ระบบอัตโนมัติและหุ่นยนต์จะไม่กำจัดช่องว่างด้านแรงงาน แต่จะนิยามช่องว่างนั้นขึ้นใหม่

ระบบอัตโนมัติและหุ่นยนต์จะไม่ขจัดช่องว่างด้านกำลังคน แต่จะนิยามช่องว่างนั้นขึ้นใหม่

ระบบอัตโนมัติมักถูกนำเสนอว่าเป็นคำตอบสำหรับปัญหาขาดแคลนแรงงานในภาคการผลิต จากมุมมองด้านวิศวกรรม สมมติฐานดังกล่าวยังไม่ครบถ้วน หุ่นยนต์ โคบอท ระบบวิชันสำหรับเครื่องจักร แพลตฟอร์มอัตโนมัติ และระบบควบคุมที่มี AI ช่วย สามารถลดงานซ้ำ ๆ ได้ แต่ก็สร้างความต้องการใหม่ด้านการเดินระบบ การเขียนโปรแกรม การบำรุงรักษา การวินิจฉัย การเพิ่มประสิทธิภาพกระบวนการ ความมั่นคงปลอดภัยทางไซเบอร์ และการฝึกอบรมผู้ปฏิบัติงาน

ปัญหาด้านกำลังคนไม่ได้หายไปเมื่อการทำงานด้วยมือเปลี่ยนเป็นระบบอัตโนมัติ แต่รูปแบบทักษะที่จำเป็นเปลี่ยนไป

ระบบอัตโนมัติตัดงานออก ไม่ได้ตัดความรับผิดชอบ

ระบบอัตโนมัติทางอุตสาหกรรมได้เปลี่ยนแปลงภาคการผลิตมานานหลายทศวรรษ นับตั้งแต่การนำ Unimate มาใช้ในสายการผลิตของ General Motors ในปี 1961 ระบบหุ่นยนต์ก็ได้เข้ามารับช่วงงานเชื่อม การขนถ่ายวัสดุ การประกอบ การบรรจุภัณฑ์ การตรวจสอบ และงานซ้ำ ๆ อื่น ๆ เพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง

ระบบในปัจจุบันมีความซับซ้อนมากขึ้นอย่างมาก หุ่นยนต์สามารถทำงานร่วมกับระบบวิชัน การตรวจจับแรง การนำทางอัตโนมัติ แมชชีนเลิร์นนิง และสถาปัตยกรรมซอฟต์แวร์ที่ซับซ้อนมากขึ้นเรื่อย ๆ อย่างไรก็ตาม เซลล์อัตโนมัติทุกเซลล์ยังคงต้องอาศัยบุคลากรที่เข้าใจกระบวนการ สามารถกำหนดค่าอุปกรณ์ บำรุงรักษาฮาร์ดแวร์ ตีความข้อมูลวินิจฉัย และกู้คืนระบบหลังเกิดสภาวะผิดปกติ

ความแตกต่างนี้มีความสำคัญ

หุ่นยนต์อาจดำเนินลำดับการผลิตได้โดยไม่ต้องมีมนุษย์แทรกแซง แต่ระบบการผลิตโดยรอบหุ่นยนต์ยังคงพึ่งพาความรู้ด้านวิศวกรรม โปรแกรม PLC วงจรความปลอดภัย ไดรฟ์เซอร์โว เครือข่ายอุตสาหกรรม เซนเซอร์ HMI หุ่นยนต์ และอุปกรณ์กระบวนการผลิต ต้องทำงานร่วมกันเป็นระบบแบบบูรณาการ

คอขวดด้านกำลังคนที่แท้จริงกำลังขยับไปยังขั้นตอนต้นน้ำ

ผู้ผลิตมักมุ่งเน้นการลดจำนวนผู้ปฏิบัติงานเมื่อประเมินโครงการระบบอัตโนมัติ คำถามที่ยากกว่าคือจะเกิดอะไรขึ้นหลังติดตั้ง

สายการผลิตอัตโนมัติสามารถลดจำนวนบุคลากรที่จำเป็นต่อการทำงานซ้ำ ๆ ขณะเดียวกันก็เพิ่มความต้องการช่างเทคนิคที่สามารถวิเคราะห์ข้อขัดข้องได้ทั่วทั้งระบบควบคุมหลายชั้น

การหยุดชะงักของการผลิตอาจเกิดจากเซนเซอร์ตรวจจับระยะใกล้ขัดข้อง สถานะ PLC ไม่ถูกต้อง การสื่อสารหมดเวลา เซอร์โวขัดข้อง เงื่อนไขอินเตอร์ล็อก ระบบควบคุมความปลอดภัยตัดการทำงาน หรือปัญหาทางกล การระบุสาเหตุรากที่แท้จริงจำเป็นต้องมีความรู้ระดับระบบ ไม่ใช่เพียงทักษะการใช้งานอุปกรณ์ทั่วไป

นี่คือเหตุผลที่งานบำรุงรักษาและวิศวกรรมระบบควบคุมมีความสำคัญเพิ่มขึ้นเรื่อย ๆ

บุคคลที่ดูแลให้สายการผลิตอัตโนมัติทำงานต่อเนื่องอาจต้องเข้าใจแบบวงจรไฟฟ้า ลอจิกของ PLC อีเทอร์เน็ตอุตสาหกรรม ระบบควบคุมการเคลื่อนที่ เครื่องมือวัด ระบบความปลอดภัย หุ่นยนต์ และจุดเชื่อมต่อทางกล ความรู้ที่ผสมผสานกันเช่นนี้หาได้ยากกว่าผู้ปฏิบัติงานฝ่ายผลิตแบบดั้งเดิมมาก

ระบบอัตโนมัติที่เพิ่มขึ้นสามารถสร้างงานเฉพาะทางได้มากขึ้น

สมมติฐานทั่วไปคือ ระบบอัตโนมัติลดการจ้างงานโดยตรง แต่ในทางปฏิบัติ ผลลัพธ์ขึ้นอยู่กับวิธีที่ผู้ผลิตนำเทคโนโลยีไปใช้อย่างมาก

โรงงานที่ใช้ระบบอัตโนมัติในระดับสูงอาจต้องการบุคลากรน้อยลงสำหรับงานปฏิบัติการด้วยมือที่ทำซ้ำ ๆ ขณะเดียวกันก็สร้างตำแหน่งเพิ่มเติมในด้านวิศวกรรมระบบควบคุม หุ่นยนต์ การบำรุงรักษาเครื่องจักร วิศวกรรมกระบวนการ การบูรณาการระบบ การวิเคราะห์ข้อมูล และการฝึกอบรมด้านเทคนิค

จากมุมมองทางวิศวกรรม เรื่องนี้ไม่ใช่ความขัดแย้ง

ระบบอัตโนมัติเปลี่ยนการกระจายงานของมนุษย์ การแทรกแซงด้วยแรงงานคนลดลง ขณะที่ความรับผิดชอบทางเทคนิคเพิ่มขึ้น

ความท้าทายคือ ตำแหน่งงานใหม่เหล่านี้ไม่สามารถเติมเต็มได้เสมอไปด้วยการอบรมผู้ปฏิบัติงานใหม่เพียงไม่กี่ชั่วโมง การแก้ไขปัญหาระบบควบคุมอุตสาหกรรมต้องอาศัยประสบการณ์ภาคปฏิบัติ วิธีการวิเคราะห์ปัญหาอย่างเป็นระบบ และความคุ้นเคยกับการทำงานร่วมกันระหว่างฮาร์ดแวร์กับซอฟต์แวร์

ต้องออกแบบขีดความสามารถด้านการบำรุงรักษาไว้ในระบบอัตโนมัติ

ผู้ผลิตควรถือว่าความสามารถในการบำรุงรักษาเป็นข้อกำหนดทางวิศวกรรม ไม่ใช่สิ่งที่ค่อยนึกถึงภายหลัง

ระบบอัตโนมัติที่มีความซับซ้อนทางเทคนิคไม่ได้เป็นระบบการผลิตที่ดีเสมอไป หากบุคลากรซ่อมบำรุงไม่สามารถวิเคราะห์ปัญหาได้อย่างมีประสิทธิภาพ

ระหว่างการออกแบบระบบ วิศวกรควรพิจารณาการมองเห็นข้อมูลวิเคราะห์ การระบุข้อขัดข้อง ความต้องการชิ้นส่วนสำรอง การเข้าถึงอุปกรณ์ไฟฟ้า การตรวจสอบเครือข่าย การจัดการสัญญาณเตือน ขั้นตอนการสำรองข้อมูล และเอกสารการบำรุงรักษา

โปรแกรม PLC ควรมีแท็กที่สื่อความหมายและตรรกะการวิเคราะห์ปัญหาที่มีโครงสร้าง HMI ควรแสดงข้อมูลข้อขัดข้องที่เป็นประโยชน์ แทนการแสดงข้อความแจ้งเตือนทั่วไป ระบบเครือข่ายควรทำให้สามารถระบุความล้มเหลวในการสื่อสารได้ ระบบความปลอดภัยควรให้ข้อมูลการวิเคราะห์ที่เหมาะสม โดยไม่ส่งเสริมแนวทางการข้ามระบบอย่างไม่ปลอดภัย

การตัดสินใจเหล่านี้ส่งผลโดยตรงต่อเวลาหยุดทำงาน

ระบบที่ช่วยลดเวลาได้หลายวินาทีในการแก้ไขปัญหาแต่ละครั้ง สามารถสร้างผลประโยชน์ด้านการดำเนินงานอย่างมากตลอดรอบการผลิตหลายพันรอบ ดังนั้น ความพยายามทางวิศวกรรมที่ใช้กับการวินิจฉัยและการบำรุงรักษาได้ง่ายจึงอาจมีคุณค่าเทียบเท่ากับการเพิ่มฟังก์ชันระบบอัตโนมัติ

การฝึกอบรมไม่สามารถแยกออกจากวิศวกรรมระบบอัตโนมัติได้

การฝึกอบรมมักถูกมองว่าเป็นขั้นตอนสุดท้ายของโครงการระบบอัตโนมัติ แนวทางดังกล่าวก่อให้เกิดปัญหาที่ไม่จำเป็น

ควรมองผู้ปฏิบัติงานและช่างเทคนิคเป็นผู้ใช้ระบบตั้งแต่เริ่มโครงการ ข้อกำหนดด้านการฝึกอบรมของพวกเขาควรมีอิทธิพลต่อการออกแบบ HMI โครงสร้างสัญญาณเตือน ขั้นตอนการบำรุงรักษา เอกสาร และกิจกรรมการทดสอบเดินระบบ

การฝึกอบรมที่มีประสิทธิผลควรตอบคำถามเชิงปฏิบัติได้

สภาวะปกติของเครื่องจักรเป็นอย่างไร ผู้ปฏิบัติงานจะแยกแยะปัญหาของกระบวนการออกจากข้อขัดข้องของอุปกรณ์ได้อย่างไร สัญญาณเตือนใดต้องได้รับการแก้ไขทันที ควรเรียกเจ้าหน้าที่บำรุงรักษาเมื่อใด ช่างเทคนิคจะระบุได้อย่างไรว่าปัญหาเกิดจากเซ็นเซอร์ PLC เครือข่าย ไดรฟ์ หรืออุปกรณ์เชิงกล

คำถามเหล่านี้มีคุณค่ามากกว่าการสอนพนักงานเพียงว่าต้องกดปุ่มตรงไหน

ช่างเทคนิคที่เก่งที่สุดไม่ได้เป็นผู้ฝึกอบรมที่ดีที่สุดเสมอไป

ผู้ผลิตมักมอบหมายหน้าที่ฝึกอบรมให้พนักงานที่มีประสบการณ์มากที่สุด ซึ่งอาจใช้ได้ผล แต่ความเชี่ยวชาญด้านเทคนิคกับความสามารถในการสอนเป็นทักษะคนละด้านกัน

ช่างเทคนิคที่มีประสบการณ์อาจวินิจฉัยข้อขัดข้องได้โดยสัญชาตญาณหลังจากทำงานกับเครื่องจักรเฉพาะประเภทมาหลายปี อย่างไรก็ตาม ช่างเทคนิคใหม่ต้องการวิธีการที่ทำซ้ำได้และอธิบายเหตุผลของการดำเนินการวินิจฉัยแต่ละขั้นตอน

ดังนั้น การฝึกอบรมด้านอุตสาหกรรมที่มีประสิทธิผลควรเปลี่ยนประสบการณ์เฉพาะบุคคลให้เป็นขั้นตอนการปฏิบัติงานที่จัดทำเป็นเอกสาร

ผังลำดับการแก้ไขปัญหา แบบแปลนไฟฟ้า ตัวอย่างการวินิจฉัย PLC ประวัติสัญญาณเตือน รายการตรวจสอบการบำรุงรักษา แบบฝึกหัดจำลอง และสถานการณ์จำลองข้อขัดข้องที่ควบคุมได้ สามารถช่วยเปลี่ยนความรู้ที่ไม่เคยจัดทำเป็นเอกสารให้เป็นความรู้ที่ถ่ายทอดต่อได้

เรื่องนี้มีความสำคัญอย่างยิ่งเมื่อพนักงานที่มีประสบการณ์เกษียณอายุหรือย้ายไปทำงานในบทบาทอื่น หากความรู้ด้านการแก้ไขปัญหาที่สำคัญมีอยู่เพียงในความทรงจำของใครคนหนึ่ง ผู้ผลิตก็จะเผชิญความเสี่ยงด้านการดำเนินงานอย่างมาก

โครงการระบบอัตโนมัติควรมีสถาปัตยกรรมทักษะ

แนวทางที่มีประโยชน์ในการพัฒนาบุคลากรคือการจับคู่ทักษะด้านเทคนิคเข้ากับสถาปัตยกรรมระบบอัตโนมัติโดยตรง

ตัวอย่างเช่น ผู้ปฏิบัติงานอาจต้องมีทักษะพื้นฐานในการใช้งาน HMI การตีความสัญญาณเตือน และขั้นตอนการกู้คืนระบบอย่างปลอดภัย ช่างซ่อมบำรุงอาจต้องมีทักษะด้านการแก้ไขปัญหาระบบไฟฟ้า การวินิจฉัยเซนเซอร์ การควบคุมมอเตอร์ และการกำหนดค่าไดรฟ์ ช่างเทคนิคระบบควบคุมอาจต้องมีความสามารถด้านการเขียนโปรแกรม PLC เครือข่ายอุตสาหกรรม การควบคุมการเคลื่อนที่ และการแก้ไขปัญหาอย่างเป็นระบบ

วิศวกรระดับสูงอาจต้องมีทักษะเพิ่มเติมด้านสถาปัตยกรรมระบบ ความมั่นคงปลอดภัยทางไซเบอร์ การผสานรวมข้อมูล การเพิ่มประสิทธิภาพกระบวนการ และการจัดการตลอดวงจรชีวิต

แนวทางนี้ทำให้การฝึกอบรมสามารถวัดผลได้

แทนที่จะถามว่าพนักงานเรียนจบหลักสูตรแล้วหรือไม่ ผู้ผลิตสามารถประเมินได้ว่าบุคลากรสามารถปฏิบัติงานทางเทคนิคที่กำหนดได้อย่างอิสระ ภายในเวลาที่เหมาะสมและมีอัตราความผิดพลาดที่ยอมรับได้หรือไม่

การผลิตที่มีผลิตภัณฑ์หลากหลายจะเปลี่ยนสมการของระบบอัตโนมัติ

ความท้าทายด้านบุคลากรจะยิ่งซับซ้อนขึ้นในการผลิตที่มีผลิตภัณฑ์หลากหลายและมีปริมาณการผลิตต่ำ

การผลิตปริมาณมากสามารถรองรับระบบอัตโนมัติเฉพาะทางระดับสูงได้ เพราะลำดับการทำงานเดียวกันอาจทำซ้ำหลายพันหรือล้านครั้ง การผลิตตามสั่งทำให้ต้องเปลี่ยนผลิตภัณฑ์ เปลี่ยนเครื่องมือ เปลี่ยนสูตร เพิ่มข้อกำหนดในการตรวจสอบ และปรับกระบวนการอยู่บ่อยครั้ง

ในสภาพแวดล้อมเหล่านี้ ความยืดหยุ่นอาจมีค่ามากกว่าระดับระบบอัตโนมัติสูงสุด

ระบบอัตโนมัติระดับสูงที่ต้องอาศัยการแทรกแซงทางวิศวกรรมอย่างมากทุกครั้งที่ผลิตภัณฑ์เปลี่ยนแปลง อาจให้คุณค่าในทางปฏิบัติน้อยกว่าระบบกึ่งอัตโนมัติที่ช่างเทคนิคสามารถปรับตั้งค่าใหม่ได้อย่างรวดเร็ว

นี่คือจุดที่ความเชี่ยวชาญของมนุษย์ยังคงมีคุณค่าเป็นพิเศษ

ดังนั้น ผู้ผลิตควรประเมินระบบอัตโนมัติโดยพิจารณาเศรษฐศาสตร์ของกระบวนการโดยรวม แทนที่จะนับจำนวนหุ่นยนต์เพียงอย่างเดียว เวลาในการเปลี่ยนรุ่นผลิตภัณฑ์ ความพยายามด้านวิศวกรรม ข้อกำหนดในการบำรุงรักษา ความซับซ้อนในการเขียนโปรแกรม ข้อกำหนดด้านคุณภาพ และความยืดหยุ่นของผู้ปฏิบัติงาน ล้วนต้องนำมาคำนวณ

AI จะเพิ่มความจำเป็นในการใช้วิจารณญาณทางวิศวกรรม

ระบบอัตโนมัติที่ใช้ AI จะยิ่งเปลี่ยนสมการนี้มากขึ้น

AI สามารถช่วยระบุรูปแบบในข้อมูลเครื่องจักร ตรวจจับพฤติกรรมที่ผิดปกติ สนับสนุนการบำรุงรักษาเชิงคาดการณ์ เพิ่มประสิทธิภาพพารามิเตอร์การผลิต และช่วยช่างเทคนิคแก้ไขปัญหา อย่างไรก็ตาม AI ไม่ได้ขจัดความจำเป็นในการใช้วิจารณญาณทางวิศวกรรม

สัญญาณการสั่นสะเทือนที่ผิดปกติยังคงต้องอาศัยผู้ที่เข้าใจเครื่องจักร การเบี่ยงเบนของกระบวนการที่ไม่คาดคิดยังคงต้องอาศัยผู้ที่พิจารณาว่าสาเหตุเกิดจากเครื่องมือวัด ตรรกะการควบคุม อุปกรณ์เครื่องกล ความแปรผันของวัสดุ หรือสภาวะของกระบวนการ

AI สามารถลดเวลาที่ใช้ในการค้นหาข้อมูลได้ แต่ไม่ได้มอบความรับผิดชอบต่อการตัดสินใจทางวิศวกรรมขั้นสุดท้ายโดยอัตโนมัติ

ด้วยเหตุนี้ องค์กรการผลิตในอนาคตจึงต้องการบุคลากรที่เข้าใจทั้งระบบอุตสาหกรรมและเทคโนโลยีดิจิทัล

กลยุทธ์ด้านกำลังคนต้องเปลี่ยนไปพร้อมกับกลยุทธ์ด้านระบบควบคุม

ผู้ผลิตควรเลิกมองการลงทุนด้านระบบอัตโนมัติและการพัฒนากำลังคนเป็นโครงการที่แยกจากกัน

เมื่อโรงงานเพิ่มหุ่นยนต์ อุปกรณ์ที่ควบคุมด้วย PLC ระบบตรวจสอบด้วยวิชัน ระบบขนถ่ายวัสดุอัตโนมัติ หรือระบบควบคุมการเคลื่อนไหวขั้นสูง ความต้องการด้านกำลังคนจะเปลี่ยนไปทันที ดังนั้นจึงควรพัฒนาแผนการฝึกอบรมไปพร้อมกับสถาปัตยกรรมระบบอัตโนมัติ

โรงงานที่มีประสิทธิภาพสูงสุดน่าจะผสานองค์ประกอบสามประการ ได้แก่ ระบบอัตโนมัติสำหรับงานซ้ำ ๆ ระบบวิศวกรรมที่ให้ข้อมูลวินิจฉัยอย่างมีประสิทธิภาพ และการฝึกอบรมอย่างเป็นระบบเพื่อพัฒนาความสามารถด้านเทคนิคที่เกี่ยวข้องกับระบบเหล่านี้

สิ่งนี้ก่อให้เกิดรูปแบบการดำเนินงานที่ยั่งยืนยิ่งขึ้น

ไม่ควรวัดระบบอัตโนมัติเพียงจากจำนวนงานที่ใช้แรงงานคนซึ่งหายไป แต่ควรวัดจากประสิทธิภาพที่กำลังคนที่เหลือสามารถควบคุม บำรุงรักษา แก้ไขปัญหา และปรับปรุงระบบอัตโนมัติได้ด้วย

ความได้เปรียบด้านการผลิตในอนาคตจะอยู่ที่ความสามารถด้านเทคนิค

กำลังคนภาคการผลิตในทศวรรษหน้าจะมีลักษณะแตกต่างจากกำลังคนในทศวรรษที่ผ่านมา

หุ่นยนต์จะมีความสามารถเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง โคบอตจะขยายการใช้งานไปยังงานที่ก่อนหน้านี้ต้องใช้แรงงานคน AI จะเข้ามาช่วยงานตรวจสอบ การบำรุงรักษา การจัดตารางงาน และการปรับปรุงกระบวนการมากขึ้นเรื่อย ๆ ระบบเคลื่อนที่อัตโนมัติจะรับผิดชอบงานโลจิสติกส์ภายในมากขึ้น

การพัฒนาเหล่านี้ไม่ได้ทำให้ความต้องการบุคลากรที่มีทักษะลดลงแต่อย่างใด

ในทางกลับกัน สิ่งเหล่านี้ยกระดับความรู้ความสามารถด้านเทคนิคของผู้รับผิดชอบโรงงาน

ผู้ผลิตที่ได้รับประโยชน์จากระบบอัตโนมัติมากที่สุดอาจไม่ใช่ผู้ที่ติดตั้งหุ่นยนต์จำนวนมากที่สุด แต่จะเป็นองค์กรที่สามารถผสานระบบอัตโนมัติเข้ากับสถาปัตยกรรมระบบควบคุมที่บำรุงรักษาได้ง่าย ระบบวินิจฉัยที่ใช้งานได้จริง การถ่ายโอนความรู้อย่างเป็นระบบ และการพัฒนากำลังคนอย่างต่อเนื่อง

ดังนั้น ปัญหาด้านกำลังคนในทันทีจึงไม่ใช่เพียงการขาดแคลนบุคลากรเท่านั้น

นี่คือการขาดแคลนบุคลากรที่มีความสามารถด้านเทคนิคอย่างเหมาะสมสำหรับระบบอุตสาหกรรมที่มีความซับซ้อนเพิ่มขึ้นเรื่อย ๆ

หุ่นยนต์กำลังเปลี่ยนแปลงรูปแบบการทำงาน ผู้ผลิตจึงต้องเปลี่ยนวิธีพัฒนาบุคลากรที่ควบคุมและบำรุงรักษาหุ่นยนต์เหล่านี้