ระบบอัตโนมัติ เครื่องจักรอัตโนมัติ กับการใช้ชีวิตของมนุษย์ปัจจุบัน

ในชีวิตประจำวัน ระบบอัตโนมัติได้เข้ามามีบทบาทในการใช้ชีวิตของมนุษย์เป็นอย่างมาก และยังเป็นระบบการทำงานที่มีแนวโน้มที่จะพัฒนาและเติบโตเพิ่มมากขึ้นเรื่อยๆ มีหน้าที่หลักเพื่ออำนวยความสะดวกสบายในการดำเนินชีวิตแก่มนุษย์ ไม่ว่าจะเป็นระบบตั้งเวลาในเครื่องไมโครเวฟ การใช้รีโมทคอนโทรลสำหรับเปิด-ปิดรถยนต์ หรือตัวจับวัดอุณหภูมิห้องในเครื่องปรับอากาศบางรุ่น เป็นต้น และหากพิจารณาถึงประโยชน์ของเครื่องจักรที่ใช้การทำงานแบบระบบอัตโนมัติ จะเห็นได้ว่าเครื่องจักรอัตโนมัติสามารถควบคุมและช่วยลดความเสียหายจากการทำงานโดยแรงงานมนุษย์ มีการทำงานที่สะดวก ง่ายดายและสามารถผลิตสินค้าที่ได้มาตรฐาน

เครื่องจักรอัตโนมัติสามารถแบ่งได้เป็น 2 ประเภท

1. ระบบเครื่องจักรกึ่งอัตโนมัติ

หมายถึง เครื่องจักรที่นำระบบคอมพิวเตอร์เข้ามาเพื่อช่วยควบคุมการทำงาน หรือเพื่อใช้สำหรับทำงานในบางขั้นตอน ซึ่งระบบเครื่องจักรกึ่งอัตโนมัตินี้จะถูกนำมาใช้สำหรับควบคุมการทำงานบางประเภทที่ต้องการความแม่นยำ ความละเอียด หรืองานที่มีอันตรายสูง ส่วนสำหรับขั้นตอนอื่นๆนั้นจะเน้นการทำงานด้วยแรงงานคนเป็นหลัก

ตัวอย่างระบบเครื่องจักรกึ่งอัตโนมัติ

เครื่องจักรกึ่งอัตโนมัติ ได้ถูกนำมาใช้ประโยชน์ในกระบวนการผลิตอาหารกระป๋องของโรงงานแห่งหนึ่ง สำหรับควบคุมขั้นตอนการปรุงอาหารให้เป็นระบบการปรุงแบบอัตโนมัติ เนื่องจากก่อนหน้าที่เครื่องจักรจะถูกนำมาใช้งาน ทางโรงงานได้พบปัญหาเกี่ยวกับเรื่องรสชาติอาหาร คืออาหารของพ่อครัวที่ทางโรงงานได้ทำการจ้างมาทั้งหมด 10 คน มีรสชาติที่แตกต่างกัน โรงงานจึงได้ทำการแก้ไขโดยการแบ่งให้พ่อครัวอยู่ประจำหน่วยปรุงรสทั้ง 5 จำนวนหน่วยละ 2 คน และให้มาช่วยกันปรุงอาหาร แต่ถึงแม้ว่าโรงงานได้กำหนดสูตรส่วนผสมอาหารขึ้นมาแล้วก็ยังพบปัญหาอื่นๆ ตามมา คือปัญหาเกี่ยวกับปริมาณของอาหารที่ไม่สามารถทำปริมาณเท่ากันในแต่ละวันได้ เนื่องจากความเหนื่อยล้าในการทำงานหน้าเตาของพ่อครัว จากปัญหาเหล่านี้ทางโรงงานจึงได้ตัดสินใจนำเครื่องจักรมาควบคุมระบบการปรุงให้เป็นอัตโนมัติ แต่สำหรับกระบวนการการเคลื่อนย้ายอาหารที่ปรุงสำเร็จไปยังเครื่องบรรจุกระป๋อง โรงงานยังไม่ได้นำเครื่องจักรระบบอัตโนมัติมาใช้ในการบรรจุ จึงยังคงจำเป็นต้องพึ่งแรงงานมนุษย์ในการบรรจุและปิดฝากระป๋อง

2. ระบบเครื่องจักรอัตโนมัติ

หมายถึง เครื่องจักรที่นำระบบคอมพิวเตอร์เข้ามาเพื่อช่วยควบคุมการทำงาน หรือเพื่อใช้สำหรับทำงานในทุกขั้นตอน เหมาะสำหรับงานที่ต้องอาศัยการควบคุมอย่างเต็มที่ในด้านความสะอาดหรือด้านคุณภาพ รวมทั้งเหมาะสำหรับงานที่ต้องใช้อุณหภูมิสูงมากซึ่งเป็นระดับอุณหภูมิที่มนุษย์ไม่สามารถทำงานได้ ตัวอย่างเช่น การทำงานในอุณหภูมิ 100-1000 องศาเซลเซียส เป็นต้น โดยการทำงานของเครื่องจักรอัตโนมัติสามารถทำงานเองได้ เพียงแค่ต้องการมนุษย์ในการดูแลควบคุมระบบและออกคำสั่งเครื่องเท่านั้น

ตัวอย่างระบบเครื่องจักรอัตโนมัติ

เครื่องจักรอัตโนมัติได้ถูกนำมาใช้ประโยชน์ในโรงงานผลิตน้ำอัดลม เนื่องจากน้ำอัดลมเป็นสินค้าที่ต้องผลิตเป็นจำนวนมาก อีกทั้งยังจำเป็นต้องคำนึงถึงเรื่องความสะอาดและคุณภาพสูง เครื่องจักรดังกล่าวจึงได้เข้ามามีบทบาทในทุกขั้นตอนกระบวนการผลิต เริ่มต้นตั้งแต่ขั้นตอนการผสมน้ำ ขั้นตอนการอัดลม ไปจนถึงขั้นตอนการบรรจุใส่ขวดและบรรจุใส่ลัง โดยพนักงานจะเป็นผู้ทำการตรวจสอบและควบคุมเครื่องจักรระหว่างกระบวนการผลิต รวมทั้งทำหน้าที่ขนน้ำอัดลมที่สิ้นสุดกระบวนการผลิตและถูกจัดลงลังเรียบร้อยแล้วไปใส่รถขนส่ง จะเห็นได้ว่าโรงงานผลิตน้ำอัดลมได้ใช้เครื่องจักรอัตโนมัติในกระบวนการผลิตทั้งหมด และใช้แรงงานมนุษย์เพียงแค่ควบคุมเครื่องจักรเท่านั้น

ข้อพิจารณาในการนำความรู้ไปประยุกต์ใช้

สิ่งที่ต้องพิจารณาสำหรับการเลือกระบบเครื่องจักรมาใช้ในกระบวนการผลิต

1. เครื่องจักรระบบอัตโนมัตินั้นมีราคาสูงมาก จึงควรพิจารณาถึงความคุ้มค่าก่อนการนำมาใช้ในกระบวนการผลิต
2. พิจารณาถึงลักษณะของธุรกิจก่อนว่าเหมาะกับการใช้ระบบเครื่องจักรชนิดใด ตัวอย่างเช่น
3. หากต้องการผลิตสินค้าต่อครั้งเป็นจำนวนมาก และเป็นสินค้าที่มีความหลากหลาย ควรเลือกใช้เครื่องจักรที่สามารถปรับเปลี่ยนได้ง่ายอย่างเครื่องจักรระบบกึ่งอัตโนมัติ เป็นต้น
4. ควรพิจารณาถึงผลกระทบของเครื่องจักรที่เกิดขึ้นต่อคุณภาพสินค้า และกระบวนการผลิต

วิศวกรรมอัตโนมัติ

วิศวกรรมอัตโนมัติ หมายถึง การนำศาสตร์เชิงวิศวกรรมและศาสตร์การจัดการทางด้านสารสนเทศมาผสมผสาน เพื่อมุ่งเน้นให้ระบบการทำงานในด้านต่างๆ สามารถทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพ ตัวอย่างเช่น ความปลอดภัยในการทำงาน สภาวะของสิ่งแวดล้อม ต้นทุนการผลิต คุณภาพและมาตรฐานของผลิตภัณฑ์ การบริหารและการจัดการในอุตสาหกรรม และความสามารถในการปรับอัตราการผลิตเพื่อตอบสนองต่อปริมาณความต้องการของตลาด เป็นต้น

วิศวกรอัตโนมัติ หมายถึง วิศวกรผู้ที่มีความสามารถรวมทั้งมีความรู้เกี่ยวกับการออกแบบ สร้าง พัฒนา และจัดการระบบในด้านต่างๆ เพื่อให้ระบบสามารถทำงานอัตโนมัติได้ด้วยตนเองสูงสุด และพึ่งพาแรงงานมนุษย์น้อยที่สุดตัวอย่างเช่น กระบวนการผลิตอัตโนมัติ (Process Automation) อาคารที่อยู่อาศัยอัจฉริยะ (Building and Home Automation) และระบบโรงงานอัตโนมัติ (Factory Automation) เป็นต้น

วิศวกรรมอัตโนมัติ เป็นการผสมผสานกันขององค์ความรู้พื้นฐานทางด้านวิศวกรรมในสาขาต่างๆ กับ เทคโนโลยีสารสนเทศและการจัดการ ดังนั้น วิศวกรรมอัตโนมัติจึงหมายถึง พื้นฐานทางวิศวกรรมสาขาต่างๆ รวมเข้ากับเทคโนโลยีสารสนเทศและการจัดการ

วิศวกรรมระบบควบคุมและเครื่องมือวัด คือทฤษฏีการสั่งการอุปกรณ์ต่างๆ ให้สามารถทำงานได้อัตโนมัติตามที่ผู้ใช้ต้องการโดยการใช้ระบบคอมพิวเตอร์เป็นตัวสั่ง ซึ่งทฤษฎีดังกล่าวจะเน้นการเชื่อมต่ออุปกรณ์ภายนอกเข้ากับเครื่องคอมพิวเตอร์ มีกระบวนการทำงานเริ่มต้นจากการที่ระบบรับ Input ด้วยวิธีการวัดและแปลงสัญญาณที่อาจมีรูปแบบต่างๆ กันมาประมวลผลโดยใช้หลักทฤษฏี ได้แก่ สัญญาณไฟฟ้า สัมผัส ภาพหรือเสียง จากนั้นจะมีการควบคุมและสั่งงานออกทาง Output ในการปรับสวิทซ์เปิด-ปิด หรือมอเตอร์ให้ทำงานตามคำสั่งที่ได้รับมาจาก Input