นวัตกรรมเกิดขึ้นทุกที่ในอุตสาหกรรมการผลิต นับตั้งแต่มีการบัญญัติคำว่า Industry 4.0 ขึ้นเป็นครั้งแรก การผลิตได้ผ่านการเปลี่ยนแปลงสู่แนวทางดิจิทัลอย่างรวดเร็ว โดยมีเซ็นเซอร์ อุปกรณ์เชื่อมต่อเครือข่ายอินเทอร์เน็ต (IoT) และระบบปัญญาประดิษฐ์อัตโนมัติ (AI) ทั้งหมดถูกปรับใช้ในโรงงาน อย่างไรก็ตาม สภาพแวดล้อมทางธุรกิจที่เปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็วทำให้ธุรกิจทุกขนาดเริ่มหันมาใช้หุ่นยนต์ในการผลิตเพิ่มขึ้นเป็นอย่างมาก
ในอดีตการผลิตทั้งหมดจำเป็นต้องพึ่งพามนุษย์ในการควบคุมกระบวนการผลิตเป็นหลัก ซึ่งอาจทำให้เกิดความผิดพลาดได้ง่าย หุ่นยนต์จึงถูกนำไปใช้ในอุตสาหกรรมเพราะหุ่นยนต์สามารถทำงานตลอด 24 ชั่วโมงโดยไม่มีความผิดพลาดและความล่าช้า นอกจากนี้ หุ่นยนต์การผลิตยังสามารถปรับปรุงประสิทธิภาพได้ดียิ่งขึ้น ความสามารถและประสิทธิภาพของหุ่นยนต์ทำให้การดำเนินงานด้านการผลิตช่วยให้บริษัทต่างๆ สามารถแข่งขันได้และปรับตัวเข้ากับความต้องการที่เปลี่ยนแปลงของตลาด ไม่ว่าจะเป็นในเรื่องของความไวที่ตอบสนองอย่างรวดเร็ว ความแม่นยำในการผลิตสูงขึ้น หรือความทนทานสามารถทำงานได้ในภาวะที่มีแรงกดดัน โดยปัจจุบันนี้พบหุ่นยนต์ได้ในทุกขั้นตอนของกระบวนการผลิตในทุกอุตสาหกรรม
การทำความเข้าใจของหุ่นยนต์เพื่อการผลิต
หุ่นยนต์เป็นการพัฒนาเครื่องจักรกลที่สามารถทดแทนแรงงานมนุษย์และลอกเลียนแบบกิจกรรมที่มนุษย์ทำ หุ่นยนต์สามารถประยุกต์ใช้ได้ในหลากหลายสถานการณ์ และใช้งานหลากวัตถุประสงค์ ในทุกวันนี้หุ่นยนต์จำนวนมากทำงานที่เป็นอันตราย (อาทิเช่น การตรวจสอบวัตถุที่ปนเปื้อนกัมมันตรังสี การตรวจสอบวัตถุระเบิด และการปลดชนวนวัตถุระเบิด) แปรรูปผลิตภัณฑ์ในโรงงาน รวมถึงทำงานในสภาวะแวดล้อมที่มนุษย์ไม่สามารถมีชีวิตอยู่ได้เพื่อการวิจัยทางวิทยาศาสตร์ เช่น อวกาศห้วงลึก ใต้มหาสมุทร ในอุณหภูมิสุดขั้ว หรือทำความสะอาดวัตถุปนเปื้อนสารพิษ หุ่นยนต์มีรูปร่างที่หลากหลาย หุ่นยนต์บางชนิดออกแบบมาเพื่อจำลองหน้าตาและการเคลื่อนไหวของมนุษย์ ยกตัวอย่างเช่น การเดิน การวิ่ง การยกน้ำหนัก การเรียนรู้การพูดสื่อสาร
มีหลายปัจจัยที่นำไปสู่การพัฒนาเทคโนโลยีหุ่นยนต์ในอุตสาหกรรมการผลิต เมื่อเทคโนโลยีเติบโตขึ้น ต้นทุนของหุ่นยนต์ยังคงลดลงอย่างต่อเนื่อง – คาดว่าในปี 2025 ต้นทุนของหุ่นยนต์อุตสาหกรรมจะลดลงครึ่งหนึ่งซึ่งจะช่วยให้ธุรกิจต่าง ๆ สามารถเข้าถึงและมีราคาจับต้องได้ ในขณะเดียวกัน ผู้ผลิตยังคงเผชิญกับการหยุดชะงักของห่วงโซ่อุปทาน การขาดแคลนแรงงานฝีมือ และแรงกดดันด้านต้นทุน สอดคล้องกับแนวโน้มการผลิตปี 2023 ของ Deloitte เป็นหนึ่งในบริษัทที่ใหญ่ที่สุดในโลกบริการทางด้านเทคโนโลยีสารสนเทศและการควบคุมประสิทธิภาพ เทคโนโลยีหุ่นยนต์สามารถช่วยลดผลกระทบของความท้าทายเหล่านี้ในขณะเดียวกันก็เพิ่มความยืดหยุ่นของธุรกิจ หุ่นยนต์ในอุตสาหกรรมการผลิตในปัจจุบันมีความสามารถ คล่องตัว และฉลาดขึ้น ง่ายต่อการค้นหา ปรับเปลี่ยน และรวมหุ่นยนต์เข้าด้วยกัน เพื่อเปลี่ยนรูปแบบการดำเนินงาน และสร้างโรงงานอัจฉริยะแห่งอนาคต
ด้วยการใช้การเชื่อมต่อแบบไร้สาย Mobile Edge Computing และปัญญาประดิษฐ์ (AI) ทำให้หุ่นยนต์สามารถเคลื่อนย้ายวัสดุ ประกอบและเชื่อมสินค้าได้ตลอดสายการผลิตของโรงงาน
การใช้หุ่นยนต์และระบบอัตโนมัติในอุตสาหกรรมการผลิต
หุ่นยนต์การผลิตในอุตสาหกรรมมีหลายกรณีที่เพิ่งเริ่มนำมาใช้ในโรงงาน ตัวอย่างเช่น เทคโนโลยีการพิมพ์ 3 มิติ ช่วยให้ผู้ผลิตสามารถใช้หุ่นยนต์ในการผลิตชิ้นส่วนและผลิตภัณฑ์ที่ซับซ้อนได้อย่างมีประสิทธิภาพ ด้วยการผลิตสินค้าตามความต้องการแทนการผลิตในปริมาณมากเพื่อเตรียมสต็อกสินค้าเผื่อไว้ ผู้ผลิตสามารถลดต้นทุนคลังสินค้าได้อย่างมากในขณะที่ผลิตสินค้าที่ตรงตามข้อกำหนดที่แน่นอนของลูกค้าเพื่อให้มีความยืดหยุ่นในการออกแบบมากขึ้นโดยไม่ต้องเกี่ยวข้องกับต้นทุนการผลิต
การผลิตที่เหมาะสมสำหรับหุ่นยนต์ ได้แก่งานที่ต้องใช้ความเป็นอิสระและความฉลาดในระดับสูงเพื่อให้สามารถตัดสินใจหรือแก้ปัญหาที่ซับซ้อนได้ เช่น การบำรุงรักษาและการซ่อมแซม เมื่อจับคู่การวิเคราะห์เชิงคาดการณ์กับหุ่นยนต์ ระบบสามารถระบุปัญหาการบำรุงรักษาที่อาจจะเกิดขึ้น จากนั้นสั่งการหุ่นยนต์ให้ดำเนินการซ่อมแซมโดยอัตโนมัติ ทั้งหมดนี้ไม่ต้องดำเนินการโดยมนุษย์ และหุ่นยนต์ยังสามารถปรับปรุงสุขภาพและความปลอดภัยของพนักงานได้มาก หุ่นยนต์เพื่อการผลิตสามารถทำงานที่เป็นอันตรายและช่วยลดความเสี่ยงของอุบัติเหตุหรือการบาดเจ็บได้ นอกจากนี้ยังลดความจำเป็นในการใช้คนสำหรับงานซ้ำๆ ทำให้คนเหล่านั้นมีเวลาไปสนใจกับงานที่ซับซ้อนและมีส่วนร่วมมากขึ้น
เทคโนโลยีที่ขับเคลื่อนหุ่นยนต์สำหรับอุตสาหกรรมการผลิต
เนื่องจากปัจจุบันหุ่นยนต์มีราคาไม่สูงนักและใช้งานง่ายในอุตสาหกรรมการผลิต จึงมีบทบาทสำคัญในโรงงานขนาดใหญ่และเริ่มเข้าสู่โรงงานผลิตที่เล็กที่สุด เพื่อที่จะใช้เทคโนโลยีหุ่นยนต์ให้เกิดประโยชน์สูงสุดในภาคการผลิต บริษัทต้องลงทุนในเทคโนโลยีอื่นๆ ได้แก่
- Sensors and control systems ส่วนประกอบพื้นฐานทำให้หุ่นยนต์มีปฏิสัมพันธ์กับสภาพแวดล้อม โดยการตรวจจับสิ่งกีดขวางและวัตถุอื่น ๆ ด้วยการใช้กล้อง Lidar Sensor ที่สร้างแผนที่ 3 มิติของสิ่งแวดล้อม Force Sensor ที่ตรวจจับการสัมผัส และเซ็นเซอร์อื่น ๆ ที่ตรวจจับเสียงและรังสีอินฟราเรด ระบบควบคุมของหุ่นยนต์สามารถสังเคราะห์ข้อมูลและตัดสินใจว่าจะปฏิสัมพันธ์ในสิ่งแวดล้อมอย่างไรเพื่อให้งานสำเร็จได้อย่างปลอดภัยและมีประสิทธิภาพ
- Internet of Things (IoT) การเชื่อมต่อ ตรวจสอบ และการดำเนินงานแบบเรียลไทม์ ช่วยให้ผู้ผลิตสามารถเข้าใจกระบวนการ และเพิ่มประสิทธิภาพการใช้หุ่นยนต์ได้มากขึ้น ด้วยการแลกเปลี่ยนข้อมูลกับระบบและอุปกรณ์อื่น ๆ เช่น หุ่นยนต์ เซ็นเซอร์ และระบบควบคุมอื่น ๆ โรงงานสามารถบรรลุกระบวนการผลิตได้ทันเวลา ซึ่งรับประกันการประสานงานที่ราบรื่นตลอดห่วงโซ่การผลิต
- AI and machine learning สามารถเรียนรู้จากประสบการณ์ หุ่นยนต์สามารถปรับตัวให้ทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น แทนที่จะถูกจำกัดโดยการตั้งโปรแกรมเริ่มต้น
- Edge computing ยิ่งกระบวนการผลิตเป็นดิจิทัลมากเท่าไหร่ ก็ยิ่งสร้างข้อมูลมากขึ้น เทคโนโลยี Edge Computing ช่วยให้หุ่นยนต์เข้าถึงและวิเคราะห์ข้อมูลจำนวนมากเพื่อช่วยปรับปรุงกระบวนการและทำให้เกิดการบำรุงรักษาเชิงคาดการณ์ ทำให้ผู้ผลิตสามารถวิเคราะห์ข้อมูลการดำเนินงานและระบุแนวโน้มเพื่อให้ตัดสินใจขับเคลื่อนข้อมูลเกี่ยวกับวิธีการเพิ่มประสิทธิภาพการใช้งานหุ่นยนต์
ความสำคัญของ 5G ในการผลิตหุ่นยนต์
ในบรรดาเทคโนโลยีทั้งหมดที่ผู้ผลิตจำเป็นต้องเข้าใจ 5G เป็นหนึ่งในสิ่งที่สำคัญที่สุด 5G มีศักยภาพในการรองรับความต้องการข้อมูลจำนวนมหาศาลของหุ่นยนต์ เครือข่าย 5G สามารถให้ความรวดเร็วขึ้นกว่าเทคโนโลยีมือถือรุ่นก่อน ๆ ซึ่งช่วยให้ผู้ผลิตสามารถปรับปรุงวิธีการควบคุมและตรวจสอบหุ่นยนต์ได้ ไม่เพียงแต่ช่วยให้ผู้ผลิตสามารถจัดการหุ่นยนต์โดยรวมได้ดีขึ้นเท่านั้น แต่ยังช่วยให้ตรวจสอบประสิทธิภาพได้แบบเรียลไทม์เพื่อรวมการปรับปรุงกระบวนการได้ทันที
นอกจากนี้ เครือข่าย 5G ยังสามารถเปิดใช้งานการสื่อสารแบบเรียลไทม์ระหว่างหุ่นยนต์ เซ็นเซอร์ ระบบควบคุม และแพลตฟอร์มบน Cloud ด้วยการปรับปรุงในการแลกเปลี่ยนข้อมูลระหว่างหุ่นยนต์ อุปกรณ์ที่เชื่อมต่อ และแหล่งข้อมูลอื่น ๆ ผู้ผลิตจึงสามารถทำให้หุ่นยนต์ปรับตัวและเรียนรู้ได้ ในขณะเดียวกันช่วยให้ผู้ประกอบการสามารถตัดสินใจได้อย่างรอบคอบมากขึ้นเกี่ยวกับงานของตนเอง เครือข่าย 5G ยังช่วยให้ผู้ผลิตสามารถเชื่อมต่อโรงงานส่วนอื่น ๆ ของห่วงโซ่อุปทาน คลังสินค้า พันธมิตรด้านโลจิสติกส์และการขนส่ง ผู้ค้าปลีก และแม้แต่ลูกค้า 5G และ IoT ช่วยให้สามารถแลกเปลี่ยนข้อมูลระหว่างผู้มีส่วนร่วมอย่างง่ายดายและรวดเร็ว เพื่อประสานงานการผลิต สินค้าคงคลัง การจัดส่ง และการขาย ลดความล่าช้าในขณะที่ปรับปรุงความแม่นยำในการคาดการณ์และเวลาในการส่งมอบผลิตภัณฑ์
5G สามารถขับเคลื่อนโรงงานที่เชื่อมต่อแห่งอนาคต
สุดท้าย เครือข่าย 5G สามารถช่วยให้ผู้ผลิตใช้เทคโนโลยีขั้นสูงอื่น ๆ เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพของหุ่นยนต์การผลิต เช่น
- Augmented Reality and Virtual Reality, Augmented Reality ข้อมูลดิจิทัลในโลกแห่งความเป็นจริง เพื่อให้ผู้ปฏิบัติงานสามารถดูและโต้ตอบกับวัตถุเสมือนจริงในสภาพแวดล้อมทางกายภาพในขณะที่ Virtual Reality สร้างสภาพแวดล้อมดิจิทัล เทคนิคทั้งสองสามารถใช้ในการฝึกอบรมเห็นภาพกระบวนการที่ซับซ้อนและการทำงานร่วมกับสมาชิกในทีมระยะไกลได้
- Digital twins โมเดลจำลองเสมือนของสินทรัพย์ทางกายภาพสามารถใช้เพื่อจำลองประสิทธิภาพการทำงาน ช่วยให้ผู้ผลิตสามารถระบุปัญหา ปรับกระบวนการให้เหมาะสม และทำการทดสอบโดยไม่ต้องหยุดการทำงานของหุ่นยนต์ทางกายภาพ
- Predictive maintenance การใช้เซ็นเซอร์ การวิเคราะห์ข้อมูล และการเรียนรู้ของเครื่องสามารถช่วยให้ผู้ผลิตคาดการณ์ได้ดีขึ้นเมื่ออุปกรณ์หุ่นยนต์มีแนวโน้มที่จะล้มเหลว เพื่อให้พวกเขาสามารถกำหนดเวลาการบำรุงรักษาที่จำเป็นก่อนที่จะดำเนินการ เพื่อป้องกันและลดเวลาหยุดทำงานโดยไม่คาดคิด
- Advanced analytics ด้วยการใช้ข้อมูลเพื่อระบุรูปแบบของธุรกิจทั้งหมดผู้ผลิตสามารถปรับปรุงกระบวนการระบุโอกาสในการปรับปรุงและปรับปรุงการคาดการณ์ล่วงหน้าได้
สรุป
หุ่นยนต์การผลิตที่มีประสิทธิภาพสูงเป็นที่ต้องการอย่างมากในยุคปัจจุบัน เราควรที่จะต้องมีความรู้และเทคโนโลยีที่ทันสมัยเพื่อสามารถปรับปรุงผลิตภัณฑ์ของเราให้มีคุณภาพสูงสุด อีกทั้งยังช่วยสร้างโอกาสให้กับผู้ประกอบการเพื่อเติบโตและขยายกิจการภายในอนาคตอย่างไม่มีสิ้นสุด
