No.281

วีระศักดิ์ พิรักษา

 

 

 

ระบบอัตโนมัติเข้ามีบทบาทในระบบการผลิตของสถานประกอบการขนาดใหญ่ ในอุตสาหกรรมของประเทศมาเป็นระยะเวลาช้านาน แต่ผู้ประกอบการ SMEs บ้านเราเพิ่งจะตื่นตัวและเริ่มนำระบบการผลิตแบบอัตโนมัติเข้ามาใช้บ้างแล้ว แต่ส่วนใหญ่ยังขาดความเข้าใจในเทคโนโลยี กลยุทธ์การเลือกใช้ หรือจัดหาระบบการผลิตแบบอัตโนมัติให้เหมาะสมกับระบวนการผลิตและความจำเป็นของสถานประกอบการ

 

 

          การตัดสินใจลงทุนนำเครื่องจักรมาใช้ในระบบการผลิตแบบอัตโนมัติ จำเป็นต้องพิจารณาความสามารถ ประสิทธิภาพและคุณสมบัติของเครื่องจักรว่ามีความคุ้มค่าต่อการลงทุนและคลอบคลุมงานที่ต้องการด้วยเช่นกัน

 

 

ระบบการผลิตแบบอัตโนมัติคืออะไร

  

          ระบบการผลิตแบบอัตโนมัติคือการใช้ระบบควบคุมร่วมกับเทคโนโลยีสารสนเทศเพื่อลดความต้องการใช้งานมนุษย์ในการผลิตสินค้าและการบริการ

 

  

ทำไมจึงต้องใช้ระบบการผลิตแบบอัตโนมัติ

  

• เพื่อลดการหยุดทำงานของเครื่องจักร (Reduce Downtime)

          -  มีการยกระดับการทำงานของเครื่องจักร (Upgrade) และปรับปรุงฟื้นฟูสภาพเครื่องจักรเดิม (Retrofit) ให้กลับมาอยู่ในสภาพที่ทำงานได้ตามที่กำหนดไว้ เป็นการลดการหยุดการทำงานของเครื่องจักร

          - ลดการหยุดการทำงานของเครื่องจักรด้วยการชี้ให้เห็นศักยภาพที่สามารถพัฒนาได้

          - ทำให้การบำรุงรักษาเชิงคาดการณ์ (Predictive) และเชิงป้องกัน (Preventive Maintenance) ง่ายขึ้น

          - มีฟังก์ชั่นระบุและแสดงจุดเสียของเครื่องจักร ทำให้การแก้ปัญหาการหยุดทำงานทำได้รวดเร็ว

• เพื่อปรับปรุงด้านคุณภาพ (Improve Quality)

          - สามารถจัดการกับการเปลี่ยนแปลงด้านการผลิตและข้อมูลกระบวนการได้อย่างรวดเร็ว

          - จัดการข้อมูลการทดสอบคุณภาพสินค้าได้แบบตามเวลาจริง (Real Time)

          - สามารถระบุและติดตามวัสดุสำหรับผลิต ผลิตภัณฑ์และของเสีย ที่ตกสเปกได้

• เพื่อเพิ่มผลิตภาพการผลิต (Increase Productivity)

          - ลดเวลาเฉลี่ยในการเคลื่อนที่ของชิ้นงาน (Throughput Time) ในกระบวนการผลิต เพิ่มอัตราการผลิตลดปริมาณของเสียให้มีน้อยที่สุด (Minimize Waste) ลดความผิดพลาด

          - ลดรอบเวลาการผลิต (Cycle Time) และปริมาณชิ้นส่วนที่ค้างระหว่างกระบวนการ

          - สามารถคาดการณ์ปริมาณการผลิตได้ใกล้เคียงกับความเป็นจริง

          - ปรับปรุงการใช้ประโยชน์จากเครื่องจักรให้เต็มที่และการยศาสตร์

• เพื่อเพิ่มความปลอดภัย (Enhance Safety)

          - เพิ่มความปลอดภัยในการใช้งานเครื่องจักรให้กับผู้ปฏิบัติงาน

          - มีการบูรณาการระบบควบคุมเครื่องจักรเข้ากับระบบความปลอดภัย

          - มีการแยกพื้นที่อันตรายไว้ต่างหาก และมีการติดตั้งอุปกรณ์ป้องกันอันตราย (Guarding) ที่มีประสิทธิภาพ

 

 

 

รูปที่ 1 ผลประโยชน์จากการใช้ระบบการผลิตแบบอัตโนมัติ

 

 

การผลิตแบบอัตโนมัติ

 

          ระบบการผลิตแบบอัตโนมัติทีใช้งานอยู่ภายในโรงงานจะทำหน้าที่หลากหลายในกระบวนการผลิต เช่น ในกระบวนการประกอบ (Processing Assembly) การตรวจสอบคุณภาพ (Quality Inspection) การใช้หุ่นยนต์ (Robot) การขนย้ายวัสดุ (Material Handling) ฯลฯ การเรียกว่า “ระบบอัตโนมัติ” หมายถึงการลดระดับความเกี่ยวข้องของมนุษย์ในกระบวนการนั้นลง (Manual Process) ในระบบอัตโนมัติขั้นสูงบางระบบแทบจะไม่มีมนุษย์เข้าไปมีส่วนเกี่ยวข้องด้วยเลย ประโยชน์สูงสุดที่ได้รับจากระบบอัตโนมัติคือการประหยัดการใช้แรงงานมนุษย์ (Labor Saved) ซึ่งเป็นต้นทุนทางตรงที่มีค่าใช้จ่ายสูง แน่นอนเลยว่าจะต้องมีเหตุผลอีกหลายข้อที่สนับสนุนการนำระบบผลิตอัตโนมัติมาใช้ในระบบการผลิต

 

ลักษณะของกระบวนการที่สามารถพัฒนาเป็นระบบการผลิตแบบอัตโนมัติ

 

กระบวนการที่สามารถทำการพัฒนากระบวนการให้เป็นระบบการผลิตแบบอัตโนมัติคือกระบวนการผลิตที่ทำซ้ำ ๆ ในปริมาณมากและมีรูปแบบคงที่เหมือนกัน

 

การเตรียมการเพื่อนำระบบการผลิตแบบอัตโนมัติมาใช้

  

• จัดตั้งทีมงานศึกษา วิเคราะห์ กระบวนการผลิตปัจจุบันจะต้องปรับปรุงในเรื่องใดบ้าง ?
• ทำความเข้าใจกับเทคโนโลยีดีหรือยัง ?
• ใช้เพื่อประโยชน์เรื่องใด ? 
• จะใช้ได้คุ้มค่ากับการลงทุนหรือไม่ ?
• มีบุคลากรที่มีความรู้ด้านนี้หรือยัง ?
• พิจารณานำระบบอัตโนมัติมาช่วยงานในกระบวนการที่ใช้แรงงานมากก่อน

 

 

ประเภทของระบบการผลิตแบบอัตโนมัติ

 

          ระบบการผลิตแบบอัตโนมัติมีบทบาทสำคัญในการเพิ่มผลิตภาพและลดต้นทุนค่าใช้จ่ายให้กับภาคอุตสาหกรรมและบริการ ตัวอย่างเช่น การใช้เครื่องสแกนเนอร์บาร์โค้ดอย่างแพร่หลายในช่องทางชำระเงินของร้านค้าปลีก ระบบการผลิตแบบอัตโนมัติที่พบได้มากในภาคอุตสาหกรรม ได้แก่

  

• เทคโนโลยีสารสนเทศ (Information Technology: IT)
• คอมพิวเตอร์ช่วยการผลิต (Computer Aided Manufacturing: CAM)
• อุปกรณ์ควบคุมเชิงตัวเลข (Numerical Controlled Equipment: NC)
• หุ่นยนต์อุตสาหกรรม (Industrial Robot)
• ระบบการผลิตแบบยืดหยุ่น (Flexible Manufacturing System: FMS)
• ระบบการผลิตแบบบูรณาการกับคอมพิวเตอร์ (Computer Integrated Manufacturing: CIM)

 

          เทคโนโลยีสารสนเทศ (IT) เป็นศูนย์รวมเทคโนโลยีคอมพิวเตอร์ที่ใช้ในการสร้าง  จัดเก็บ  เรียกใช้ ติดตามและควบคุมกระบวนการผลิต ตลอดจนเผยแพร่ข่าวสารข้อมูล คอมพิวเตอร์ช่วยการผลิต (CAM) เป็นการใช้คอมพิวเตอร์ช่วยดำเนินการในหลาย ๆ หน้าที่ของการวางแผนการผลิตและการควบคุม เช่น การใช้งานเครื่องจักรกลควบคุมเชิงตัวเลข (Numerically Controlled Machines: NC) หุ่นยนต์ (Robot) การใช้คอมพิวเตอร์ช่วยในการวางแผนกระบวนการผลิตสินค้าที่แตกต่างกัน (Computer Aided Process Planning: CAPP) การจัดตารางการผลิต (Production Scheduling) และการวิเคราะห์การไหลของการผลิต (Manufacturing Flow Analysis) และเทคโนโลยีกลุ่ม (Group Technology: GT) ซึ่งเป็นปรัชญาการผลิตที่มีจุดมุ่งหมายในการจัดกลุ่มผลิตภัณฑ์ที่แตกต่างกันและการสร้างเซลล์การผลิต (Work Cell) ที่แตกต่างกันสำหรับการผลิตของแต่ละกลุ่ม ฯลฯ

               

          หุ่นยนต์อุตสาหกรรมเป็นอุปกรณ์อัตโนมัติชนิดหนึ่งที่ถูกนำมาใช้งานในหลายส่วนของกระบวนการผลิต เช่น การประกอบ การเชื่อมโลหะ การพ่นสี การยกชิ้นส่วนที่มีน้ำหนักมากขึ้นลง การหยิบจับวัสดุที่มีอันตราย การตรวจสอบและการทดสอบ ฯลฯ หุ่นยนต์สามารถทำงานได้ต่อเนื่องตลอด 24 ชม. จึงสร้างผลิตภาพและกำไรได้มาก ไม่เกิดปัญหาเรื่องการลาหยุดงานทุกประเภท

 

 

 

รูปที่ 2 แขนกลหุ่นยนต์สำหรับอุตสาหกรรมการผลิต

 

 

          ระบบการผลิตแบบยืดหยุ่น (FMS) เป็นระบบที่ครบวงจรโดยการรวมเอาเครื่องจักรกล NC หุ่นยนต์ และระบบขนถ่ายวัสดุ ให้สามารถทำงานประสานกันได้อย่างอัตโนมัติ เหมาะสำหรับการผลิตผลิตภัณฑ์หรือชิ้นส่วนที่คล้ายกันโดยมีเส้นทางเชื่อมระหว่างเครื่องจักรที่แตกต่างกัน

               

          การผลิตแบบบูรณาการกับคอมพิวเตอร์ (CIM) เป็นระบบซึ่งรวมเอาฟังก์ชั่นการผลิตจำนวนมากมีการเชื่อมโยงผ่านเครือข่ายคอมพิวเตอร์แบบบูรณาการทั้งองค์กร เช่น การรับคำสั่งซื้อสินค้า การจัดซื้อ การตลาด การวางแผนการผลิตและการควบคุม การควบคุมหน้างาน การควบคุมคุณภาพ คอมพิวเตอร์ช่วยการผลิต (CAM) คอมพิวเตอร์ช่วยการออกแบบ (CAD และฟังก์ชั่นอื่น ๆ ที่เกี่ยวข้อง วัตถุประสงค์ของระบบ CIM นี้เพื่อทำให้การเปลี่ยนแปลงการออกแบบ การผลิต ทำได้อย่างมีประสิทธิภาพ ลดค่าใช้จ่าย และได้ประสิทธิภาพการผลิตที่เหมาะสม

 

 

 

รูปที่ 3 ระบบการผลิตแบบอัตโนมัติที่การผลิตถูกควบคุมโดยคอมพิวเตอร์อย่างสมบูรณ์ (CIM) ประกอบด้วย

ระบบ CAD/CAM/CNC พาหนะขนส่งชิ้นส่วนแบบอัตโนมัติ (Automated Guided Vehicle: AGV)

ระบบการจัดเก็บเข้าคลังสินค้า (AS/RS) และการกระจายสินค้า (Distribution) 

 

 

เหตุผลที่ควรใช้ระบบการผลิตแบบอัตโนมัติ

 

 

          1. เพื่อเพิ่มผลิตภาพของแรงงาน

                การดำเนินการผลิตแบบอัตโนมัติจะช่วยเพิ่มอัตราการผลิต (Production Rate) และผลิตภาพของแรงงาน (Labor Productivity) นั่นคือ ได้ผลผลิต (Output) ออกมามากขึ้นเมื่อเทียบกับจำนวนชั่วโมงแรงงานที่ใช้ไป (Labor Hour Input)

          2. เพื่อลดค่าใช้จ่ายด้านแรงงาน

                การเพิ่มขึ้นของอัตราค่าจ้างแรงงานมีแต่จะสูงขึ้นเรื่อย ๆ ในทุกปี การตัดสินใจลงทุนเพิ่มในระบบอัตโนมัติเพื่อทดแทนการทำงานแบบใช้แรงงานมนุษย์ (Manual Operation) เพื่อลดต้นทุนการผลิตต่อหน่วยจึงมีความคุ้มค่าในเชิงเศรษฐกิจ

          3. เพื่อบรรเทาผลกระทบจากการขาดแคลนแรงงาน

                วิกฤตด้านการขาดแคลนแรงงาน จึงมีส่วนกระตุ้นให้ผู้ประกอบการลงทุนเพิ่มเพื่อปรับปรุงกระบวนการที่ใช้แรงงานมาก (Labor Intensive)

          4. เพื่อลดหรือกำจัดงานประจำที่ทำด้วยมือและงานธุรการ

                งานที่ไม่น่าสนใจ งานที่ทำให้เหนื่อยล้า งานน่ารำคราญ และงานธุรการทั้งหลายเป็นงานที่ไม่เหมาะสำหรับมนุษย์ทำเป็นประจำ ทำให้ขวัญและกำลังใจในการทำงานตกต่ำ การทำงานด้วยระบบอัตโนมัติจะสามารถช่วยปรับปรุงสภาพการทำงานเหล่านี้ได้ ได้คุณภาพงานที่สม่ำเสมอ การทำงานที่รวดเร็วขึ้น ไม่มีการลาหยุดงานทุกประเภท และลดอัตราความผิดพลาดให้ต่ำลง (Lower Error Rates)

          5. เพื่อการปรับปรุงด้านความปลอดภัยแก่ผู้ปฏิบัติงาน

                ด้วยการทำงานแบบอัตโนมัติทำให้ผู้ปฏิบัติงานไม่ต้องเข้าไปสัมผัสใกล้ชิดกับการผลิตผลิตภัณฑ์โดยตรง จึงมีความปลอดภัยมากขึ้น ประกอบกับแรงกระตุ้นจากกฎหมายด้านอาชีวอนามัยและความปลอดภัย (The Occupational Safety and Health Act: OSHA) ตั้งแต่ปี ค.ศ.1970 จึงมีส่วนกระตุ้นให้มีการใช้ระบบอัตโนมัติอย่างแพร่หลายกว้างขวาง

          6. เพื่อปรับปรุงคุณภาพสินค้า

                การทำงานแบบอัตโนมัติไม่เพียงแต่ให้อัตราการผลิตที่สูงกว่าแบบการทำงานด้วยมือแล้วยังทำไห้การดำเนินการผลิตมีความสม่ำเสมอและสอดคล้องกับข้อกำหนดด้านคุณภาพมากที่สุด ทำงานผิดพลาดน้อยมาก การลดลงของอัตราของเสีย (Defect Rate) เป็นผลประโยชน์หลักที่ได้รับจากระบบการทำงานแบบอัตโนมัติ

          7. เพื่อลดระยะเวลาในการผลิต

                การทำงานแบบอัตโนมัติช่วยลดเวลาหลังจากรับคำสั่งซื้อจากลูกค้าจนถึงส่งสินค้าให้สั้นลง (Lead Time) ช่วยให้ผู้ผลิตมีความสามารถในการแข่งขันสูงขึ้น มีโอกาสได้รับคำสั่งซื้อในอนาคตมากขึ้น และผลจากการลดระยะเวลาในการผลิต ได้ทำให้งานคงคลังระหว่างกระบวนการ (Work-in Process Inventory: WIP) ลดลงด้วย

          8. เพื่อกระบวนการผลิตที่ไม่สามารถทำงานด้วยมือสามารถเกิดขึ้นได้

                ในบางกระบวนการผลิต ไม่สามารถเกิดขึ้นได้โดยปราศจากความช่วยเหลือจากเครื่องจักรอัตโนมัติ เช่น ต้องการความแม่นยำสูง  ชิ้นส่วนมีขนาดเล็กมาก หรือมีรูปทรงซับซ้อน เช่น ชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์

          9. เพื่อหลีกเลี่ยงค่าใช้จ่ายที่เกิดขึ้นจากการไม่ใช้ระบบทำงานอัตโนมัติ

                ข้อได้เปรียบของการมีระบบทำงานอัตโนมัตินอกเหนือจากเรื่องผลิตภาพและสร้างผลกำไรเพิ่มขึ้นแล้ว ยังมีประโยชน์ในเรื่องอื่นที่อาจถูกมองข้ามไป เช่น ส่งเสริมยอดขายให้สูงขึ้น แรงงานสัมพันธ์ดีขึ้น และภาพลักษณ์ของบริษัทในสายตาลูกค้าดีขึ้น ฯลฯ ในขณะที่โรงงานผลิตที่ไม่ได้ใช้ระบบทำงานอัตโนมัติจะทราบดีว่าตนมีความเสียเปรียบในการแข่งขันและมีแนวโน้มสูญเสียลูกค้าไปเรื่อย ๆ

 

 

สรุป

  

          แนวคิดเรื่องการผลิตโดยระบบที่เป็นอัตโนมัติ ด้วยการก้าวทันเทคโนโลยีที่หาได้ในปัจจุบันจากผู้ขายทั้งในประเทศและต่างประเทศแล้วนำมาประยุกต์ใช้ในงานอุตสาหกรรมจึงเป็นเรื่องที่น่าจะเริ่มต้นพัฒนากระบวนการผลิตอย่างจริงจังในปัจจุบัน เพื่อลดช่องว่างและผลกระทบจากการขาดแคลนแรงงานมีฝีมือในภาคอุตสาหกรรมที่มีต้นทุนสูงแล้ว ทั้งยังเป็นการพัฒนาประสิทธิภาพการผลิตให้เพิ่มสูงขึ้น ตลอดจนได้ระบบการผลิตมีความแม่นยำสูงโดยการประยุกต์ใช้เทคโนโลยีที่มีอยู่ในปัจจุบัน

               

          แม้ว่าในปัจจุบันนี้ยังไม่มีโรงงานใดที่จะสามารถพัฒนา ระบบการผลิตโดยปราศจากมนุษย์ได้อย่างสมบูรณ์แบบก็ตาม แต่ แนวโน้มในอนาคตเป็นที่ค่อนข้างชัดเจนว่า โรงงานต่าง ๆ จะแทนที่ แรงงานมนุษย์ด้วยหุ่นยนต์มากขึ้นเรื่อย ๆ อันเนื่องมาจากต้นทุนของหุ่นยนต์ลดลง ทำงานได้รวดเร็วแม่นยำมากขึ้น ผลิตภาพและประสิทธิภาพในการผลิตสูงขึ้น ในขณะที่แรงงานมนุษย์จะมีต้นทุนสูงขึ้นเรื่อย ๆ เมื่อประเทศมีการพัฒนาขับเคลื่อนทางเศรษฐกิจไป นอกจากนี้แรงงานมนุษย์ในปัจจุบันและต่อไปในอนาคตยังเป็นปัญหาที่จัดการได้ยากขึ้นอีกด้วย เนื่องจาก ประเด็นด้านกฎหมาย จริยธรรม คุณภาพชีวิตของแรงงาน  ดังนั้น แนวโน้มของระบบการผลิตในอนาคตจึงพัฒนาไปสู่การผลิตโดยปราศจากมนุษย์อย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้

               

          เมื่อโรงงาน/บริษัทมีระบบอัตโนมัติที่เหมาะสมกับงานที่ผลิตและมีบุคลากรที่รับผิดชอบมีความรู้ความชำนาญในระบบ การที่จะแข่งขันกับผู้ผลิตรายอื่นก็ไม่ใช่เรื่องที่ ยากลำบากอีกต่อไป ทั้งยังได้รับสิ่งอื่น ๆ อีกมากมายที่ล้วนแต่เป็นประโยชน์ต่อผู้ประกอบการทั้งสิ้น