หุ่นยนต์อุตสาหกรรม

ประสบการณ์ทั้งที่ญี่ปุ่นและสหรัฐอเมริกานั้น ทำให้ผมเห็นแนวโน้มการใช้เทคโนโลยีหุ่นยนต์ในอุตสาหกรรม ผมเกรงว่าประเทศไทยอาจช้าเกินไปในการติดตาม ศึกษา ค้นคว้า วิทยาการทางด้านหุ่นยนต์จนเป็นได้แต่เพียงผู้ซื้อเทคโนโลยี หรือเป็นได้แค่ “ผู้ตาม” อย่างเดียว ดังนั้นทั้งๆ ที่ยังง่วนกับการศึกษาอยู่ ผมได้จัดทำข้อเสนอโครงการจัดตั้ง สถาบันวิทยาการหุ่นยนต์ภาคสนาม (ฟีโบ้) บรรจุไว้ในแผนพัฒนาอุดมศึกษา ระยะที่ 7 หลายคนทักท้วงเพราะเชื่อว่าประเทศเกษตรกรรมอย่างบ้านเรา ไม่จำเป็นต้องใช้เทคโนโลยีนี้ และยังกลัวว่าจะทำให้คนตกงานด้วย จึงต้องชี้แจงไปพอสมควร โชคดีที่ ดร. หริส สูตะบุตร มีวิสัยทัศน์กว้างไกลให้การสนับสนุนเต็มที่ จนกระทั่งฟีโบ้เป็นรูปเป็นร่างขึ้นมา ปัจจุบันภาครัฐและอุตสาหกรรมไทย ได้เข้าหาฟีโบ้ตลอดเวลา เพื่อขอให้นำเทคโนโลยีหุ่นยนต์และวิศวกรรมอัตโนมัติเข้าแก้ปัญหาการจัดการและการผลิตที่ประสบอยู่ ช่วงเวลาสั้นๆ 10 ปี นี้มีอะไรเกิดขึ้นหรือ? อุตสาหกรรมไทยจึงเลิกกลัว-เกิดความต้องการใช้หุ่นยนต์ขึ้นมา

หุ่นยนต์อุตสาหกรรมมีลักษณะต่างจากหุ่นยนต์ที่เราเห็นในภาพยนตร์ หรือ อาซิโม เพราะมีแต่เพียงแขนหรือขา มีองศาอิสระ(Degree of Freedom) ตั้งแต่ 3, 4, 5 และ 6 ในแต่ละแกนมีความละเอียดสูงสุด ในระดับ 3/1000 นิ้ว เล็กกว่าขนาดเส้นผมของมนุษย์ ความเร่งในกรณีของการขับเคลื่อนตรงจากมอเตอร์ (Direct Drive) สูงถึง 1.8 เท่าของแรงโน้มถ่วงโลก ในขณะที่หุ่นยนต์นี้ทำงานท่านผู้อ่านไม่สามารถมองปลายแขน-กำปั้น ของหุ่นยนต์ทันเลย ในขณะเดียวกันระบบควบคุมหุ่นยนต์อุตสาหกรรมได้รับการพัฒนาให้ซับซ้อนขึ้นเป็นลำดับเพื่อใช้งานได้ง่ายขึ้น ต้นกำลังขับเคลื่อนมีทั้ง มอเตอร์ นิวแมติกส์ และไฮดรอลิก ยังไม่มีเซลล์เชื้อเพลิง(Fuel Cell)อย่างที่เราใช้ในห้องปฏิบัติการ

หุ่นยนต์อุตสาหกรรมหนึ่งตัวมีความสามารถในการผลิตเหนือมนุษย์ไม่เท่าไรนัก บางครั้งแย่กว่าด้วย เป็นความลับประการหนึ่งที่ไม่ค่อยมีใครใส่ใจอยากรู้ แต่เมื่อต่อกับระบบสารสนเทศเพื่อให้หุ่นยนต์สามารถทำงานร่วมกับเครื่องจักรอื่นๆหรือกับหุ่นยนต์หลายตัว สมรรถนะการผลิต(Manufacturing Performance) จะเพิ่มขึ้นเป็นทวีคูณ ดังนั้น การศึกษาหาความสัมพันธ์ ระหว่างการเพิ่มผลิตภาพอุตสาหกรรม (Industrial Productivity) กับวิวัฒนาการความสามารถของหุ่นยนต์จึงต้องพิจารณาในภาพรวมที่มีการบูรณาการเทคโนโลยีสารสนเทศเข้าไปเพื่อเชื่อมโยงการออกแบบผลิตภัณฑ์และการผลิตเข้าด้วยกัน

อุตสาหกรรมไทยปัจจุบันที่สามารถแข่งขันได้ในตลาดโลก มีดรรชนีชี้วัดสมรรถนะต่างจากการวัดผลทางด้านการเงินแบบเดิม ดังนี้ คุณภาพ (Quality) วัสดุคงคลัง(Inventory) ผลิตภาพ(Productivity) และ นวัตกรรม(Innovation)

มัวแต่รอข้อมูลจากลูกค้าหรือตลาดนั้นช้าไป จำเป็นต้องวัดคุณภาพได้โดยตรงจากขบวนการผลิตเอง ในเชิงตัวเลขเราดูจากเปอร์เซ็นต์ของเสียในแต่ละขบวนการผลิต ความถี่ที่ต้องหยุดขบวนการผลิตเนื่องจากเครื่องจักรทำงานผิดพลาด เปอร์เซ็นต์ จำนวนผลิตภัณฑ์ที่ได้โดยมิได้ผ่านการแก้ไข(Rework) ที่สำคัญต้องมีวิธีการแสดงต้นทุนจากการสร้างคุณภาพเหล่านี้

วิธีคิดแบบเดิมนั้นเน้นการบริหารจัดการให้มีวัสดุคงคลังน้อยที่สุดเมือเทียบกับต้นทุนรวม เมื่อนำเทคโนโลยีหุ่นยนต์และระบบอัตโนมัติมาใช้ ทำให้เราสามารถเปลี่ยนขบวนการผลิตจนไม่มีความจำเป็นต้องมีวัสดุคงคลัง ค่าใช้จ่ายเรื่องนี้จึงหายไปจากองค์ประกอบของต้นทุนรวม นอกจากนี้การเลือกใช้ระบบสารสนเทศที่สอดคล้องกับลักษณะธุรกิจอุตสาหกรรม:สร้างความสัมพันธ์ระหว่างผู้ผลิตและลูกค้า และเสริมความเข้มแข็งของห่วงโซ่ผลิตและคุณค่า(Supply and Value Chains) ระบบสารสนเทศที่กล่าวถึงนี้ ยังครอบคลุมไปถึงการวางแผนบริหารทรัพยากร(Enterprise Resource Planning:ERP)ด้วย ปัจจุบันมีบริษัทไทยหลายบริษัทได้พัฒนาซอฟต์เหล่านี้ขึ้นทำให้ราคาถูกลงมากแล้ว

ระบบอัตโนมัติและหุ่นยนต์อุตสาหกรรมยังช่วยเพิ่มผลิตภาพ และการจัดการบริหารเรื่องนี้ได้แม่นยำขึ้น เพราะมีข้อมูลที่ละเอียดขึ้น โดยเฉพาะด้านจำนวนชิ้นงานที่ผลิต/ ชั่วโมงการทำงาน/ วัตถุดิบที่หมดไป/ค่าพลังงาน และเงินทุนที่ใช้ไป ดังนั้น เราจึงสามารถแยกความแตกต่างระหว่างค่าแปรผันของราคาขายออกจากประสิทธิภาพในการผลิต ผู้ที่คลุกคลีอยู่กับอุตสาหกรรมฮาร์ดดิสก์ จะเข้าใจเรื่องนี้อย่างดี

นวัตกรรมช่วยเพิ่มสมรรถนะในการออกแบบและการผลิต เพราะทำให้สามารถออกผลิตภัณฑ์ใหม่ที่มีคุณภาพและคุณลักษณะในหลายระดับได้เร็วทันความต้องการของตลาด เทคนิคสำคัญคือการเชื่อมต่อระบบสารสนเทศให้ผู้เกี่ยวข้องต้นน้ำได้เห็นข้อมูล ปัญหาและความต้องการปลายน้ำ (Concurrent Design)

นับจากการปฏิวัติอุตสาหกรรมจนถึงวันนี้ หุ่นยนต์อุตสาหกรรมเป็นกลไกสมองกลที่มนุษย์ใส่ความอัจฉริยะเข้าไปเพื่อช่วยยกระดับความสามารถในการแข่งขัน และสมรรถนะการผลิต จนดรรชนีสี่ตัวที่กล่าวมาข้างต้นมีค่าทัดเทียมกับคู่แข่งในตลาดโลก

ท่านผู้อ่านสามารถส่งข้อคิดเห็น/เสนอแนะมาที่ผู้เขียนที่ djitt@fibo.kmutt.ac.th

———————————————————–ข้อมูลจำเพาะของผู้เขียน

ดร. ชิต เหล่าวัฒนา จบปริญญาตรีวิศวกรรมศาสตร์ (เกียรตินิยม) จากมหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้า ธนบุรี ไดัรับทุนมอนบูโช รัฐบาลญี่ปุ่นไปศึกษาและทำวิจัยด้านหุ่นยนต์ที่มหาวิทยาลัยเกียวโต ประเทศญี่ปุ่น เข้าศึกษาต่อระดับปริญญาเอกที่มหาวิทยาลัยคาร์เนกี้เมลลอน สหรัฐอเมริกา ด้วยทุนฟุลไบรท์ และจากบริษัท AT&T ได้รับประกาศนียบัตรด้านการจัดการเทคโนโลยีจากสถาบันเทคโนโลยีแห่งมลรัฐแมสซาชูเซสต์ (เอ็มไอที) สหรัฐอเมริกา

ภายหลังจบการศึกษา ดร. ชิต ได้กลับมาเป็นอาจารย์สอนที่มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้า ธนบุรี และเป็นผู้ก่อตั้งสถาบันวิทยาการหุ่นยนต์ภาคสนาม หรือที่คนทั่วไปรู้จักในนาม “ฟีโบ้ (FIBO)” เป็นหน่วยงานหนึ่งในมหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้า ธนบุรี เพื่อทำงานวิจัยพื้นฐาน และประยุกต์ด้านเทคโนโลยีหุ่นยนต์ ตลอดจนให้คำปรึกษาหน่วยงานรัฐบาล เอกชน และบริษัทข้ามชาติ (Multi-national companies) ในประเทศไทยด้านการลงทุนทางเทคโนโลยี  การใช้งานเทคโนโลยีอัตโนมัติชั้นสูง และการจัดการเทคโนโลยีสารสนเทศอย่างมีประสิทธิภาพ