กลยุทธ์การใช้งานระบบอัตโนมัติ-หุ่นยนต์ให้เวิร์คอย่างเห็นผล

เทคโนโลยีที่มีราคาถูกลง มีความสามารถและมีความยืดหยุ่นมากขึ้น กำลังเป็นตัวเร่งการเติบโตของโรงงานที่ผลิตด้วยระบบอัตโนมัติเต็มรูปแบบ ความท้าทายที่สำคัญสำหรับบริษัทต่าง ๆ ก็คือการตัดสินใจว่าจะเลือกใช้วิธีใด ด้วยข้อมูลชุดใด

ที่โรงงานของ Fanuc แห่งหนึ่งใน Oshino ประเทศญี่ปุ่น หุ่นยนต์อุตสาหกรรมผลิตหุ่นยนต์อุตสาหกรรมอื่นๆ ซึ่งดูแลโดยพนักงานเพียง 4 คนต่อกะ ในโรงงานของ Philips ที่ผลิตเครื่องโกนหนวดไฟฟ้าในเนเธอร์แลนด์ มีหุ่นยนต์มีจำนวนมากกว่าพนักงานการผลิตที่มีอยู่เพียง 9 คนด้วยอัตรามากกว่า 14 ต่อ 1 ส่วนผู้ผลิตกล้อง Canon เริ่มการเลิกจ้างแรงงานมนุษย์ในโรงงานหลายแห่งตั้งแต่ปี 2013

แนวคิดการผลิตที่เปรียบเหมือน “แสงนำทาง” ซึ่งกิจกรรมการผลิตและ material flows ได้รับการจัดการโดยระบบอัตโนมัติทั้งหมด กลายเป็นสิ่งที่พบเห็นได้มากขึ้นในการผลิตสมัยใหม่ คลื่นลูกใหม่ของระบบอัตโนมัติส่วนหนึ่งถูกขับเคลื่อนด้วยการปลดปล่อยแรงงานมนุษย์จากงานสกปรก น่าเบื่อ หรืออันตราย เพื่อปรับปรุงคุณภาพการผลิตด้วยการขจัดข้อผิดพลาดและลดความไม่แน่นอนของมนุษย์ รวมไปถึงลดต้นทุนการผลิตด้วยการใช้เครื่องจักรแทนที่การจ้างแรงงานที่มีราคาสูงขึ้นเรื่อย ๆ อย่างไรก็ตาม ระบบอัตโนมัติที่ทันสมัยที่สุดในปัจจุบันก็ยังต้องมีความสามารถเพิ่มเติมเข้ามาเพื่อทำให้สามารถใช้งานได้แม้ในสภาพแวดล้อมที่ไม่เหมาะสม และยังช่วยให้สามารถจับข้อมูลใหม่ ๆ เพื่อสร้างมูลค่าและศักภาพใหม่ๆ ให้กับการผลิตได้ด้วย

New sources of value in manufacturing:

Falling robot prices | ราคาหุ่นยนต์ลดลงเรื่อยๆ

เนื่องจากการผลิตหุ่นยนต์เพิ่มขึ้น ต้นทุนจึงลดลงในช่วง 30 ปีที่ผ่านมาราคาหุ่นยนต์โดยเฉลี่ยลดลงครึ่งหนึ่ง และเมื่อเทียบกับต้นทุนแรงงานด้วยแล้วยิ่งห่างกันไกล เนื่องจากอุปสงค์จากประเทศเศรษฐกิจเกิดใหม่กระตุ้นให้การผลิตหุ่นยนต์โยกย้ายไปสู่ภูมิภาคที่มีต้นทุนต่ำกว่าจึงทำให้มีแนวโน้มที่จะถูกลง

Accessible talent | ความสามารถในการเข้าถึง

ผู้ที่มีทักษะในการออกแบบ ติดตั้ง ใช้งาน และดูแลรักษาระบบการผลิตด้วยหุ่นยนต์จะเป็นที่ต้องการมากยิ่งขึ้นและจะมีจำนวนเพิ่มขึ้นเช่นกัน เช่น วิศวกรด้านหุ่นยนต์ซึ่งเคยเป็นผู้เชี่ยวชาญที่หายากและมีค่าตัวแพง ปัจจุบันวิชาเหล่านี้ได้รับการสอนกันอย่างแพร่หลายในโรงเรียน มหาวิทยาลัยและวิทยาลัยทั่วโลก ไม่ว่าจะเป็นหลักสูตรเฉพาะหรือเป็นส่วนหนึ่งในวิชาของระบบการศึกษาทั่วไป ซึ่งเป็นวิชาเกี่ยวกับเทคโนโลยีการผลิต หรือการออกแบบทางวิศวกรรมสำหรับการผลิต ความพร้อมใช้งานของซอฟต์แวร์ เช่น แพ็คเกจจำลองการทำงานรูปแบบต่างๆ และระบบการเขียนโปรแกรมออฟไลน์ที่สามารถทดสอบการใช้งานหุ่นยนต์ได้ช่วยลดเวลาและความเสี่ยงด้านวิศวกรรม นอกจากนี้ยังทำให้งานเขียนโปรแกรมโรบอทง่ายขึ้นและมีราคาถูกลงด้วย

Ease of integration | ง่ายต่อการบูรณาการ

ความก้าวหน้าด้านพลังในการประมวลผล เทคนิคการพัฒนาซอฟต์แวร์ และเทคโนโลยีด้านเครือข่ายต่างๆ ทำให้การประกอบ ติดตั้ง และบำรุงรักษาหุ่นยนต์เป็นไปด้วยความเร็วยิ่งขึ้นและเสียค่าใช้จ่ายน้อยลงกว่าแต่ก่อน ตัวอย่างเช่น ในขณะที่ ครั้งหนึ่งเซ็นเซอร์และแอคชูเอเตอร์ (actuators) จะต้องเชื่อมต่อแยกกันกับตัวควบคุมหุ่นยนต์ที่มีการเดินสายเฉพาะผ่าน terminal racks, connectors และ junction boxes แต่ตอนนี้พวกเขาใช้เทคโนโลยี plug-and-play ซึ่งส่วนประกอบต่าง ๆ สามารถเชื่อมต่อกันได้โดยใช้การเดินสายเครือข่ายทั่วไปซึ่งง่ายกว่ากันมาก ส่วนประกอบจะระบุตัวเองโดยอัตโนมัติไปยังระบบควบคุม ซึ่งจะช่วยลดเวลาในการตั้งค่าลงได้มาก เซ็นเซอร์และแอคชูเอเตอร์เหล่านี้ยังสามารถตรวจสอบตัวเองและรายงานสถานะไปยังระบบควบคุมเพื่อช่วยในการควบคุมกระบวนการและรวบรวมข้อมูลสำหรับการบำรุงรักษา และเพื่อการปรับปรุงและแก้ไขปัญหาอย่างต่อเนื่อง มาตรฐานอื่น ๆ และเทคโนโลยีเครือข่ายทำให้การเชื่อมโยงหุ่นยนต์เข้ากับระบบการผลิตได้กว้างขึ้นและง่ายขึ้น

New capabilities | ความสามารถใหม่ๆ

หุ่นยนต์ก็ฉลาดขึ้นเช่นกัน ในกรณีที่หุ่นยนต์รุ่นแรกเดินตามเส้นทางเดิมอย่างสุ่มสี่สุ่มห้าและต่อมาทำซ้ำโดยใช้เลเซอร์หรือระบบการมองเห็นในการตรวจจับการวางแนวของชิ้นส่วนและวัสดุ หุ่นยนต์รุ่นล่าสุดสามารถรวมข้อมูลจากเซ็นเซอร์หลายตัวและปรับการเคลื่อนไหวได้แบบเรียลไทม์ สิ่งนี้ช่วยให้หุ่นยนต์สามารถทำงาน เช่น ใช้การป้อนกลับด้วยแรง (force feedback) เพื่อเลียนแบบทักษะของช่างฝีมือในการเจียร การขัดสี หรือการขัดเงา นอกจากนี้ยังสามารถใช้ประโยชน์จากเทคโนโลยีคอมพิวเตอร์ที่มีประสิทธิภาพมากขึ้นและการวิเคราะห์ข้อมูลขนาดใหญ่ ตัวอย่างเช่น พวกเขาสามารถใช้การวิเคราะห์สเปกตรัมเพื่อตรวจสอบคุณภาพของรอยเชื่อมในขณะที่กำลังทำการเชื่อม ซึ่งจะช่วยลดการตรวจสอบหลังการผลิตลงได้อย่างมาก

Low-volume production | การผลิตในปริมาณต่ำ

ความยืดหยุ่นของอุปกรณ์ที่สามารถตั้งโปรแกรมได้อย่างรวดเร็วและง่ายดายจะช่วยลดระยะเวลาที่หุ่นยนต์ต้องทำงานซ้ำ มีผลต่อการปรับต้นทุนการซื้อและการว่าจ้าง ช่วยให้สามารถลดปริมาณงานและทำให้หุ่นยนต์เป็นทางเลือกที่ประหยัดต้นทุนสำหรับงานเฉพาะกลุ่ม โดยที่ปริมาณการผลิตต่อปีอาจเป็นหลักสิบหรือร้อยแทนที่จะเป็นหลักหมื่นหรือหลักแสน นอกจากนี้ยังเหมาะสำหรับบริษัทที่มีชุดการผลิตขนาดเล็ก (small batch size) และผลิตภัณฑ์ที่มีความหลากหลาย อาทิเช่น ผลิตภัณฑ์ Flex Track ที่ปัจจุบันใช้ในอวกาศสามารถ “รวบรวมข้อมูล” บนลำตัวได้โดยใช้การมองเห็น (vision) ในการสั่งงาน การประหยัดต้นทุนที่ได้รับจากการผลิตในระบบอัตโนมัติด้วยปริมาณต่ำ (low-volume automation) นี้ จะเป็นประโยชน์ต่อองค์กรหลายประเภท อาทิ บริษัทขนาดเล็กจะสามารถเข้าถึงเทคโนโลยีหุ่นยนต์ได้เป็นครั้งแรก และองค์กรขนาดใหญ่สามารถเพิ่มความหลากหลายของผลิตภัณฑ์ที่นำเสนอต่อลูกค้า

ทั้งนี้ เทคโนโลยีใหม่ ๆ ที่เกิดขึ้นมีแนวโน้มที่จะทำให้การเขียนคำสั่งหุ่นยนต์ทำได้ง่ายขึ้น แม้ว่าจะเป็นเรื่องปกติอยู่แล้วที่จะสอนให้หุ่นยนต์จดจำด้วยการนำผ่านซีรีย์ของการเคลื่อนไหวรูปแบบต่างๆ ตัวอย่างเช่น การพัฒนาเทคโนโลยีการจดจำเสียงอย่างรวดเร็วอาจทำให้เราสามารถใช้คำสั่งด้วยเสียงกับหุ่นยนต์ได้โดยตรงในอีกไม่นาน

Highly variable tasks | งานที่มีความผันแปรสูง

ความก้าวหน้าในเทคโนโลยีปัญญาประดิษฐ์ (AI) และเซ็นเซอร์จะช่วยให้หุ่นยนต์สามารถรับมือกับความผันแปรของงานต่องาน (task-to-task variability) ได้ในระดับที่สูงขึ้น ความสามารถในการปรับเปลี่ยน actions เพื่อตอบสนองต่อการเปลี่ยนแปลงของสภาพแวดล้อมในการทำงานจะสร้างโอกาสสำหรับระบบอัตโนมัติในด้านต่าง ๆ เช่น การแปรรูปผลิตภัณฑ์ทางการเกษตรซึ่งมีความผันแปรได้แบบส่วนต่อส่วน (part-to-part variability) อย่างมีนัยสำคัญ การทดลองในญี่ปุ่นได้แสดงให้เห็นแล้วว่า หุ่นยนต์สามารถลดเวลาในการเก็บเกี่ยวสตรอเบอร์รี่ได้ถึง 40% โดยใช้ระบบภาพสามมิติ (stereoscopic imaging system) เพื่อระบุตำแหน่งของผลไม้และประเมินความสุก

ความสามารถในรูปแบบเดียวกันนี้จะผลักดันให้เกิดการพัฒนาคุณภาพในทุกภาคส่วน หุ่นยนต์จะสามารถชดเชยปัญหาด้านคุณภาพที่อาจเกิดขึ้นในระหว่างการผลิตได้ด้วย เช่น การปรับเปลี่ยนแรงที่ใช้ในการประกอบชิ้นส่วนสองชิ้นที่แตกต่างกันได้เองตามความแตกต่างของมิติระหว่างชิ้นส่วนเหล่านั้น หรือการเลือกและการรวมส่วนประกอบที่มีขนาดต่าง ๆ กันเพื่อให้ได้ขนาดที่เหมาะสม

ทั้งนี้ ข้อมูลที่เกิดจากหุ่นยนต์ (Robot-generated data) และเทคนิคการวิเคราะห์ข้อมูลขั้นสูงเพื่อใช้ประโยชน์จากข้อมูลเหล่านี้จะเป็นประโยชน์ต่อการทำความข้าใจเพื่อการปรับปรุงคุณภาพของผลิตภัณฑ์ได้ หรือในระหว่างการประกอบชิ้นส่วนก็พบความบกพร่องของผลิตภัณฑ์ได้ก่อน และสามารถปรับกระบวนการผลิตเพื่อตรวจจับและแก้ไขปัญหาดังกล่าวในระหว่างการผลิตได้ทันที

Working alongside people | ทำงานเคียงบ่าเคียงไหล่

บริษัทต่าง ๆ จะมีอิสระมากขึ้นในการตัดสินใจว่างานใดที่จะทำให้หุ่นยนต์แบบอัตโนมัติและงานใดต้องดำเนินการด้วยมนุษย์  ระบบความปลอดภัยขั้นสูงหมายความว่า หุ่นยนต์สามารถรับตำแหน่งใหม่ร่วมกับเพื่อนร่วมงานที่เป็นมนุษย์ได้ หากเซ็นเซอร์ระบุความเสี่ยงของการชนกับผู้ร่วมงาน หุ่นยนต์จะชะลอตัวลงโดยอัตโนมัติหรือเปลี่ยนเส้นทางเพื่อหลีกเลี่ยง เทคโนโลยีนี้ช่วยให้สามารถใช้หุ่นยนต์สำหรับงานแต่ละงานในสายการประกอบร่วมกับการทำงานอื่นๆ โดยมนุษย์ได้ ทั้งนี้ การถอดรั้วนิรภัยและอินเตอร์ล็อคออกหมายถึงต้นทุนที่ลดลง ซึ่งเป็นประโยชน์สำหรับบริษัทขนาดเล็ก นอกจากนี้ หากสามารถจัดวางหุ่นยนต์และผู้คนให้ทำงานร่วมกันได้ยังช่วยเพิ่มผลผลิตได้ เนื่องจากสามารถปรับสมดุลสายการผลิตใหม่ได้ตามความต้องการที่ผันผวน

หุ่นยนต์ที่สามารถทำงานได้อย่างปลอดภัยในบริเวณใกล้เคียงกับผู้คน จะทำให้เกิดสภาพแวดล้อมที่ปลอดจากการควบคุมอย่างเข้มงวดในพื้นโรงงาน เมื่อผู้ค้าปลีกทางอินเทอร์เน็ตและบริษัทโลจิสติกส์ได้นำรูปแบบของหุ่นยนต์อัตโนมัติมาใช้ในคลังสินค้าของตนแล้ว ลองนึกภาพเล่นๆ ว่า จะเกิดผลิตภาพจากการทำงานขึ้นมากมายเพียงใดต่อบริษัทผู้จัดส่งพัสดุ เพราะแม้แต่การติดตั้งหุ่นยนต์ไว้ที่ยานพาหนะก็ยังสามารถจัดเตรียมพัสดุได้ระหว่างการขนส่ง

Making the right automation decisions | การตัดสินใจ

ด้วยศักยภาพทางเทคโนโลยีมากมายเพียงปลายนิ้วสัมผัส บริษัทต่าง ๆ จะตัดสินใจเลือกกลยุทธ์ระบบอัตโนมัติที่ดีที่สุดได้อย่างไร หากคิดง่ายไปเพียงเพื่อประโยชน์ไม่กี่ประการ ผลที่ได้ก็คือโครงการที่มีค่าใช้จ่ายมากเกินไป ใช้เวลาดำเนินการนานเกินไปและไม่สามารถบรรลุวัตถุประสงค์ทางธุรกิจได้

กลยุทธ์เกี่ยวกับระบบอัตโนมัติที่ประสบความสำเร็จต้องมีการตัดสินใจที่ดีในหลายระดับ บริษัทต่าง ๆ จะต้องเลือกกิจกรรมที่จะทำทำให้เป็นอัตโนมัติ และระดับของระบบอัตโนมัติที่จะใช้ (ตั้งแต่ตัวควบคุมด้วยคำสั่งแบบธรรมดาไปจนถึงหุ่นยนต์ที่มีความซับซ้อนสูงนำโดยเซ็นเซอร์และอัลกอริธึมที่สามารถปรับเปลี่ยนได้อย่างชาญฉลาด) และเทคโนโลยีใดที่จะนำมาใช้ในแต่ละระดับเหล่านี้ บริษัทต่าง ๆ ก็ควรตรวจสอบให้แน่ใจว่าแผนการต่างๆ ของพวกตนเป็นไปตามเกณฑ์เหล่านี้

อ้างอิง: www.mckinsey.com

บทความที่เกี่ยวข้อง:

โซลูชันเมื่อขาดแรงงานที่มีทักษะ?

10 ข้อ ‘ควรเลี่ยง’ ในการซื้อเครื่องจักรใหม่

เมื่อระบบอัตโนมัติครองโลก: It’s all about automation

About The Author