ตัวเลขประมาณการณ์จาก International Federation of Robotics (IFR) ระบุว่า ประเทศไทยจะมีอัตราการเติบโตของหุ่นยนต์อุตสาหกรรมเฉลี่ยปีละ19% ตั้งแต่ปี 2018-2020 ทำให้มีจำนวนหุ่นยนต์เพิ่มจาก 2,646 ยูนิตในปี 2016 เป็น 5,000 ยูนิตในปี 2020 ซึ่งจะเป็นสัดส่วนการเพิ่มขึ้นของหุ่นยนต์อุตสาหกรรมที่สูงเป็นอันดับ 1 ในอาเซียน และเป็นอันดับที่ 4 ในระดับโลก รองจากบราซิล 33% อินเดีย 26% และจีน 22%

อย่างไรก็ตาม ในปี 2016 ยอดขายหุ่นยนต์อุตสาหกรรม 74% อยู่ใน 5 ประเทศหลัก คือ จีน เกาหลีใต้ ญี่ปุ่น สหรัฐอเมริกา และเยอรมัน โดยประเทศไทยอยู่อันดับที่ 11 และคาดว่าในปี 2020 จะมีหุ่นยนต์อุตสาหกรรมถูกติดตั้งเพิ่มมากกว่า 1.7 ล้านยูนิตในโรงงานทั่วโลก

แรงขับเคลื่อนการเติบโตของหุ่นยนต์อุตสาหกรรม

จากข้อมูลทั่วโลกพบว่า อุตสาหกรรมยานยนต์เป็นผู้ซื้อที่สำคัญที่สุดคิดเป็น 35% หรือ 103,300 ยูนิตในปี 2016 โดยการเติบโตของการสั่งซื้อที่ดีอย่างต่อเนื่องตั้งแต่ปี 2010 เป็นต้นมา ซึ่งมีการลงทุนเพิ่มกำลังการผลิตยานยนต์ในประเทศกำลังพัฒนา รวมถึงการลงทุนฐานการผลิตใหม่ในประเทศที่เป็นผู้ผลิตยานยนต์ ก่อให้เกิดการการติดตั้งหุ่นยนต์จำนวนมาก นอกจากนี้ อุตสาหกรรมไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์ (คอมพิวเตอร์ วิทยุ ทีวี โทรศัพท์มือถือและอุปกรณ์การสื่อสาร เครื่องมือแพทย์ เครื่องมือวัดและทดสอบ) เป็นอีกหนึ่งกลุ่มที่มีปริมาณการสั่งซื้อมากถึงที่ 31% ซึ่งนับว่าเป็นปีทองของอุตสาหกรรมนี้ทำให้ยอดสั่งซื้อพุ่งสูงถึง 91,300 ยูนิต โดยยอดสั่งซื้อส่วนมากแล้วมาจากความต้องการไลน์ผลิตแบบอัตโนมัติสำหรับการผลิตชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ แบตเตอรี่ ชิปและหน้าจอต่าง ๆ

ทำไม "หุ่นยนต์อุตสาหกรรม" จึงแย่งงาน "คนในโรงงาน"

• หุ่นยนต์และระบบอัตโนมัติสามารถเพิ่มผลิตผลได้ ทำให้สายการผลิตมีความปลอดภัยและมีประสิทธิภาพ รวมถึงคุณภาพและความสม่ำเสมอหรือความเสถียรของสินค้าและชิ้นงานที่ผลิตได้
• หุ่นยนต์สามารถทำงานในสภาวะที่เสี่ยงอันตรายได้ เช่น ใช้หุ่นยนต์เชื่อมงานโดยไม่ต้องกังวลเรื่องสะเก็ดไฟ หุ่นยนต์นำชิ้นงานเข้าเครื่องจักรโดยไม่ต้องกังวลความผิดพลาดที่เกิดอันตรายกับมือคน หรือกระทั้งในโรงงานงานปั๊มโลหะที่มีเสียงดังมากอยู่ตลอดเวลา
• หุ่นยนต์ไม่ต้องดูแลหรือจัดการเรื่องสภาพแวดล้อมในการทำงาน ซึ่งต่างจากการใช้คนทำงานจะต้องดูแลและเอาใจใส่ทั้งเรื่องสภาพแวดล้อมที่เหมาะสมทั้งอากาศ อุณหภูมิ กลิ่น แสง และเสียง
• หุ่นยนต์ทำงานได้ต่อเนื่องโดยไม่ต้องกังวลว่าจะป่วย หรือมีกิจธุระเหมือนคนที่ต้องจัดสวัสดิการและผลตอบแทนให้เป็นไปตามข้อกำหนด รวมถึงต้องสร้างแรงจูงใจในการทำงานอีกด้วย
• หุ่นยนต์มีความแม่นยำในการทุก ๆ ครั้งของการทำงานตลอดเวลา
• หุ่นยนต์สามารถทำงานที่ต้องการความเที่ยงตรงสูง แม้กระทั่งในระดับมิลลิเมตรหรือไมโครเมตรก็ตาม
• หุ่นยนต์และเซ็นเซอร์ของมันจะทำให้ความสามารถในการทำงานเหนือกว่ามนุษย์จะทำได้ เช่น หุ่นยนต์ 2 แขนหลายรุ่นได้ออกแบบให้การควบคุมและสั่งการแขน 2 ข้างแยกจากกัน จึงสามารถโฟกัสการทำงาน 2 อย่างพร้อมกันได้อย่างรวดเร็วและแม่นยำ หรือแม้กระทั่ง การออกแบบให้หุ่นยนต์หลายตัวทำงานประสานกันใน work station เดียวกันได้
• หุ่นยนต์สามารถทำกระบวนการต่อเนื่องหลาย ๆ ครั้งได้ซ้ำแล้วซ้ำอีก ซึ่งหากเป็นมนุษย์อาจจะสามารถทำได้เพียงไม่กี่ครั้งหรือทำได้ไม่นานด้วยข้อจำกัดทางกายภาพของมนุษย์เอง เช่น ความล้าของกล้ามเนื้อ
• หุ่นยนต์จะมีความยืดหยุ่นสูงกว่าในการปรับตัวของธุรกิจไม่ว่าจะในสถานการณ์ใดก็ตาม ไม่ว่าจากปัจจัยภายนอก เช่น กรณีการปรับขึ้นค่าแรงขั้นต่ำก็จะไม่ได้รับผลกระทบ หรือปัจจัยภายใน เช่น โรงงานสามารถสั่งซื้อหุ่นยนต์เพิ่มและทำงานได้ทันทีเมื่อมีออเดอร์เยอะขึ้น หรือสามารถที่จะเปลี่ยนให้หุ่นยนต์ไปทำงานอย่างอื่นได้เมื่องานเดิมหายไป เป็นต้น

เห็นแบบนี้แล้ว ก็ชัดเจนว่าอะไรที่เราควรใช้หุ่นยนต์และระบบอัตโนมัติทำงาน  แต่เพื่อให้แน่ใจว่า หุ่นยนต์คือโซลูชันที่จะตอบโจทย์ความต้องการของคุณอย่างแท้จริงและจะออกแบบโครงการนี้อย่างไร

7 คำถามที่คุณต้องตอบก่อนตัดสินใจซื้อ

1. อะไร คือ เป้าหมายของคุณที่ต้องการได้รับจากการนำหุ่นยนต์และระบบอัตโนมัติมาใช้
2. สภาพแวดล้อมในส่วนการทำงานของนั้น มีความปลอดภัยและน่าทำงานสำหรับพนักงานหรือไม่
3. ขั้นตอนหรือกระบวนการทำงานในส่วนนั้นเป็นแบบคงที่ (Fixed) หรือมีการปรับเปลี่ยนสูง
4. การทำงานในส่วนนั้นต้องการการดูแลหรือจัดการแบบใช้คน หรือ ไลน์การผลิตแบบอัตโนมัติ
5. คุณมีพื้นที่แค่ไหนสำหรับหุ่นยนต์และระบบอัตโนมัติ
6. ในการเติบโตของธุรกิจระยะยาว คุณคิดว่าการขยายขนาดการทำงานในส่วนนี้ (Scalability Requirements) จะมีความต้องการอะไรบ้าง
7. ความต้องการเชิงเทคนิค อย่างน้อย 4 ข้อนี้ payload, reach, accuracy แล cycle time

แอปพลิเคชันการทำงานของหุ่นยนต์อุตสาหกรรม (Industry Robot Application) สามารถจำแนกได้ ดังนี้

• การเคลื่อนย้ายวัสดุ (Material Handling Application)
  • การส่งต่อวัสดุ (Material Transfer) เช่น การหยิบและวาง (Pick-and-Place) การจัดเรียง (Palletizing)
  • การนำชิ้นงานเข้าและออกจากเครื่องจักร (Machine Loading – Unloading)
• การใช้ในกระบวนการผลิต (Process Operation)
  • การเชื่อมจุด (Spot Welding)
  • การเชื่อมไฟฟ้า (Arc Welding)
  • การย้ำหมุด (Riveting)
  • การพ่นสีสเปรย์ (Spray Painting)
  • งานแมชชีนนิ่ง (Machining)
  • งานตัดเฉือนโลหะ (Metal Cutting)
  • งานลบคม (De-burring)
  • งานขัดผิว (Polishing)
• การประกอบชิ้นงาน (Assembly Application)  หุ่นยนต์จะมาพร้อมกับ Special Tools ที่ช่วยหยิบจับชิ้นงาน และประกอบชิ้นงานต่าง ๆ เข้าด้วยกันแบบอัตโนมัติ
• การใช้ในการตรวจสอบ (Inspection Operation) คือ การนำหุ่นยนต์มาใช้ในจุดที่ต้องการตรวจสอบด้วยการติดตั้งเครื่องมือหรือเซ็นเซอร์เพิ่มเติม

การนำหุ่นยนต์มาใช้ในโรงงานอุตสาหกรรมมีการกำกับดูแลหรือไม่

องค์กรมาตรฐานสากล (International Organization for Standardization หรือ ISO) ได้กำหนดมาตรฐานหุ่นยนต์ไว้ดังนี้

• ISO 10218-1 และ ISO 10218-2 มาตรฐานความปลอดภัยในการนำหุ่นยนต์มาใช้ในโรงงานอุตสาหกรรม ได้ให้แนวทางและรายละเอียดในด้านความปลอดภัย โดยใช้ข้อกำหนดทางเทคนิคต่าง ๆ ที่เกี่ยวกับหุ่นยนต์ อุปกรณ์ ระบบหุ่นยนต์ การติดตั้งและดำเนินการ ไปจนถึงการปฏิบัติงาน เช่น การกำหนดพื้นที่ทำงานของหุ่นยนต์ที่มีข้อกำหนดด้านระยะห่างของความปลอดภัยขั้นต่ำระหว่างระบบหุ่นยนต์กับมนุษย์เพื่อหลีกเลี่ยงอันตรายที่อาจเกิดขึ้นได้ ความเร็วที่อนุญาตให้มีได้ในขั้นสูงสุด ข้อกำหนดเหล่านี้เองนำมาสู่การติดตั้งเครื่องมือและอุปกรณ์ทั้งในด้านการตรวจจับสัญญาณ การควบคุมการเคลื่อนไหว เครื่องกำบังและอุปกรณ์ปกป้องที่จะทำให้มนุษย์ได้รับความปลอดภัยในการทำงาน
• ISO 15066 มาตรฐานความปลอดภัยสำหรับการนำหุ่นยนต์มาใช้ในรูปแบบการทำงานร่วมกับมนุษย์ หรือที่เรียกว่า Collaborative Applications ได้อธิบายถึงข้อกำหนดเชิงเทคนิคสำหรับการทำงานร่วมกับมนุษย์และแนวทางด้านพละกำลังและความเร็วของหุ่นยนต์ รวมไปถึงข้อกำหนดในการออกแบบสำหรับผู้ผลิตหุ่นยนต์และผู้ผลิตทูลที่ใช้กับหุ่นยนต์อีกด้วย เช่น ความแรงของการสัมผัสหรือการปะทะที่ทำให้หุ่นยนต์หยุดการทำงานทันที วัสดุที่อ่อนนุ่มเป็นพิเศษเพื่อให้ความรู้สึกเป็นมิตรเมื่อสัมผัสกับมนุษย์  ภายใต้มาตรฐานนี้ทำให้การติดตั้งเครื่องมือและอุปกรณ์เพื่อให้เกิดความปลอดภัยลดค่าใช้จ่ายลงอย่างมาก รวมถึงไม่ต้องมีพื้นที่พิเศษเฉพาะหุ่นยนต์อีกต่อไป

จากจุดเริ่มต้น...หุ่นยนต์บุกโรงงาน นำสู่ Smart Factory ไม่ได้เป็นแค่เทรนด์อนาคตอีกต่อไป

หุ่นยนต์รุ่นถัดไปที่จะเข้ามาทำงานในโรงงาน จะมีน้ำหนักเบาและสามารถทำงานร่วมกับคนและเครื่องจักรได้อย่างใกล้ชิดและปลอดภัยโดยปราศจากเครื่องกั้น หุ่นยนต์ทำงานร่วมกับมนุษย์ (Collaborative Robot) จะได้รับการตอบรับอย่างดี โดยเฉพาะในงานผลิตชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ แอพพลิเคชั่นแบบพร้อมใช้งานจะเป็นที่นิยมอย่างมาก และระบบหุ่นยนต์เองจะมีการนำ Internet of Things (IoT), ปัญญาประดิษฐ์ หรือ Artificial Intelligence (AI) ผ่านกระบวนการเรียนรู้ของเครื่องจักร (Machine Learning) มาใช้อย่างแพร่หลาย

เทคโนโลยีเสมือนจริง (Virtual Reality) จะมีบทบาทสำคัญที่ทำให้แนวคิด Industry 4.0 เกิดขึ้นจริงในโรงงานอุตสาหกรรมได้ อุปสรรคในด้านความซับซ้อนของระบบและการจัดการข้อมูลที่เคยมีอยู่เดิมนั้นได้ถูกขจัดด้วยการพัฒนาเทคโนโลยีด้านต่าง ๆ ของผู้ผลิตหุ่นยนต์ ไม่ว่าจะเป็นการเก็บข้อมูลแบบเรียลไทม์ด้วยเซ็นเซอร์ที่ถูกติดตั้งมาในตัวหุ่นยนต์

Cloud Robotics จะสนับสนุนให้หุ่นยนต์ฉลาดขึ้นจากการใช้ประโยชน์ของ Big Data และการเรียนรู้จากคลังข้อมูลในคลาว์ เช่น เราจะสามารถควบคุมและจัดการหุ่นยนต์ซึ่งอยู่ต่างที่ให้ทำงานพร้อมกันได้ รวมไปถึงการตั้งค่าต่าง ๆ ผ่านคลาวด์เน็ตเวิร์คเพื่อให้หุ่นยนต์ทำงาน นอกจากนี้ การนำ Big Data มาใช้ในอุตสาหกรรมการผลิตจะนำมาสู่การเชื่อมต่อระหว่างผู้สร้างเทคโนโลยีและผู้ใช้เทคโนโลยี ทำให้เกิดการพัฒนาการผลิตที่รวดเร็วกว่าเดิมอย่างมาก

สำหรับการขยายตลาดของหุ่นยนต์นั้น  ผู้ผลิตหุ่นยนต์หลายรายกำลังพิจารณารูปแบบธุรกิจให้เช่าหุ่นยนต์ (Leasing model) เพื่อเจาะกลุ่มผู้ผลิตขนาดกลางและขนาดเล็ก หรือกลุ่ม SME โดยปัจจัยสำคัญที่จะทำให้ประสบความสำเร็จในตลาดนี้ คือ ความง่ายในการนำหุ่นยนต์ไปใช้งานและควบคุมการทำงาน ซึ่งรวมไปถึงความยืดหยุ่นของระบบอัตโนมัติที่จะเอื้อให้เกิดโซลูชันที่ดีกว่าได้ในรูปแบบหรือสถานการณ์ต่าง ๆ ได้ เช่น การปรับเปลี่ยนวิธีการผลิต การเปลี่ยนไลน์การผลิต เป็นต้น

อ่านต่อ...เรียนรู้จาก S.P. Metal ที่กำลังเดินทางสู่ Smart Factory