Smart Factory หรือที่เรียกว่า โรงงานอัจฉริยะ คือการประยุกต์ใช้เทคโนโลยีดิจิทัลเข้าร่วมกับการทำงานในโรงงาน โดยนำเทคโนโลยีอย่าง หุ่นยนต์ (Robotics), ระบบอัตโนมัติ, Internet of Things (IoT), และ Artificial Intelligence (AI) เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการทำงานทั้งหมดให้ก้าวหน้ายิ่งขึ้น โดยที่อยู่ภายใต้งบประมาณที่เหมาะสมของโรงงานนั้น ๆ

สิ่งที่ต้องรู้ก่อนทำโรงงานอัจฉริยะมีอะไรบ้าง

ส่วนสำคัญของการนำเทคโนโลยีมาประยุกต์ใช้คือ การทำงานที่มีประสิทธิผลสูงซึ่งจะช่วยเพิ่มปริมาณการผลิตในขณะเดียวกัน ลดเวลาการหยุดทำงานและต้นทุนลง ปัจจัยสำคัญของความสำเร็จนี้คือการนำหุ่นยนต์ประสิทธิภาพสูงและอุปกรณ์อัจฉริยะมาใช้ รวมถึงเซ็นเซอร์และอุปกรณ์สื่อสารเชื่อมต่ออินเทอร์เน็ตจำนวนมาก ดังนั้นการเปลี่ยนแปลงทางดิจิทัลอย่างสมบูรณ์ โดยปรับปรุงการผลิตให้เหมาะสมที่สุดและสร้างโรงงานอัจฉริยะแบบบูรณาการที่ตอบสนองความต้องการที่เปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็วได้ดีขึ้น การขับเคลื่อนด้วยข้อมูล คือ การแลกเปลี่ยนข้อมูล/Data ระหว่างผลิตภัณฑ์ (Products) และสายการผลิต (Production Line)  ข้อมูลดิจิทัลที่รวบรวมจากอุปกรณ์เหล่านี้มีประโยชน์อย่างมากในการติดตามประสิทธิภาพโดยรวมของอุปกรณ์ (OEE) รักษาประสิทธิภาพของกระบวนการและตรวจสอบคุณภาพผลิตภัณฑ์ได้ โดยการขับเคลื่อนด้วยข้อมูลนี้จำเป็นต้องใช้ แพลตฟอร์ม OPC-UA ที่มีประสิทธิภาพอย่างยิ่ง เช่น Yaskawa Cockpit™ ช่วยให้สามารถรวบรวมข้อมูล ตามแนวทาง i3-Mechatronics

i3-Mechatronics คืออะไร

ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา คำว่า ‘IoT’ หรือ ‘Industrie 4.0’ ถูกใช้ในความหมายกว้างๆ เนื่องมาจากความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีที่เห็นได้กับสิ่งต่างๆ มากมายเช่น รถยนต์, โรงงาน, และเครื่องใช้ในบ้าน ต่างก็เชื่อมต่อกันด้วยระบบดิจิทัล YASKAWA จึงพัฒนาแนวคิด i3-Mechatronics เพื่อตอบสนอง Industrie 4.0 และ เพิ่มศักยภาพของแมคคาทรอนิกส์และหุ่นยนต์ โดยดำเนินการ 3 ขั้นตอนหรือเรียกว่า 3 i คือ

1.   Integrated การผสมผสาน Device ต่างๆ เช่น Robot, Sensor, Servo, Inverter และ Software มาประกอบเข้าด้วยกันเป็น ไลน์การผลิตแบบออโตเมชั่น

2.  Intelligence เพิ่มความชาญฉลาดด้วยการรวบรวมและแสดงข้อมูลแบบ Real-Time ด้วยการซิงโคไนซ์ อุปกรณ์และซอฟแวร์เพื่อเก็บข้อมูลอุปกรณ์และกระบวนการผลิต

3.  Innovative การสร้างสรรค์ด้วยนวัตกรรม ด้วยการนำข้อมูลดิจิทัลเหล่านี้ มาวิเคราะห์และจัดการการทำงานของอุปกรณ์ด้วยข้อมูลกระบวนการ, สถานะการผลิต เพื่อสร้างโรงงานอัจฉริยะ และทำให้ผู้ควบคุมการผลิต สามารถดูข้อมูลเชิงลึกและสิ่งที่เกิดขึ้นในสายการผลิตสร้างประสิทธิภาพและเพิ่มมูลค้าของการผลิตได้

i3-Mechatronics นอกเหนือจากการทำให้ ‘Cells’ ทำงานเป็นระบบอัตโนมัติแล้ว ยังต้องจัดการ Cells ด้วยข้อมูลดิจิทัล เพื่อตรวจสอบสถานะการทำงานของอุปกรณ์และสถานะการผลิตด้วยข้อมูลสถานะในรูปแบบ ‘ค่าตัวเลข’ เพื่อลดข้อผิดพลาดและลดการหยุดการทำงานของกระบวนการผลิต

ประโยชน์ของ i3–Mechatronics แบ่งออกเป็น 3 ส่วนหลักๆ

·      การผลิต (Production): การผลิตแบบยืดหยุ่นทำให้ผลิตสินค้าได้หลากหลายและปริมาณที่ปรับเปลี่ยนได้

·      คุณภาพ (Quality): การปรับปรุงความแม่นยำของการวิเคราะห์สาเหตุของ Defect

·      การซ่อมบำรุง (Maintenance): การวินิจฉัยเชิงคาดการณ์ของอุปกรณ์ที่อาจเกิดความเสียหาย (Predictive Failure Diagnosis of Equipment)

YASKAWA ได้นำแนวคิด i3-Mechatronics มาดำเนินการจริงกับโรงงานผลิตเซอร์โวมอเตอร์ที่ประเทศญี่ปุ่น ซึ่งสามารถผลิตได้ทั้งแบบสายการผลิตเดียวและผลิตสินค้าหลากหลายโดยสามารถปรับการผลิตแบบปริมาณผันแปร ทำให้ผลิตจำนวนขั้นต่ำตั้งแต่ 1 ชิ้นขึ้นไปกับหลากหลายรายการสินค้าได้

ในโรงงานเราใช้เซอร์โวมอเตอร์และหุ่นยนต์อุตสาหกรรมมาประกอบเข้าด้วยกันเป็นไลน์การผลิต รวมถึงการวางแผนงานของการผลิต รวบรวมและวิเคราะห์ข้อมูลเกี่ยวกับสถานะการทำงานของโรงงานผลิตโดย ‘แสดงเป็นข้อมูลภาพ (Visualizing)’ ผ่าน Yaskawa Cockpit ซึ่งจะควบคุมผ่านศูนย์ควบคุม ตัวอย่างเช่น หากแกนของมอเตอร์ที่ผลิตไม่หมุนหรือหมุนไม่ราบรื่น สามารถตรวจสอบสาเหตุของความผิดปกติโดยการวิเคราะห์สาเหตุ เช่น สาเหตุของ ‘กระบวนการผลิต’, ‘การออกแบบผลิตภัณฑ์’ หรือ ‘ชิ้นส่วนที่จัดหาจากภายนอกบริษัท’ โดยเปรียบเทียบค่าปกติของข้อมูลกับค่าที่เกิดข้อผิดพลาด และการวิเคราะห์สาเหตุที่แท้จริงของข้อบกพร่องตามการรวบรวมข้อมูลโดยละเอียดในแต่ละไซต์

อีกหนึ่งความกังวลของโรงงานและไลน์การผลิตคือการหยุดไลน์การผลิตอย่างกะทันหันซึ่งเกิดจากการเสียหายของอุปกรณ์ หรือจากการสึกหรอของอุปกรณ์ ซึ่งสภาพการใช้งานและสภาพการสึกหรอของอุปกรณ์เหล่านี้สามารถคาดการณ์ได้จากข้อมูลการทำงาน และสามารถประมาณเวลาที่จะเกิดการเสื่อมของอุปกรณ์ ทำให้สามารถดำเนินการวางแผนเปลี่ยนล่วงหน้าได้และการผลิตโดยไม่ส่งผลกระทบการผลิตได้ นอกจากนี้ AC ไดรฟ์ ของ YASKAWA อย่างรุ่น GA500 และ GA700 ยังสามารถรวบรวมข้อมูลต่างๆ เช่น ความถี่ ความเร็วในการหมุน การใช้พลังงาน ค่าแรงบิด อุณหภูมิ และแรงดันไฟฟ้าเมื่อมอเตอร์ทำงาน และสามารถดำเนินการบำรุงรักษาล่วงหน้าได้โดยการตรวจจับความผิดปกติของอุปกรณ์ เช่น สายพานขาด ลูกปืนเสื่อมสภาพ ในทางกลับกัน เซอร์โวมอเตอร์ ของ YASKAWA สามารถตรวจสอบข้อมูลการตรวจจับ เช่น การสั่นสะเทือน การรบกวน การวางตำแหน่ง คุณภาพการสื่อสาร และอุณหภูมิ เพื่อตรวจจับข้อมูลแบบเรียลไทม์ เช่น อุปกรณ์เสื่อมสภาพหรือการเปลี่ยนแปลงในสภาพแวดล้อมการทำงาน

YASKAWA ได้แบ่งผลิตภัณฑ์ออกเป็น 3 กลุ่มหลักเพื่อส่งเสริม Smart Factory