) ที่มีทักษะสูงและฝึกอบรมมาโดยเฉพาะ

4. ชิ้นส่วนที่ใช้ในการซ่อมบลำรุง ไม่สามารถผลิตได้ภายในประเทศ จำเป็นต้องสั่งซื้อหรือนำเข้าจากต่างประเทศ

5. การซ่อมบำรุงจะต้องใช้ช่างที่มีประสบการณ์สูงและผ่านการฝึกอบรมมาโดยเฉพาะ

6. ราคาของเครื่องมือต่างๆ ที่ใช้ในกระบวนการการตัดเฉือน มีราคาสูง

7. พื้นที่ติดตั้งเครื่องจักร จะต้องควบคุมระดับอุณหภูมิ ความชื้นและฝุ่นละออง

เทคโนโลยีการสื่อสาร (Communication Technology)

เทคโนโลยีการสื่อสาร

ระบบ 4G

เทคโนโลยี 4จี เป็นเครือข่ายไร้สายความเร็วสูงชนิดพิเศษ หรือเป็นเส้นทางด่วนสำหรับข้อมูลที่ไม่ต้องอาศัยการลากสายเคเบิล โดยระบบเครือข่ายใหม่นี้ จะสามารถใช้งานได้แบบไร้สาย รวมถึงคุณสมบัติการเชื่อมต่อเสมือนจริงในรูปแบบสามมิติ (three-dimensional) ระหว่างผู้ใช้โทรศัพท์ด้วยกันเอง นอกจากนั้น สถานีฐาน ซึ่งทำหน้าที่ในการส่งผ่านสัญญาณโทรศัพท์เคลื่อนที่จากเครื่องหนึ่งไปยังอีก เครื่องหนึ่ง และมีต้นทุนการติดตั้งที่แพงลิ่วในขณะนี้ จะมีให้เห็นกันอย่างแพร่หลายเช่นเดียวกับหลอดไฟฟ้าตามบ้านเลยทีเดียว สำหรับ 4จี จะสามารถส่งผ่านข้อมูลแบบไร้สายด้วยระดับความเร็วสูงที่เพิ่มขึ้นถึง 100 เมกะไบต์ต่อวินาที ซึ่งห่างจากความเร็วของชุดอุปกรณ์ที่ใช้กันอยู่ในปัจจุบัน ที่ระดับ 10 กิโลบิตต่อวินาที

ลักษณะเด่นของ 4G

4G คือ Forth Generation ซึ่งในบ้านเรายังไม่มีให้เห็นกัน เมื่อพูดถึงเทคโนโลยีสื่อสารในยุค 4G เรื่องความเร็วนั้นเหนือกว่า 3G มาก คือทำความเร็วในการสื่อสารได้ถึงระดับ 20-40 Mbps เมื่อเทียบกับความเร็วที่ได้จาก 3G นั้นคนละเรื่องกันเลย ที่ญี่ปุ่นนั้นเครือข่ายโทรศัพท์ที่ใช้เทคโนโลยี 4G สามารถให้บริการรับชมรายการโทรทัศน์ผ่านมือถือได้แล้ว หรือจะโหลดตัวอย่างภาพยนตร์มาชมบนโทรศัพท์มือถือก็มีให้เห็นเช่นกัน ทำไมญี่ปุ่นถึงรีบกระโดดไปสู่ยุค 4G กันเร็วเหลือเกิน คำตอบง่าย ๆ ก็คือ “ดิจิตอลคอนเทนต์” เป็นตัวผลักดันให้เกิดการเปลี่ยนแปลงขึ้นนั่นเอง เมื่อผู้ให้บริการหลายหลายรูปแบบที่จะเกิดขึ้นในอนาคต โดยจำเป็นต้องอาศัยเครือข่ายที่มีความเร็วสูง สามารถรับส่งข้อมูลได้ในปริมาณมาก ๆ ดังนั้น การผลักดันตัวเองให้เข้าสู่ยุค 4G ที่ใช้เทคโนโลยีที่เหนือกว่า 3G ก่อนคู่แข่ง น่าจะเป็นการตัดสินใจที่ถูกต้องที่สุด

      ความโดดเด่นของ 4G คือ ถูกออกแบบมาเพื่อการใช้งานบนเครือข่ายที่กินพื้นที่กว้างก็ได้หรือจะทำเป็น เครือข่ายขนาดย่อม ๆ แบบ WLAN ได้อีกด้วย นั่นจึงทำให้หลายคนมองว่า 4G จะมาเบียดเทคโนโลยีของ Wi-Fi หรือไม่ เพราะสามารถใช้งานได้ทั้งสองแบบ

      อย่างไรก็ตามในประเทศไทยยังคงอิงกับมาตรฐานของ 3G อยู่ ซึ่งยังไม่มีทีท่าว่าจะขยับขยายไปสู่ยุค 4G เลย เพราะว่า Wimax กำลังเข้ามานั่นเอง ระบบสื่อสารแห่งอนาคตที่ให้ความยืดหยุ่นสูง สามารถครอบคลุมพื้นที่ได้กว้างไกล ความเร็วในการสื่อสารสูงสุดในขณะนี้

      ในเมื่อเป็นเช่นนี้แล้ว ทำไมไม่รวมเทคโนโลยี 3G กับ WiMAX เข้าด้วยกัน และพัฒนาให้เป็น “interim 4G” หรือ “4G เฉพาะกิจ” เพื่อไปเร่งพัฒนา “4G ตัวจริง” (Real 4G) กันออกมาไม่ดีกว่าหรือ จึงเป็นเสียงที่คิดดังๆจากหลายกลุ่มในปัจจุบัน

      แน่นอนที่ว่า คงจะไม่ใช่แนวคิดของ 4G ที่หลายฝ่ายตั้งความหวังไว้ เพราะอย่างน้อยที่เห็นได้ชัดเจนอย่างหนึ่งคือ เทคโนโลยีทั้งสองยังไม่สามารถรองรับความเร็วในการสื่อสารข้อมูลที่ดาวน์ ลิงค์/อัพลิงค์ (downlink/uplink) ขณะกำลังเคลื่อน ที่ในกรณีของ GSM ที่ 100 mbps/50 mbps และกรณี CDMA ที่ต้องการให้เหนือกว่า GSM โดยจะให้มีความเร็วเป็น 129 mbps/75.6 mbps

ทำไมจึงอยากได้ 4G

      เป็นคำถามที่น่าสนใจ มีเหตุผลอะไรจึงอยากได้เทคโนโลยีโทรศัพท์เคลื่อนที่ในยุคที่ 4 หรือ 4G กัน มาก ถ้าจะสรุปเป็นคำตอบก็คงจะได้หลายประการด้วยกัน ซึ่งจะกล่าวถึงพอเป็นสังเขปดังนี้

• สนับสนุนการให้บริการมัลติมีเดียในลักษณะที่สามารถโต้ตอบได้ เช่น อินเทอร์เน็ตไร้สาย และ เทเลคอนเฟอเรนซ์ เป็น ต้น
• มีแบนด์วิทกว้างกว่า สามารถรับ-ส่ง ข้อมูลด้วยอัตราความเร็ว (bit rate) สูงกว่า 3G
• ใช้งานได้ทั่วโลก (global mobility) และ service portability
• ค่าใช้จ่ายถูกลง
• คุ้มค่าต่อการลงทุนด้านโครงข่าย

พัฒนาการของ 4G สำหรับ มาตรฐานต่างๆ

      หากพิจารณาในบริบทของมาตรฐานเทคโนโลยีระบบ โทรศัพท์เคลื่อนที่เซลลูลาร์แบบดิจิทัลที่ใช้งานกันอยู่ในขณะนี้ ซึ่งแบ่งออกเป็น 2 ค่ายใหญ่ๆ คือ จีเอสเอ็ม (GSM) และ ซีดีเอ็มเอ (CDMA) แล้วสามารถสรุปเป็นตารางเปรียบเทียบลำดับพัฒนาการของ มาตรฐานได้ดังตารางข้างล่างนี้

หาก 4G จะเกิดจากการรวม WiMax เข้ากับ 3G

      ท่ามกลางกระแสการแข่งขันระหว่างเทคโนโลยี 3G ที่กำลังถูกเทคโนโลยีใหม่อย่างไวแมกซ์ (WiMAX) เข้ามาตีเสมอ และในอนาคตมีแนวโน้มว่าจะมีโอกาสมาเหนือกว่า 3G อีกด้วย

      นักวิเคราะห์และผู้เกี่ยวข้องในวงการโทรคมนาคมหลายกลุ่ม กล่าวกันถึงขนาดที่ว่า ผู้ให้บริการโทรศัพท์เคลื่อนที่เซลลูลาร์ของหลายประเทศที่ปัจจุบันครองตลาด ส่วนใหญ่ของประเทศหรือมีอำนาจเหนือตลาดคงจะไม่ยอมให้บริการไวแมกซ์เกิดขึ้น ในตลาดได้ง่ายๆ ประกอบกับบางประเทศยังมีปัญหาต่างๆ ที่เป็นอุปสรรคต่อการให้บริการไวแมกซ์ เช่น แผนเลขหมายแห่งชาติที่มีการจัดสรรความถี่ให้กับบริการไวแมกซ์ กฎ ระเบียบในการกำกับดูแลเพื่อให้เกิดความเรียบร้อยและมีการแข่งขันที่เป็นธรรม และความพร้อมในการลงทุนของผู้ให้บริการ เป็นต้น

      หากจะรวมกันจริงๆแล้ว หลายฝ่ายยังมีความเชื่อว่า 3G คงจะไม่ถึงกับไปรวมอยู่ใต้เทคโนโลยีที่เป็นหนึ่งเดียว เนื่องจาก 4G ควรจะเป็นเทคโนโลยี ที่สามารถเข้าถึงได้ที่ระดับความเร็วอิเธอร์เน็ต (เช่น 10 Mbps) และใช้งานร่วมกัน (integrated) ได้ทั้ง ในลักษณะที่เป็นเครือข่ายท้องถิ่นหรือแลน (LAN – local area network) กับแวน (WAN – wide area network) แบบไร้สาย ด้วยการรวมเทคโนโลยี 3G และ WiMAX เข้าด้วยกันในเครื่องเดียวกัน

      โดยมาตรฐานของ WiMax หรือ 802.16 สามารถให้บริการด้านบรอดแบนด์ไร้สายได้ไกลถึง 30 ไมล์ด้วยความเร็วประมาณ 10 Mbps

       สิ่งที่ยังเป็นปัญหาอยู่ สำหรับบริการ WiMAX มีหลายประการที่ต้องมี การพัฒนาต่อไปจากที่สามารถแก้ปัญหาบางอย่างได้ในระดับหนึ่งแล้ว เช่น ตัวมาตรฐานเองที่ยังไม่ค่อยนิ่งเท่าใดนัก การพัฒนาอุปกรณ์ที่เกี่ยวข้องของโครงข่าย (ซึ่งรวมถึงตัวเครื่องลูกข่ายด้วย) การเคลื่อนที่ ของลูกข่ายจากสถานีฐานหนึ่งไปยังอีกสถานีฐานหนึ่งโดยไม่มีปัญหาสายหลุดหรือ อาการสัญญาณสะดุด เป็นต้น

      จึงเป็นที่เชื่อได้ว่าในขณะนี้คงต้องรอให้มาตรฐาน เทคโนโลยี WiMAX ผ่านกระบวนการพัฒนาจน ถึงขั้นเป็นมาตรฐานที่สมบูรณ์ (mature) แล้ว อาจเป็นไปได้ที่จะมีความพยายามนำเทคโนโลยี 3G และ WiMAX มาผสมผสานกันเป็น 4G หากกลุ่มที่ พัฒนา 4G ไม่รีบชิงพัฒนา 4G หนี การรวมตัวกับ WiMAX ไปเสียก่อน

ข้อดี
1. ช่วยลดปัญหาในการติดตั้งระบบเครือข่าย
2. ช่วยลดปัญหาในการวางสายระบบเครือข่าย
3. ไม่ต้องใช้สาย cable
4. ช่วยให้เกิดความเป็นระเบียบ เรียบร้อย
 ข้อเสีย
1. มีอัตราการลดทอนสัญญาณสูง นั่นหมายความว่า “ ส่งสัญญาณได้ระยะสั้น ”
2. มีสัญญาณรบกวนสูง
3. ต้องแชร์กันใช้ช่องสัญญาณคลื่นความถี่เดียวกัน
4. ยังมี หลายมาตรฐาน ตามผู้ผลิต แต่ละราย ทำให้ มีปัญหา ในการ ใช้งาน ร่วมกัน
5. ราคาแพงกว่าระบบเครือข่ายแบบมีสาย
6. มีความเร็วไม่สูงมากนัก