fbpx
Tuesday, December 1Modern Manufacturing

ทำไมการทำงานร่วมกับของมนุษย์กับหุ่นยนต์จึงกลายเป็นทางออกสำหรับการผลิตในอนาคต?

จากสถานการณ์ COVID-19 และความขาดแคลนทรัพยากรที่เกิดขึ้นทำให้ระบบอัตโนมัติกลายเป็นทางเลือกที่ถูกบังคับให้เกิดขึ้น ในขณะเดียวกันทางเลือกนี้กลับมีราคาค่างวดในการลงทุนแสนแพงและอาจเกิดการปรับเปลี่ยนได้ยาก เนื่องจากหุ่นยนต์มักถูกออกแบบให้ทำกิจกรรมได้เพียงอย่างเดียว ทางเลือกที่ดีที่สุด คือ การจับคู่หุ่นยนต์กับมนุษย์เพื่อทำงานร่วมกัน โดยผสานจุดเด่นด้านความเร็วของหุ่นยนต์เข้ากับความเฉลียวฉลาดและความสร้างสรรค์ของมนุษย์

Human - Robot Collaboration

ผลกระทบที่สืบเนื่องจาก COVID-19 นั้นเหมือนการฟาดเข้าที่ท้ายทอยของผู้ผลิตทั่วโลกเข้าอย่างจัง เป็นทั้งการซ้ำเติมและการเร่งบี้ชี้ให้เห็นถึงปัญหาของการผลิตในปัจจุบันที่เกี่ยวเนื่องกับแรงงาน ทั้งสถานการณ์ Lockdown การห้ามเดินทาง สิ่งเหล่านี้ทำให้กระบวนการผลิตหยุดชะงักเช่นเดียวกับซัพพลายเชน การระบาดในโรงงานและพื้นที่ปฏิบัติงานอื่น ๆ ชี้ให้เห็นว่าแรงงานต้องการการปกป้องที่ดียิ่งกว่าเดิมทั้งในด้านสุขภาพและความปลอดภัย ซึ่งจากแบบสอบถามในงาน NAM พบว่า 53% ของนักอุตสาหกรรมนั้นเกิดการเปลี่ยนแปลงในการผลิตเนื่องจากผลกระทบของ COVID-19

การเปลี่ยนแปลงนี้แท้จริงแล้วไปไกลเกินกว่าปัญหาจากไว้รัสโคโรนา เนื่องจากสถานการณ์ดั้งเดิมของอุตสาหกรรมการผลิตนั้นอยู่ภายใต้แรงกดดันที่ต้องตอบสนองกับการเปลี่ยนแปลงอันรวดเร็วของความต้องการตลาด ความต้องการในสมัยใหม่นั้นมีทั้ง การผลิตสินค้าจำนวนมากที่ต้องปรับแต่งได้ ไหนจะความหลากหลายระดับสูง ความคาดหวังในด้านคุณภาพ และวงรอบอายุสินค้าที่ไวขึ้น สิ่งเหล่านี้กลายเป็นการแข่งขันที่ยกระดับจากความท้าทายเดิมสำหรับผู้ผลิต ซึ่งโดยพื้นฐานแล้วการผลิตมีเศรษฐศาสตร์ที่เหมาะกับวงรอบผลิตภัณฑ์ที่ยาวนานและมีการจำกัดความหลากหลายไว้มากกว่า

หากผู้ผลิตอยากแข่งขันในตลาดโลกที่มีการพัฒนาไปข้างหน้าอย่างรวดเร็วก็จำเป็นต้องเปลี่ยนแปลงตั้งแต่ฐานรากวิธีการผลิต ช่วงเวลาปัจจุบันถือเป็นช่วงเวลาที่ต้องเข้าปะทะกับความท้าทายที่มีมายาวนานเหล่านี้ด้วยการจับคู่ทักษะของมนุษย์และความคิดสร้างสรรค์เข้ากับความแข็งแรงและความรวดเร็วของหุ่นยนต์

ความท้าทายของระบบอัตโนมัติในปัจจุบันคืออะไร?

หุ่นยนต์อุตสาหกรรมในปัจจุบันนั้นต้องจัดการงานเกี่ยวกับวัสดุที่มีน้ำหนักมากหรือมีความอันตรายในขณะที่ทำงานด้วยความเร็วสูง ทำให้การทำงานที่เกิดขึ้นนั้นไม่ปลอดภัยต่อมนุษย์ เหตุผลนี้ทำให้ผู้ผลิตส่วนมากหากไม่เปลี่ยนมาใช้ระบบอัตโนมัติทั้งระบบก็ยังคงใช้งานระบบการผลิตแบบดั้งเดิมทั้งระบบอยู่อย่างเคย อย่างไรก็ตามการแบ่งแนวคิดดำกับขาวแบบนี้ก็นำไปสู่ปัญหาใหม่ที่ตามมา

ประการแรก คือ ระบบอัตโนมัตินั้นมีราคาแพงและใช้เวลาในการออกแบบมาก หุ่นยนต์ที่มีความแม่นยำสูงกลายเป็นดาบสองคมเนื่องจากในแต่ละขั้นตอนจำเป็นต้องมีการเขียนคำสั่งเฉพาะและพึ่งพาชุดคำสั่งตลอดจนชิ้นส่วนและเครื่องมือที่สามารถคาดเดาตายตัวได้ หากมีอะไรผิดเพี้ยนไปเครื่องจักรจะไม่สามารถทำงานได้อย่างถูกต้องและสายการผลิตต้องหยุดลง จากความด้อยผลิตภาพเหล่านี้การพึ่งพาระบบอัตโนมัติมากเกินไปสามารถเพิ่มต้นทุนและระยะเวลาการทำงานตามแผนการผลิตได้

ในอีกแง่มุมหนึ่ง การพึ่งพาแต่มนุษย์เพียงอย่างเดียวให้จัดการกับวัตถุดิบขนาดใหญ่ หรือชิ้นส่วนที่ไม่สามารถหยิบจับได้สามารถทำให้เกิดความตึงเครียดในการทำงาน การเคลื่อนไหวที่เชื่องช้า และความอันตราาย นอกจากนี้การเคลื่อนไหวแบบซ้ำ ๆ ยังนำไปสู่ความตึงเครียดของกล้ามเนื้อซึ่งสามารถบาดเจ็บได้ นอกจากนี้การเหนื่อยล้าและความรู้สึกไม่สะดวกสบายในการทำงานยังส่งผลต่อความผิดพลาด ลดคุณภาพไปจนถึงผลิตภาพอีกด้วย

การทำงานร่วมกันเป็นทางออกที่คุ้มค่าอย่างเหลือเชื่อ

แนวคิดของโรงงานอัตโนมัติเต็มรูปแบบหรือ ‘โรงงานที่ไม่มีวันดับแสงไฟ’ เป็นโรงงานที่ไม่มีแรงงานเป็นล่ำเป็นสัน แต่มีเพียงผู้มีหน้าที่เขียนโปรแกรมให้เครื่องจักรและทำงานด้านการซ่อมบำรุงได้ถูกพิสูจน์แล้วว่าแนวคิดนี้นำไปสู่ทางตัน สถานการณ์หรือสิ่งที่เกิดขึ้นต่าง ๆ ภายในโรงงานนั้นต้องการความเฉลียวฉลาด ความคิดสร้างสรรค์และความสามารถในการประยุกต์ของมนุษย์ เมื่อผลิตภัณฑ์ทวีความหลากหลายและต้องการการปรับแต่งให้เข้ากับตลาดในแต่ละถิ่นอาศัยตลอดจนความต้องการของผู้บริโภค เศรษฐศาสตร์ของระบบอัตโนมัติเต็มรูปแบบนั้นไม่อาจตอบสนองต่อปรากฎการณ์เหล่านี้ได้ ต้นทุนด้านวิศวกรรมและเวลาจำนวนมากนั้นจำเป็นต้องลงไปกับสายการผลิตอัตโนมัติเต็มรูปแบบเพื่อผลิตภัณฑ์ที่มีความซับซ้อน จึงไม่สามารถปรับเปลี่ยนได้ทันกับความต้องการผลิตภัณฑ์ที่เปลี่ยนแปลงไป

ทางเลือกที่ดีที่สุด คือ ผสานความแข็งแรง ความแม่นยำ และความรวดเร็วของหุ่นยนต์อุตสาหกรรมเข้ากับความเฉลียวฉลาด ความสามารถในการตัดสินใจ และความคล่องแคล่วของแรงงานมนุษย์ ด้วยวิธีนี้แรงงานสามารถจัดการภาระหน้าที่ที่ต้องการความยืดหยุ่นได้ในขณะที่หุ่นยนต์ทำหน้าที่รับมือกับภาระหน้าที่ซึ่งต้องใช้จุดเด่นทางด้านความแข็งแรงและความรวดเร็ว

กระบวนการผลิตนั้นจะมีประสิทธิภาพมากขึ้นและต้นทุนจะมีความคุ้มค่ามากยิ่งขึ้นเมื่อหุ่นยนต์กับแรงงานทำงานร่วมกัน จากการศึกษาของ MIT พบว่าระยะเวลาในการรอ (Idle) นั้นลดลงกว่า 85% เมื่อแรงงานทำงานร่วมกับหุ่นยนต์ที่สามารถรับรู้การมีอยู่ของมนุษย์ได้เมื่อเปรียบเทียบกับทีมทำงานที่มีแต่แรงงาน ยกตัวอย่างในกรณีงานของ Veo ที่พบว่า Cycle Time สำหรับกิจกรรมการประกอบอย่างง่ายสามารถลดลงไปได้กว่าครึ่งด้วยการให้แรงงานทำงานกับหุ่นยนต์ หรือในกรณีศึกษาของการบรรจุผลิตภัณฑ์ลงบนพาเลทที่ใช้ Advanced Robotics for Manufacturing หรือ (ARM) จะพบว่ารูปแบบในการร่วมมือกันนั้นสามารถลด Cycle Time ลงได้กว่า 2 ใน 3 เมื่อเปรียบเทียบกับการทำงานด้วยแรงงานเพียงอย่างเดียว

นอกจากนี้ระบบอัตโนมัติแบบเต็มตัวนั้นทำให้การเปลี่ยนเครื่องมือต้องใช้เวลาเพิ่มขึ้นไปอีก แต่ความยืดหยุ่นของการทำงานระหว่างแรงงานและหุ่นยนต์สามารถปรับเปลี่ยนให้เข้ากับความต้องการของผลิตภัณฑ์และกระบวนการใหม่ ๆ ได้ เมื่อพิจารณาในกรณีของงานด้านพาเลทจะพบว่าต้องใช้เวลาเป็นวันหรือเป็นสัปดาห์ในการเขียนโปรแกรมใหม่และปรับให้เข้ากับการใช้งานจริงที่ตายตัว เกิดเป็น Downtime ที่มีต้นทุนไม่น้อย แต่สำหรับการทำงานร่วมกันจะได้จุดเด่นจากความสามารถในการประยุกต์ของแรงงานและต้องการเวลาเพียงหนึ่งวันหรือไม่กี่วันในการตั้งโปรแกรมแขนกลใหม่เท่านั้น

การเปลี่ยนแปลงที่กำลังย่างกรายเข้ามา

ข้อได้เปรียบของการทำงานร่วมกันระหว่างหุ่นยนต์และมนุษย์นั้นเป็นที่รู้กันดีอยู่แล้วก่อนเกิดการระบาดของ COVID-19 แต่ด้วยวิกฤตที่เกิดขึ้นทำให้ความสำคัญในการรวมกำลังจากทั้งสองฝ่ายเป็นเรื่องเร่งด่วน โรงงานที่มีความยืดหยุ่นพอที่จะไล่ตามความต้องการของตลาดทันอาจจะมีทักษะในการหมุนเวียนการผลิตจากชิ้นส่วนยานยนต์ไปเป็นอุปกรณ์ทางการแพทย์และเปลี่ยนกลับมาอีกครั้งได้ แต่โรงงานที่ไม่มีความสามารถเหล่านี้ เช่น ในส่วนของการออกแบบก็อาจต้องเผชิญหน้ากับความยากลำบากจากการเปลี่ยนแปลงที่รวดเร็ว

ยิ่งไปกว่านั้นเมื่อผู้ผลิตเริ่มกลับมาเปิดโรงงานอีกครั้ง พวกเขาต้องการยกระดับความปลอดภัยตามมาตรการการเว้นระยะห่างทางสังคม (Social Distancing) กระบวนการในการทำงานร่วมกันของแรงงานและเครื่องจักรจึงกลายมาเป็นข้อได้เปรียบหลัก ยกตัวอย่างเช่น ขั้นตอนที่ต้องมีผู้เกี่ยวข้องมากกว่า 2 คนขึ้นไปในการผลิตอาจแตกออกเป็นหลากหลายขั้นตอนกระบวนการแทนหรืออาจเปลี่ยนขั้นตอนเป็นการจับคู่แรงงานกับหุ่นยนต์แทนก็เป็นได้

การมีซัพพลายจากแหล่งที่หลากหลายกลายเป็นความมั่นคงในระยะยาว แทนที่จะจัดซื้อจากผู้จัดจำหน่ายรายเดียวผู้ผลิตอาจสั่งเป็นจำนวนไม่มากนักจากหลากหลายซัพพลายเออร์ที่อยู่กระจายกันออกไปเพื่อป้องกันสภาวะการขาดแคลนฉับพลันเหมือนที่เคยเกิดขึ้นกับประเทศจีนเมื่อมีการระบาดใหม่ ๆ แน่นอนว่าการทำแบบนี้ทำให้การทำงานนั้นมีเวลาที่สั้นลง ส่งผลต่อค่าการออกแบบและบูรณาการที่แพงขึ้นสำหรับระบบอัตโนมัติเต็มรูปแบบ แต่สำหรับโซลูชันที่เน้นความร่วมมือของแรงงานและหุ่นยนต์แล้วกลับมีประสิทธิภาพมากกว่า

ผู้ผลิตสามารถใช้โอกาสนี้ในการประเมินคุณค่าของกระบวนการผลิตตัวเองเสียใหม่ เมื่อการเปิดทางให้เทคโนโลยีสำหรับการทำงานร่วมกันระหว่างแรงงานกับหุ่นยนต์ที่มีความปลอดภัยได้รับการยอมรับอย่างกว้างขวาง มันเป็นเวลาที่สมบูรณ์แบบที่จะปรับโครงสร้างโรงงานให้อยู่บนพื้นฐานของระบบอัตโนมัติที่สามารถทำงานร่วมกันกับแรงงานได้อย่างปลอดภัย

ที่มา:
Weforum.org

Thos
"I can't understand why people are frightened of new ideas. I'm frightened of the old ones"
John Milton Cage Jr.