หุ่นยนต์ในอุตสาหกรรม
1 .ศึกษาการนำหุ่นยนต์มาใช้ในอุตสาหกรรม
ในยุคเริ่ม
ต้นของการส่งเสริมอุตสาหกรรมในประเทศไทยจะเห็นได้ว่ามีโรงงานต่าง ๆ
เข้ามาตั้งฐานผลิตในเมืองไทยจำนวนมากทำให้เกิดนิคมอุตสาหกรรมขึ้นหลายแห่ง
ทั้งนี้เนื่องจากรัฐบาลมีนโยบายส่งเสริมอุตสาหกรรมที่ชัดเจน ค่าแรงงานถูก
ลดรายจ่ายเนื่องจากภาษีการนำเข้าของสินค้า และวัตถุดิบบางตัว แต่ ณ
ปัจจุบันนี้ค่าแรงบ้านเราสูงขึ้นและสูงกว่าประเทศเพื่อนบ้าน เช่น จีน เวียดนาม
อินโดนีเซีย ฯลฯ ในขณะเดียวกันคุณภาพแรงงานไม่ได้มาตรฐาน
ขาดความรู้และทักษะจึงทำให้หลายบริษัทได้ย้ายฐานการผลิตไปยังประเทศที่มีค่า
แรงงานถูกกว่า และอีกหลายบริษัทที่พยายามปรับตัวเอง
โดยมีการนำเทคโนโลยีระบบอัตโนมัติ (Automation Technology) เข้ามาใช้งานเพื่อให้สินค้าสามารถแข่งขันในตลาดโลกได้ทั้งในเรื่องราคา
และคุณภาพ โดยเฉพาะในเรื่องคุณภาพ
ปัจจุบันโรงงานที่ผลิตสินค้าส่งออกหรือส่งให้กับลูกค้าที่เป็นบริษัทของต่าง
ประเทศมักจะประสบปัญหาในเรื่องคุณภาพ มีทั้ง
ผลิตสินค้าไม่ได้มาตรฐานตามที่ลูกค้ากำหนด หรือ ผลิตสินค้าไม่ทันตามกำหนดเวลา
อาจเนื่องจากมีการเปลี่ยนรุ่นผลิตภัณฑ์อยู่บ่อยๆ ต้องใช้เวลาในการ Set up
ปัจจุบันจึงมีการนำเทคโนโลยีต่าง ๆ เข้ามาใช้
หนึ่งในเทคโนโลยีที่มีความยืดหยุ่นสูง ได้แก่ หุ่นยนต์อุตสาหกรรม
เนื่องจากการเปลี่ยนการทำงานสามารถทำได้โดยการเปลี่ยนโปรแกรม
นอกจากนี้คุณภาพของผลิตภัณฑ์ที่ได้มีความสม่ำเสมอเป็นมาตรฐานเดียวกัน
|
การทำงานของ
หุ่นยนต์อุตสาหกรรมจะเลียนแบบร่างกายของมนุษย์โดยจะเลียนแบบเฉพาะส่วนของ
ร่างกายที่จะนำไปใช้ประโยชน์ ในอุตสาหกรรมเท่านั้น นั่นคือช่วงแขนของมนุษย์
ดังนั้น บางคนอาจจะได้ยินคำว่าแขนกล ซึ่งก็หมายถึงหุ่นยนต์อุตสาหกรรม
การทำงานของหุ่นยนต์อุตสาหกรรมเปรียบเทียบกับแขนมนุษย์
|
2.ระบบควบคุมหุ่นยนต์ในอุสาหกรรมยกตัวอย่าง
ระบบควบคุมเป็นส่วนที่สำคัญที่สุดของหุ่นยนต์
ทำหน้าที่เป็นสมองเก็บข้อมูล สั่งหุ่นยนต์ให้ทำงาน
ตรวจสอบและควบคุมตำแหน่งการทำงาน
ในบางเครื่องสามารถตรวจสอบความผิดปกติของอุปกรณ์ภายในได้
หุ่นยนต์จะทำงานได้ด้วยการควบคุมแบบอัตโนมัติโดยมีการกำหนดเป้าหมาย
และมีการควบคุมอุปกรณ์ให้ทำงานตามเป้าหมายที่กำหนดไว้ด้วยอุปกรณ์ควบคุม
การทำงานของอุปกรณ์ควบคุมมี ๒ แบบ คือ การควบคุมแบบวงจรปิดและการควบคุมแบบวงจรเปิด
สำหรับการควบคุมแบบวงจรปิดนั้น อุปกรณ์ควบคุมจะคอยตรวจสอบเปรียบเทียบกับเป้าหมาย
และควบคุมให้ได้ผลที่ถูกต้องตลอดเวลาหุ่นยนต์แบบนี้จึงจำเป็นต้องมีอุปกรณ์ตรวจสอบเป้าหมายด้วย
แต่ในการควบคุมแบบวงจรเปิด อุปกรณ์ควบคุมจะดำเนินการโดยมิได้ตรวจสอบเป้าหมาย เช่น
ถ้านาย ก เคยเดินได้ ก้าวละ ๕๐ เซนติเมตร เมื่อได้รับคำสั่งให้เดินเป็นระยะทาง ๕
เมตร นาย ก ก็จะเดินไป ๑๐ ก้าว อย่างนี้เรียกว่า นาย ก
เดินโดยใช้การควบคุมแบบวงจรเปิด ซึ่งอาจเกิดความผิดพลาดขึ้นได้ แต่ถ้านาย ก
ใช้ไม้เมตรวัดระยะทางที่เดินไป ๑๐ ก้าวนั้นด้วยว่าได้ ๕ เมตรถูกต้องหรือไม่
ถ้าไม่ถูกต้อง นาย ก จะเดินหน้าหรือถอยหลังให้ได้ระยะทาง ๕ เมตร พอดี
อย่างนี้เรียกว่า นาย ก เดิน โดยใช้การควบคุมแบบวงจรปิด จะเห็นได้ว่า
หุ่นยนต์ที่มีการควบคุมแบบวงจรปิดจะสร้างได้ยากกว่า แต่ให้ผลที่แน่นอน
ถ้าเราลองมองไปรอบ ๆ ตัว ก็จะพบว่า
ทุกสิ่งทุกอย่างก็ตกอยู่ในสภาวะของการควบคุมและถูกควบคุมทั้งสิ้น
แม้แต่สภาวะของธรรมชาติต่างก็พยายามควบคุมกันเองเพื่อให้พบกับจุดสมดุลตลอดเวลา
นับแต่สิ่งที่ใกล้ตัวที่สุดคือการทำงานของร่างกาย
จนกระทั่งการทำงานของหุ่นยนต์ต่างก็ต้องอาศัยอุปกรณ์ควบคุมทั้งสิ้น
ในการควบคุมจำเป็นต้องทราบเป็นตัวแปรต่าง ๆ ที่มาเกี่ยวข้องอยู่ตลอดเวลา เช่น
เมื่อต้องการการรองน้ำให้ได้ครึ่งถังพอดี ขั้นแรกจะต้องนำถังน้ำไปเตรียมไว้ที่ก๊อก
ขั้นต่อไปคือการเปิดปิดลิ้น (valve) เพื่อให้น้ำไหลลงถัง
ในขณะเดียวกันเราจะต้องใช้สายตาตรวจวัดระดับน้ำ หากประมาณเกือบได้ตามเป้าหมาย
เราจึงเริ่มปรับลิ้นก๊อก เพื่อให้ปริมาณการไหลลดลงและปิดก๊อกจนกระทั่งหยุดไหลเมื่อระดับน้ำถึงครึ่งพอดี
คราวนี้ลองใหม่ ถ้าบังเอิญเผลอปล่อยให้น้ำไหลจนเกินครึ่งถัง สิ่งที่ต้องกระทำคือ
การเทน้ำส่วนที่เกินออกจนได้ระดับตามกำหนด
วิธีการข้างต้นนี้คือการควบคุมอัตโนมัติแบบวงจรปิดอย่างสมบูรณ์
ตัวแปรของกระบวนการคือ อัตราการไหลระดับน้ำ และสถานะของลิ้น
ระดับน้ำจะแปรผันไปตามการปิดเปิดลิ้น อุปกรณ์ที่ทำให้เกิดกระบวนการคือ มือส่วนอุปกรณ์ที่ใช้ตรวจสอบตัวแปรและส่งสัญญาณกลับคือตา
ศูนย์กลางหรือหัวใจของการควบคุมให้กระบวนการเป็นไปตามขั้นตอน
และดำเนินไปสู่เป้าหมายตลอดจนการตัดสินใจก็คือสมอง
สิ่งที่ได้กล่าวมาเป็นการควบคุมาที่กระทำขณะตัวแปรเกิดการเปลี่ยนแปลงไม่เร็วนัก
ในกระบวนการที่ดำเนินไปอย่าช้า ๆ
จะสามารถควบคุมด้วยมือหรือเครื่องมือพื้นฐานได้แต่สำหรับกระบวนการที่มีการเปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็วและต้องการเป้าหมายที่มีความถูกต้องแม่นยำ
เราจะไม่สามารถควบคุมด้วยมือได้ เพื่อหลีกเลี่ยงความล่าช้าและไม่สม่ำเสมอของมนุษย์
จึงมีผู้นำเอาคอมพิวเตอร์มาประยุกต์เข้ากับหุ่นยนต์
เพื่อให้เกิดผลสำเร็จของการควบคุมอย่างเที่ยงตรง รวดเร็ว
และอยู่ในเสถียรภาพตลอดเวลา ในการควบคุมการทำงานของหุ่นยนต์นั้น
คอมพิวเตอร์หนึ่งเครื่องอาจจะควบคุมหุ่นยนต์ได้มากกว่าหนึ่งตัวในเวลาเดียวกัน
หุ่นยนต์อุตสาหกรรมนี้
สามารถช่วยลดต้นทุนการผลิตของผลิตภัณฑ์อุตสาหกรรม
และสามารถทำงานแทนมนุษย์ได้มากขึ้นเป็นลำดับ ดังนั้น
ลักษณะของงานที่มนุษย์ทำในโรงงานอุตสาหกรรมจะค่อยๆ เปลี่ยนไป กล่าวคือ
มนุษย์จะมีหน้าที่ควบคุมการทำงาน และดูแลซ่อมแซมหุ่นยนต์มากกว่าจะลงมือผลิตเอง
ส่วนผลในระยะยาว น่าจะนำไปสู่สังคมที่มนุษย์ใช้เวลาทำงานน้อยกว่าปัจจุบัน
และมีเวลาทำกิจกรรมอื่น ๆ เช่น เล่นกีฬา ฟังหรือเล่นดนตรี อ่านหนังสือ ฯลฯ มากขึ้น
3. สรุปเรื่องการออกแบบต่าง ๆ ที่ใช้กับโรงงานอุตสาหกรรมและยกตัวอย่าง
การออกแบบหุ่นยนต์
สามารถให้นิยามได้เป็นวิทยาศาสตร์หรือการศึกษาเทคโนโลยีที่เกี่ยวข้องกับการออกแบบ
โครงสร้าง ทฤษฏี และการประยุกต์ของหุ่นยนต์
หุ่นยนต์ทุกตัวมีส่วนประกอบหลัก 3 ส่วน:
1.
เซนเซอร์ (sensors) ซึ่งตรวจจับสถานะของสภาพแวดล้อม
2.
แอคชูเอเตอร์ (actuators) ซึ่งแก้ไขสถานะของสภาพแวดล้อม
3.
ระบบควบคุม (controller) ซึ่งควบคุม actuators ที่ขึ้นกับสภาพแวดล้อมที่ได้รับโดยเซนเซอร์
ไม่มีนิยามที่ยอมรับได้กว้างๆ ของคำว่าหุ่นยนต์
แต่จุดประสงค์หลักของการนิยามต้องมีส่วนประกอบเหล่านี้ คำนิยามบางอันจะมี
การเคลื่อนที่ได้ ความเป็นอิสระ (autonomy) ความรู้สึก
ความฉลาด ขณะที่อันอื่นไม่ ชนิดอันหลากหลายของหุ่นยนต์จะถูกแบ่งโดยความสามารถ
อุปกรณ์ที่ autonomy คือ "on it own"
ปราศจากคำสั่งจากมนุษย์ในทุกขณะ (moment-by-moment) อะไรคือหุ่นยต์ในหนังสือนี้ ไม่มีคำนิยามที่แน่ชัด แต่มี 2 ตัวอย่าง capture สิ่งที่เราเห็นว่าเป็นหุ่นยนต์ส่วนใหญ่
1.
Machine Pet:เครื่องจักร
มีความสามารถเคลื่อนที่ในบางทิศทาง
สามารถสัมผัสสิ่งที่อยู่รอบตัวมันและโต้ตอบการสัมผัสของมันได้โดยตัวมันเอง
หุ่นยนต์ประเภทนี้ส่วนมากไม่มีจุดประสงค์ที่มีประโยชน์อย่างแท้จริง
นอกจากความบันเทิงและการท้าทาย พวกมันเหล่านี้ยังถูกใช้สำหรับการทดลองด้วยเซนเซอร์
ปัญญประดิษฐ์ actuators และอื่นๆ
เนื้อหาส่วนมากของหนังสือนี้ครอบคลุมหุ่นยนต์ชนิดนี้
2.
Autonomous Machine:เครื่องจักรที่มีเซนเซอร์และactuatorsซึ่งสามารถทำงานบางประเภท ด้วยตัวมันเอง รวมสิ่งของอย่าง robotic
lawmoers และเครื่องดูดฝุ่น
และยังเครื่องจักรก่อสร้างปฏิบัติงานด้วยตัวเอง อย่าง CNC cutters หุ่นยนต์ในอุตสาหกรรมและการค้าส่วนมากจัดอยู่ในกลุ่มนี้
4. สรุปเรื่องการนำข้อมูลจากระบบ Internet มาใช้ในโรงงานอุตสาหกรรมจนสามารถพัฒนางาน
การนำเอาอินเทอร์เน็ตมาใช้ในโรงงานอุตสาหกรรม
อินเทอร์เน็ตนั้นได้เข้ามามีส่วนในการเปลี่ยนแปลงพฤติกรรมของผู้ซื้อสินค้า
ผู้ซื้อสามารถสั่งซื้อของได้เพียงปลายนิ้วคลิก
และยังสามารถเลือกรูปแบบตามความต้องการได้
นอกจากเป็นเครื่องมือในการซื้อและแหล่งข้อมูลที่สำคัญ
แล้วนั้นยังทำให้ธุรกิจนั้นเคลื่อนไปอย่างรวดเร็วด้วย สำหรับผู้ผลิตแล้วการที่มี e-Business อย่างเดียวนั้นคงจะไม่สามารถทำงานได้ดีหากปราศจากโซ่อุปทานที่เป็นมืออาชีพและสินค้าที่มีคุณภาพและมีชื่อเสียงระดับโลก
เพื่อที่จะผลิตสินค้าให้เป็นที่พอใจของลูกค้า
การที่มีสินค้าเพียงเก็บไว้ในคงคลังนั้นคงไม่พอแล้ว
สำหรับตลาดที่มีการแข่งขันสูงในตอนนี้
ไม่มีความคิดเห็น:
แสดงความคิดเห็น