หุ่นยนต์กับระบบการผลิตอย่างอัตโนมัติ

บ้านเราก็เช่นเดียวกัน ตอนแรกที่ผมก่อตั้งสถาบันวิทยาการหุ่นยนต์ภาคสนาม-ฟีโบ้ขึ้นมาเมื่อสิบปีก่อน มีหลายท่านทักท้วงว่าประเทศไทยไม่ต้องการเทคโนโลยีนี้หรอก และเราเป็นประเทศเกษตรกรรมที่มีแรงงานเยอะ หุ่นยนต์ในสมัยนั้นเป็น “ผู้ร้าย” เพราะหลายท่านเชื่อว่าจะทำให้คนตกงาน ผมเองต้องอธิบายหลายครั้ง ฉายหนังซ้ำๆหลายหนว่า หุ่นยนต์และเทคโนโลยีอัตโนมัติจะทำให้คนไทยมีงานทำมากขึ้น เป็นงานที่ท้าทาย และมีมูลค่าเพิ่มสูงขึ้น ซึ่งเป็นผลลัพธ์จากการที่อุตสาหกรรมไทยสามารถแข่งขันได้เจอข่าวล่าสุดว่าอินเดีย กำลังโหมใช้ระบบการผลิตอย่างอัตโนมัติ ทั้งทางด้าน เครื่องมือวัดคุม ระบบควบคุม และ “หุ่นยนต์” เพื่อให้อุตสาหกรรมอินเดียสามารถแข่งขันได้ในตลาดโลก ก่อนหน้านี้อินเดียก็ไม่ได้แตกต่างจากประเทศกำลังพัฒนาอื่นๆทีมีประชากรเหลือเฟือ เทคโนโลยีอัตโนมัติถูกเมิน และบางครั้งเป็นสิ่งต้องห้ามอีกด้วยเพราะเกรงว่าจะทำให้คนตกงานวันนี้ประเทศอินเดีย มีจีดีพีประมาณ 7%ที่เกิดจาก ธุรกิจการค้ากับต่างชาติ ความต้องการภายในประเทศเอง และ การเร่งพัฒนาระบบสาธารณูปโภคพื้นฐาน จึงเห็นได้ชัดว่าอินเดียไม่ชักช้า เร่งปรับปรุงความสามารถอุตสาหกรรมการผลิตจนถึงระดับ “World Class” ให้สอดคล้องกับภาวะเติบโตทางเศรษฐกิจที่กำลังมาแรงมากผมเห็นว่าคนอินเดียมีพื้นฐานการศึกษาดีทั้งด้านคณิตศาสตร์และวิทยาศาสตร์ อุตสากรรมซอฟท์แวร์ที่ทั่วโลกยอมรับอินเดียก็มาจากปัจจัยนี้ เมื่อไรก็ตามที่อินเดียมี่วิธีการดึง “คนเก่ง’ ของเขาที่ทำงานอยู่ต่างประเทศกลับสู่บ้านเกิด เช่นเดียวกับประเทศไต้หวัน ผมเชื่อว่า อุตสาหกรรมของเขาไปไกลแน่ ไม่เป็นสองรองใครเลยครับ เพราะอุตสาหกรรมสนับสนุนด้านเทคโนโลยีอัตโนมัติ ในอินเดียมีอยู่มากมาย

วันนี้ผมไม่จำเป็นต้องอธิบายแล้ว เพราะอุตสาหกรรมเข้ามาหาฟีโบ้มากมายเพื่อให้เราออกแบบสร้างหุ่นยนต์และระบบอัตโนมัติให้ จนทำให้ไม่ทัน ผมจึงต้อง ยุยงลูกศิษย์ตนเอง เมื่อจบการศึกษาจากฟีโบ้แล้วให้ไปตั้งบริษัทผลิตหุ่นยนต์ เป็น “ผู้ประกอบสายพันธุ์ใหม่” ที่สร้างรายได้จากความสามารถของตัวเอง มิใช่ไปตั้งบริษัทตัวแทนกันหมด เพื่อจัดจำหน่ายผลิตภัณฑ์อุตสากรรมจากต่างประเทศ การทำเช่นนั้นแม้ตัวเองจะร่ำรวยจากคอมมิสชั่น แต่ประเทศขาดทุน “บักโกรก” เพราะต้องซื้อของเหล่านี้ในราคาแพง

ผมเองมีเพื่อนชาวต่างประเทศอยู่ในบริษัทผู้ผลิตเทคโนโลยีเหล่านี้ทั้งที่ญี่ปุ่นและอเมริกา ผมเคยได้ขอข้อมูลมาทำการวิเคราะห์ต้นทุนคร่าวๆพบว่า ระบบอัตโนมัติที่ขายกันอยู่นี้ ต้นทุนจริงอยู่ที่ 20%-30% ที่เหลือเป็นค่าบูรณาการให้เข้ากับขบวนการผลิตเดิม 40% และค่าเทคโนโลยีประมาณ 30%

ทั้งนี้ ยังไม่รวมความสูญเสียที่เกิดจากการเลือกเทคโนโลยีผิด ไม่ตรงกับความต้องการ มาใช้งาน “ขี่ช้างจับตั๊กแตน หรือ ขี่ตั๊กแตนจับช้าง” ล้วนเป็นค่าใช้จ่ายที่ไม่ควรเสียไปทั้งสิ้น ดังนั้นเพียงแค่เลือกเทคโนโลยีเป็น ใช้และบูรณาการ/ดัดแปลงพลิกแพลงให้ใช้งานในสายการผลิตได้ ก็ทำให้เราสามารถประหยัดเงินตราของประเทศได้มาก

โดยทั่วไประบบอัตโนมัติสมัยใหม่มีเรื่องของการใช้คอมพิวเตอร์เข้ามาควบคุมการทำงานของเครื่องจักรต่าง เพื่อความแม่นยำและรวดเร็ว อีกทั้งทำให้เราสามารถปรับเปลี่ยนการทำงานของเครื่องจักรให้สอดคล้องกับการผลิตได้ ส่วนประกอบของระบบนี้ประกอบด้วย (1) เครื่องจักรควบคุมด้วยด้วยตัวเลข (CNC: Computer Numerically Controlled) และ หุ่นยนต์อุตสาหกรรม (2) ระบบเครือข่ายสายพานที่ทำหน้าที่ลำเลียง ชิ้นส่วนผลิตภัณฑ์และเครื่องมือไปยังหรือออกมาจากแต่ละเครื่องจักร/หุ่นยนต์ (3) ระบบควบคุมโดยรวมเพื่อประสานสายการผลิตให้สอดคล้องกัน ในโรงงานใหญ่ๆ ระบบควบคุมนี้จะต้องรับคำสั่งและรายงานผลไปที่ส่วนกลางการบริหารองค์กร ผ่าน ระบบสารสนเทศ: Enterprise Resource Planning (ERP)

หุ่นยนต์อุตสาหกรรมมีลักษณะต่างจากหุ่นยนต์ที่เราเห็นในภาพยนตร์ หรือ อาซิโม เพราะมีแต่เพียงแขนหรือขา มีองศาอิสระ(Degree of Freedom) ตั้งแต่ 3, 4, 5 และ 6. ในแต่ละแกนมีความละเอียดสูงสุด ในระดับ 3/1000 นิ้ว เล็กกว่าขนาดเส้นผมของมนุษย์ ความเร่งในกรณีของการขับเคลื่อนตรงจากมอเตอร์สูงถึง 1.8 เท่าของแรงโน้มถ่วงโลก ในขณะที่หุ่นยนต์นี้ทำงานท่านผู้อ่านไม่สามารถมองปลายแขน-กำปั้นของหุ่นยนต์ทันเลย

ปัจจุบันนี้ระบบควบคุมหุ่นยนต์อุตสาหกรรมได้รับการพัฒนาให้ซับซ้อนขึ้นเป็นลำดับเพื่อใช้งานได้ง่ายขึ้น แต่บางครั้งก็ทำเรื่องง่ายเป็นเรื่องยากเพื่อผลทางการค้า ต้นกำลังขับเคลื่อนมีทั้ง มอเตอร์ นิวแมติกส์ และไฮโดรลิก ยังไม่มีเซลเชื้อเพลิงอย่างที่เราใช้ในห้องปฏิบัติการ
หุ่นยนต์อุตสาหกรรมหนึ่งตัวมีความสามารถในการผลิตเหนือมนุษย์ไม่เท่าไรนัก บางครั้งแย่กว่าด้วย เป็นความลับประการหนึ่งที่ไม่ค่อยมีใครใส่ใจอยากรู้ แต่เมื่อต่อกับระบบสารสนเทศเพื่อให้หุ่นยนต์สามารถทำงานร่วมกับเครื่องจักรอื่นๆหรือกับหุ่นยนต์หลายตัว สมรรถนะการผลิต จะเพิ่มขึ้นเป็นทวีคูณ

ดังนั้น การศึกษาหาความสัมพันธ์ ระหว่างการเพิ่มผลิตภาพอุตสาหกรรม กับวิวัฒนาการความสามารถของหุ่นยนต์จึงต้องพิจารณาในภาพรวมที่มีการบูรณาการเทคโนโลยีสารสนเทศเข้าไปเพื่อเชื่อมโยงการออกแบบผลิตภัณฑ์และการผลิตเข้าด้วยกัน ผมเองยังติดการบ้านที่ ทางสถาบันวิจัยนโยบายเศรษฐกิจ กระทรวงการคลัง ต้องการทราบว่า ความสามารถที่เพิ่มขึ้นของหุ่นยนต์ ทำให้ความสามารถในการผลิตเท่าไหร่ ? และอย่างไร?

แน่นอนที่สุดเราต้องพิจารณาเรื่องนี้ต้องดูที่ผลผลิต ผมขอยกตัวอย่างให้เห็นภาพชัดขึ้น บริษัทผลิตหุ่นยนต์ยักษใหญ่ “นาชิ” ของญี่ปุ่น ได้ร่วมมือ กับ โตโยต้า มอเตอร์ ออกแบบและสร้างระบบหุ่นยนต์ ที่ใช้ในการปั้มตัวถังรถยนต์ หุ่นยนต์เดิมที่ใช้กันอยู่ในสายการผลิตเป็นแบบสวิง-สกาล่า เมื่อหยิบชิ้นงานที่ต้องปั้มออกจากแท่นเครื่องไฮโดรเพรสขนาดใหญ่ จะต้องเหวี่ยงแขนในลักษณะเส้นโค้ง ทำให้เสียเวลาโดยใช่เหตุ

ระบบที่บริษัทนาชิสร้างขึ้น เป็นกลไกพิเศษเคลื่อนย้ายชิ้นงานเป็นเส้นตรง และมีความรวดเร็ว แม่นยำมาก ทำให้ลดเวลาไปกว่าครึ่งจากเดิม ท่านผู้อ่านคิดคร่าวๆว่า ระยะคืนทุนของแท่นเครื่องไฮโดรลิกก็จะเร็วขึ้นหนึ่งเท่าตัวซึ่งมีความหมายมากเลยครับ เพราะในสายการปั้มตัวถังหนึ่งๆจะมีแท่นเครื่องดังกล่าวอยู่ 4-5 แท่นๆละ 100 กว่าล้านบาท ถ้ามี 10 สายการผลิต ก็จะประหยัดมหาศาล ต้นทุนการผลิตลดลงมาก บริษัทรถยนต์รายอื่นคงต้องทำงานหนักขึ้นมากเพื่อที่จะแข่งขันกับโตโยต้าได้ บริษัทผลิตชิ้นส่วนของไทยก็ต้องเทคโนโลยีนี้เหมือนกัน

แต่ตอนนี้ “มีเงินก็อาจซื้อไม่ได้แล้ว” ผมเดาว่าคงเกี่ยวข้องกับกลยุทธ์การแข่งขันมากทีเดียว กว่าคู่แข่งจะพัฒนาขึ้นมาได้ โตโยต้าก็วิ่งไปไกลแล้ว

ทางสถาบันไทย-เยอรมัน และบริษัท รี้ด เทรดเด็กซ์ จำกัด ได้เชิญผมไปปาฐกถาพิเศษ เรื่อง “กลยุทธ์การใช้ระบบอัตโนมัติ เพื่อเพิ่มผลผลิต” ที่โรงแรมโนโวเทล ในวันที่ 23 ก.พ. เวลา 13:30-14:30 ท่านผู้อ่านสนใจโปรดโทรขอรายละเอียดไปที่ 0-2686-7248 ผมเข้าใจว่าการปาฐกถานี้เป็นส่วนหนึ่งของงาน Assembly Tech ปีนี้

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