Industry4_001 อุตสาหกรรม 4.0 (Industry 4.0)

เกียรติพงษ์ อุดมธนะธีระ

สำนักโลจิสติกส์

จากที่ผ่านมาได้กล่าวถึงข้อมูลขนาดใหญ่ Big data เทคโนโลยีการสื่อสารไร้สายและผลที่เกิดเป็นInternet of Thing ในฉบับนี้จะกล่าวถึงการพลิกโฉมหน้าวงการอุตสาหกรรมสู่ยุคใหม่หรือที่เรียกว่าอุตสาหกรรม 4.0 (Industry 4.0) ซึ่งกว่าจะมาเป็นอุตสาหกรรม 4.0 แต่ละยุคสมัยนั้นมีการเปลี่ยนแปลงที่สำคัญดังนี้

ยุคที่ 1    เกิดขึ้นในปี ค.ศ. 1784 มีการประดิษฐ์เครื่องจักรกลไอน้ำขึ้นมาใช้งานเป็นครั้งแรก เป็นยุคการผลิตแบบโรงงานที่ใช้เครื่องจักรช่วยในการผลิต ซึ่งเป็นยุคเริ่มต้นของการปฏิวัติอุตสาหกรรม

ยุคที่ 2    เกิดขึ้นในปี ค.ศ. 1870 มีการเปลี่ยนจากการใช้เครื่องจักรไอน้ำมาใช้พลังงานไฟฟ้า ต้นทุนการผลิตลดลง เป็นยุคของการผลิตสินค้าชนิดเดียวกันจำนวนมาก (Mass Production)

ยุคที่ 3    เกิดขึ้นในปี ค.ศ. 1969 มีการใช้เครื่องจักรอัตโนมัติหรือหุ่นยนต์ในการผลิตแทนที่แรงงานคน เป็นยุคของการใช้อิเล็กทรอนิกส์และเทคโนโลยีสารสนเทศในการผลิต มีการปรับปรุงกระบวนการระบบบริหารจัดการด้านคุณภาพ และเพิ่มประสิทธิภาพการผลิตให้สูงขึ้น

ยุคที่ 4    เกิดขึ้นในปี ค.ศ. 2013 จากนโยบายอุตสาหกรรมแห่งชาติของเยอรมันเน้นการนำหุ่นยนต์ เครื่องจักร เทคโนโลยีดิจิทัล และอินเทอร์เน็ต มาใช้ช่วยในกระบวนการผลิตสินค้าแบบครบวงจร เป็นยุคของกระบวนการผลิตที่มีประสิทธิภาพด้วยเทคโนโลยีดิจิทัลแบบ “Smart Factory” 

การเปลี่ยนแปลงทางกายภาพของอุตสาหกรรม 4.0 มี 2 ส่วนหลักคือ ส่วนฮาร์ดแวร์ซึ่งหมายถึงเทคโนโลยี นวัตกรรมด้านเครื่องจักร ระบบอัตโนมัติ และระบบควบคุมการทำงาน และส่วนซอฟท์แวร์ ประกอบด้วย โปรแกรมควบคุมระบบการทำงาน และการเชื่อมต่อทางเครือข่ายในรูปแบบ Internet of Things (IoT) ทำให้เกิดข้อมูลในระบบการผลิตขึ้นอย่างมหาศาลซึ่งจำเป็นต้องได้รับการบริหารจัดการอย่างเป็นระบบ

อุตสาหกรรม 4.0 มีแนวคิดที่สำคัญคือ การเพิ่มประสิทธิภาพการผลิต การบริการ หรือการขายสินค้า โดยการเชื่อมต่อกับเทคโนโลยีดิจิทัล เช่น การพัฒนาเทคโนโลยีสื่อสารกับเครื่องจักร และระบบเครื่องจักรสามารถสื่อสารกันได้เอง หรือการผลิตสินค้าแบบอัตโนมัติตามความต้องการของผู้บริโภค ซึ่งจะเน้นการตอบสนองโดยอัตโนมัติต่อการเปลี่ยนแปลงของสภาพแวดล้อมและตลาด ทำให้อาจสามารถตอบสนองถึงระดับรายบุคคลได้โดยยังรักษาคุณภาพการผลิตที่มีประสิทธิภาพสูง ทั้งนี้ ความคาดหวังหรือความท้าทายในอุตสาหกรรม 4.0 ได้แก่ การผลิตสินค้าตามความต้องการเฉพาะของผู้บริโภคได้มากขึ้น มีวงจรในการเกิดนวัตกรรมสินค้าที่สั้นลง สินค้าที่ผลิตมีความซับซ้อนมากขึ้นระยะเวลาในการผลิตสั้นลง และรองรับความต้องการตลาดที่ผันผวนมากขึ้น สามารถแข่งขันในการผลิตได้เพิ่มมากขึ้น

การเตรียมพร้อมของภาคอุตสาหกรรมเพื่อเข้าสู่ยุค Industry 4.0

จุดเด่นที่สำคัญในยุคนี้คือ ความสามารถในการเชื่อมต่อความต้องการของผู้บริโภคแต่ละรายเข้ากับกระบวนการผลิตสินค้าได้โดยตรง ทำให้สามารถผลิตสินค้าหลากหลายรูปแบบแตกต่างกันตามความต้องการเฉพาะของผู้บริโภคแต่ละราย การบริหารจัดการโลจิสติกส์และซัพพลายเชนนับตั้งแต่กระบวนการสั่งซื้อ การนำเข้าวัตถุดิบ กระบวนการผลิต การจัดเก็บ จนกระทั่งจัดส่งสินค้าถึงมือลูกค้า มีส่วนสำคัญที่จะช่วยยกระดับความสามารถขององค์กร รองรับการเข้าสู่ยุคอุตสาหกรรม 4.0 ได้ ทุกองค์กรควรเริ่มที่จะต้องเตรียมพร้อมเพื่อรับมือกับการเปลี่ยนแปลงในอนาคต โดยเริ่มดำเนินการดังนี้

- กำหนดเป้าหมาย นโยบาย แนวทางในการพัฒนาองค์กร เพื่อมุ่งสู่ยุคอุตสาหกรรม 4.0

- กำหนดแผนการปรับโครงสร้างองค์กร เพิ่มการสร้างความร่วมมือกับทุกฝ่ายทั้งในระดับองค์กรและซัพพลายเชน รองรับการทำงานที่จะเกิดขึ้นในรูปแบบใหม่

- ปรับปรุงกระบวนการทำงานให้สามารถเชื่อมโยงและติดตามตรวจสอบต่อเนื่องได้ทั้งระบบ ตั้งแต่วัตถุดิบจากผู้ขายที่ต้นน้ำ ไปจนถึงผลิตภัณฑ์ส่งมอบแก่ลูกค้าหรือผู้ใช้ที่ปลายน้ำ

- สร้างช่องทางการเข้าถึงติดต่อและทำความเข้าใจในลูกค้าให้มากขึ้น โดยใช้เทคโนโลยีดิจิทัล และนวัตกรรมมาช่วยในการทำงาน

- พัฒนาข้อมูลที่เริ่มมีปริมาณมากมาย Big Data จากเทคโนโลยีดิจิทัลมาบริหารจัดการอย่างเป็นระบบเพื่อจัดทำเป็นสารสนเทศในการบริหารจัดการและตัดสินใจอย่างถูกต้องและทันต่อสถานการณ์ความต้องการอันผันผวนของผู้บริโภค

- พัฒนาบุคลากรให้เพิ่มทักษะการปฏิบัติงาน การใช้เทคโนโลยีดิจิทัล และความรู้ที่เกี่ยวข้อง

- ให้ความสำคัญกับการวิจัยและพัฒนา (R&D) เพื่อสร้างนวัตกรรมใหม่และสร้างความแตกต่างในการแข่งขัน

การพัฒนาองค์กรให้มีความพร้อมเข้าสู่ยุคอุตสาหกรรม 4.0 ต้องมีจุดแข็งคือการนำเทคโนโลยีดิจิทัลมาช่วยควบคุมการผลิต หากต้องการมีศักยภาพและความสามารถในการแข่งขันในอนาคต ต้องเริ่มกำหนดนโยบายและแผนการทำงานที่ชัดเจน เน้นการพัฒนางานด้านการปรับปรุงโลจิสติกส์และซัพพลายเชนให้เป็นมาตรฐาน กระตุ้นให้เกิดการวิจัยและพัฒนาอย่างต่อเนื่อง เพื่อสร้างความได้เปรียบทางการแข่งขันขององค์กรให้ทันต่อสถานการณ์ตลอดเวลา

ind4-002 ความรู้ความชำนาญในงาน อุตสาหกรรม 4.0

อุตสาหกรรม 4.0 (Industry 4.0) คือ การรวมเทคโนโลยีดิจิทัลและระบบอัตโนมัติในกระบวนการผลิตและอุตสาหกรรม ส่วนสำคัญประกอบด้วยความรู้และความเชี่ยวชาญในงานด้านต่างๆ ของอุตสาหกรรม 4.0

.

- ระบบไซเบอร์ฟิสิกส์ (Cyber-Physical Systems: CPS) เป็นการรวมระบบทางกายภาพเข้ากับความสามารถในการคำนวณและการสื่อสาร การผสานรวมกันจะช่วยให้สามารถตรวจสอบ ควบคุม และประสานงานกระบวนการทางกายภาพได้แบบทันทีทันใด การรวมระบบทางกายภาพเข้ากับระบบไซเบอร์ที่เป็นเทคโนโลยีดิจิทัล เกี่ยวข้องกับการใช้ตัวเซ็นเซอร์ ตรวจจับวัด ตัวกระตุ้นส่งข้อมูล หรือระบบฝังตัวเพื่อตรวจสอบและควบคุมกระบวน CPS ช่วยให้ได้รับข้อมูลแบบเรียลไทม์ ทำการสื่อสารและควบคุมการทำงานที่จะมีในอุตสาหกรรม 4.0 ตัวอย่างเช่น โรงงานอัจฉริยะ กริดอัจฉริยะ  หรือยานยนต์ไร้คนขับ เป็นต้น

- การผลิตแบบเติมเนื้อวัสดุ (3D Printing) หรือที่นิยมเรียกกันว่าการพิมพ์ 3 มิติ เทคโนโลยีการผลิตแบบนี้จะช่วยให้สามารถสร้างชิ้นส่วนที่ซับซ้อนและปรับแต่งได้ง่ายรวดเร็วตามต้องการ ช่วยลดต้นทุนค่าใช้จ่าย และเพิ่มความยืดหยุ่นในการผลิต ช่วยพลิกโฉมการผลิตทำให้สามารถสร้างชิ้นส่วนที่ซับซ้อนสอดคล้องกับหลักการของอุตสาหกรรม 4.0

- วิทยาการหุ่นยนต์และระบบอัตโนมัติ (Robotics and Automation) อุตสาหกรรม 4.0 จะเน้นส่งเสริมให้มีการนำหุ่นยนต์และระบบอัตโนมัติมาช่วยในการทำงาน เพื่อทำงานซ้ำๆ โดยอัตโนมัติ เพิ่มผลิตภาพ หรือปรับปรุงความปลอดภัย เพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพและผลผลิต โดยในที่นี้นอกจากหุ่นยนต์หรือโรบอท (robot) แล้วยังรวมไปถึงหุ่นยนต์ที่มีการทำงานร่วมกันกับมนุษย์หรือโคบอท (cobots) หรือหุ่นยนต์เคลื่อนที่อัตโนมัติ (autonomous mobile robots: AMR) หุ่นยนต์และยานยนต์ไร้คนขับถูกนำมาใช้ในอุตสาหกรรมการผลิตเพิ่มประสิทธิภาพการจัดการวัสดุ โลจิสติกส์ และอุตสาหกรรมต่างๆ

- แบบจำลองตัวแทนเสมือน (Digital Twin) เป็นตัวแทนเสมือนจริงของผลิตภัณฑ์ กระบวนการ หรือระบบที่มี ช่วยให้สามารถติดตามตามเวลาจริง การจำลอง การปรับให้เหมาะสมของสินทรัพย์ทางกายภาพ การวิเคราะห์และเพิ่มประสิทธิภาพสินทรัพย์ได้แบบเรียลไทม์ Digital Twins ใช้สำหรับการบำรุงรักษาเชิงคาดการณ์ การจำลอง การจำลองและการปรับให้เหมาะสมของสินทรัพย์ทางกายภาพ อำนวยความสะดวกในการบำรุงรักษาเชิงคาดการณ์ การปรับประสิทธิภาพให้เหมาะสม และการทดสอบสร้างต้นแบบเสมือนจริงในอุตสาหกรรม 4.0

- การประมวลผลคลาวด์คอมพิวติ้ง (Cloud Computing) และ เอดจ์คอมพิวติ้ง (Edge Computing) จะช่วยให้มีการเข้าถึงทรัพยากรที่เกี่ยวข้องในการประมวลผลข้อมูล หรือพื้นที่ที่ใช้ในการเก็บข้อมูลตามต้องการ ที่จะช่วยอำนวยความสะดวกในการขยายขนาดและการประมวลผลข้อมูล Edge Computing ทำให้การคำนวณและการจัดเก็บข้อมูลเข้าใกล้แหล่งที่มามากขึ้น ลดเวลาแฝงและเปิดใช้งานการประมวลผลตามเวลาจริงในแอปพลิเคชัน Industry 4.0

- ความปลอดภัยทางไซเบอร์ (Cybersecurity) เป็นการจัดการความปลอดภัยที่มาจากการเชื่อมต่อและการแลกเปลี่ยนข้อมูลในงานอุตสาหกรรม 4.0 งานด้านนี้มักเผชิญกับความท้าทายใหม่ ๆ ด้านความปลอดภัยทางไซเบอร์ การปกป้องข้อมูลที่ละเอียดอ่อน ทรัพย์สินทางปัญญา และการรับรองความสมบูรณ์และความพร้อมใช้งานของระบบเป็นสิ่งสำคัญสำหรับระบบนิเวศอุตสาหกรรม 4.0 ที่ปลอดภัยและยืดหยุ่น

- ระบบสร้างความจริง (Augmented Reality: AR) และระบบความจริงเสมือน (Virtual Reality: VR) เทคโนโลยีทั้งสองชนิด คือ AR และ VR เป็นส่วนหนึ่งในงานสร้างแบบจำลอง (simulation) มีส่วนช่วยในเพิ่มประสิทธิภาพและประสิทธิผล ตัวอย่างที่พบในการใช้ในงานอุตสาหกรรม 4.0 มีหลายแบบ โดยมีวัตถุประสงค์ในการฝึกอบรม การบำรุงรักษา และการสร้างภาพแบบจำลอง เพื่อมอบประสบการณ์ที่สมจริง การจำลองเสมือนจริง และคใช้ให้วามช่วยเหลือจากระยะไกล

ส่วนสำคัญในอุตสาหกรรม 4.0 แต่ละพื้นที่มี เทคโนโลยี ความท้าทาย การใช้งานเฉพาะของตนเอง การพัฒนาของเทคโนโลยีอย่างต่อเนื่อง 

---------------------------------

Industry4_003 ขั้นตอนการปฏิบัติงานในอุตสาหกรรม 4.0 (Industry 4.0)

ขั้นตอนการปฏิบัติงานในอุตสาหกรรม 4.0 (Industry 4.0) 

การปฏิบัติงานใน อุตสาหกรรม 4.0 (Industry 4.0) เกี่ยวข้องกับแนวทางที่เป็นระบบในการบูรณาการเทคโนโลยีดิจิทัล ระบบอัตโนมัติ และการแลกเปลี่ยนข้อมูล เพื่อในการดำเนินงานเพื่อยกระดับสู่การเป็นอุตสาหกรรม 4.0 ได้แก่

- กำหนดวัตถุประสงค์ (Define the objectives) กำหนดเป้าหมายและวัตถุประสงค์ของการริเริ่มให้มีความชัดเจน ระบุพื้นที่ที่คุณต้องการแนะนำเทคโนโลยีดิจิทัล ระบบอัตโนมัติ หรือการวิเคราะห์ข้อมูล และกำหนดผลลัพธ์ที่ต้องการ เช่น เพิ่มผลผลิต ลดต้นทุน หรือปรับปรุงคุณภาพ

- ทำการประเมินเทคโนโลยี (technology assessment) ในขั้นตอนนี้จะเป็นการประเมินโครงสร้างพื้นฐาน ระบบการทำงาน และเทคโนโลยีที่มีอยู่ในองค์กร พิจารณาหาความพร้อมและระบุด้านที่จำเป็น ที่ต้องมีการปรับปรุงหรืออัปเกรดเทคโนโลยี ซึ่งต้องมีการลงทุนในการทำงานอุตสาหกรรม 4.0 ในแง่มุมต่างๆ เช่น การเชื่อมต่อ การรวบรวมข้อมูล การจัดเก็บข้อมูล ทรัพยากรคอมพิวเตอร์ และแอปพลิเคชันซอฟต์แวร์ที่จำเป็นสำหรับการแปลงเป็นดิจิทัล

- สร้างแผนงาน (Create a roadmap) พัฒนาแผนงานที่แสดงขั้นตอน ลำดับเวลา และทรัพยากรที่จำเป็นในการดำเนินโครงการริเริ่มของอุตสาหกรรม 4.0 จัดลำดับความสำคัญของโครงการตามผลกระทบและความเป็นไปได้ พิจารณาการรวมเทคโนโลยีต่างๆ และการพึ่งพาระหว่างความคิดริเริ่มต่างๆ

- การรวบรวมและเชื่อมต่อข้อมูล (Data collection and connectivity) สร้างกลไกในการรวบรวมข้อมูลจากแหล่งต่างๆ เช่น เซ็นเซอร์ เครื่องจักร หรือการป้อนข้อมูลในระบบทำการตรวจสอบให้แน่ใจว่าข้อมูลถูกต้อง เชื่อถือได้ และเกี่ยวข้องกับวัตถุประสงค์ ใช้โปรแกรมที่มีความสามารถช่วยในการเชื่อมต่อ เช่น อุปกรณ์ IoT หรือโปรโตคอลการสื่อสารทางอุตสาหกรรม เพื่อให้สามารถแลกเปลี่ยนข้อมูลระหว่างระบบและอุปกรณ์ได้อย่างราบรื่น

- การจัดการและการวิเคราะห์ข้อมูล (Data management and analytics) เป็นการพัฒนากลยุทธ์การจัดการข้อมูล เพื่อจัดการข้อมูลที่รวบรวมได้อย่างมีประสิทธิภาพ รวมถึงการจัดเก็บข้อมูล การประมวลผลข้อมูลล่วงหน้า และการรับประกันคุณภาพข้อมูล ในขั้นตอนนี้จะมีการใช้เครื่องมือและเทคนิคการวิเคราะห์เฉพาะงาน เช่น การวิเคราะห์ข้อมูลขนาดใหญ่ หรืออัลกอริทึมการเรียนรู้ของเครื่อง เพื่อให้ได้ข้อมูลเชิงลึกที่มีความหมายจากข้อมูล ใช้ข้อมูลเชิงลึกเหล่านี้เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพกระบวนการ คาดการณ์ความต้องการในการบำรุงรักษา หรือทำการตัดสินใจจากข้อมูล

- ระบบอัตโนมัติและหุ่นยนต์ (Automation and robotics) เป็นกระบวนการที่สามารถทำให้เป็นอัตโนมัติหรือเสริมด้วยวิทยาการหุ่นยนต์ การประเมินเลือกใช้หุ่นยนต์จะพจารณาจากความเหมาะสมของระบบอัตโนมัติหรือหุ่นยนต์ที่ใช้ว่า เพื่อปฏิบัติงานช่วยเพิ่มประสิทธิภาพคุณภาพหรือความปลอดภัย ใช้เทคโนโลยีระบบอัตโนมัตินี้จะปรับปรุงการดำเนินงานและลดการแทรกแซงของมนุษย์ให้มีน้อยลงไปได้

- ความปลอดภัยทางไซเบอร์ (Cybersecurity) ใช้มาตรการรักษาความปลอดภัยทางไซเบอร์ที่เข้มงวด เพื่อปกป้องระบบ ข้อมูล และทรัพย์สินทางปัญญาของคุณ ซึ่งรวมถึงการรักษาความปลอดภัยเครือข่าย (network security) การควบคุมการเข้าถึง (access controls) การเข้ารหัส (encryption) การตรวจสอบความปลอดภัยเป็นประจำ (regular security audits) และการฝึกอบรมการรับรู้ของพนักงาน (employee awareness training) ตรวจสอบให้แน่ใจว่าโครงการที่ทำนั้น มีความสอดคล้องกับข้อบังคับด้านการปกป้องข้อมูลและความเป็นส่วนตัวที่เกี่ยวข้องเพียงพอเป็นมาตรฐาน

- โครงการนำร่องและการดำเนินการซ้ำ (Pilot projects and iterative implementation) เริ่มต้นด้วยโครงการนำร่องเพื่อทดสอบและตรวจสอบความเป็นไปได้ของการริเริ่ม Industry 4.0 ของคุณ เรียนรู้จากโครงการนำร่องเหล่านี้และทำซ้ำกลยุทธ์การใช้งานของคุณตามข้อมูลเชิงลึกที่ได้รับ ค่อยๆ ขยายโครงการที่ประสบความสำเร็จไปยังส่วนอื่นๆ ขององค์กรของคุณ

- การปรับปรุงและการเพิ่มประสิทธิภาพอย่างต่อเนื่อง (Continuous improvement and optimization) ในการดำเนินโครงการต้องส่งเสริมให้มีการปรับปรุงอย่างต่อเนื่อง (continuous improvement) ในการดำเนินโครงการ ตรวจสอบประสิทธิภาพของระบบ รวบรวมคำติชม และวิเคราะห์ผลลัพธ์ ระบุพื้นที่สำหรับการเพิ่มประสิทธิภาพ นวัตกรรม หรือระบบอัตโนมัติเพิ่มเติมเพื่อเพิ่มผลผลิต คุณภาพ หรือความพึงพอใจของลูกค้า

- การทำงานร่วมกันและการฝึกอบรม (Collaboration and training) ส่งเสริมการทำงานร่วมกันและการแบ่งปันความรู้ภายในองค์กร ส่งเสริมทีมงานให้มีการทำงานข้ามสายงานและสนับสนุนการทำงานร่วมกันระหว่างแผนกต่างๆ หรือผู้มีส่วนได้ส่วนเสีย ให้โอกาสในการฝึกอบรมและยกระดับทักษะแก่พนักงาน เพื่อปรับตัวให้เข้ากับภูมิทัศน์ทางเทคโนโลยีที่เปลี่ยนแปลงไป

ในการดำเนินงานเพื่อยกระดับสู่การเป็น อุตสาหกรรม 4.0 เนื่องจากงานในด้านนี้เป็นสาขาที่ไม่หยุดนิ่งและมีการพัฒนาอยู่เสมอ ผู้ดูแลควรหมั่นตรวจสอบและอัปเดตการทำงานเป็นประจำ เพื่อให้การใช้ประโยชน์ของงานทำได้สูงสุด และสามารถปรับติดตามเทคโนโลยีที่มีการเปลี่ยนแปลงและเกิดขึ้นใหม่อยู่เสมอ เพื่อรักษาความสามารถในการเป็นผู้นำและความสามารถในการแข่งขันในยุคอุตสาหกรรมดิจิทัลได้อย่างมีประสิทธิภาพ

---------------------------------