การส่งสัญญาณที่มองเห็นได้สำหรับการจัดการสายการผลิตด้วยข้อมูล

รูปที่ 1: การจัดการด้วยการมองเห็น หมายถึง การสื่อสารที่มีจุดมุ่งหมายเพื่อกระตุ้นให้บุคลากรดำเนินการอย่างใดอย่างหนึ่ง ซึ่งแตกต่างจากการสื่อสารด้วยภาพบนพื้นโรงงานแบบอื่น ๆ ที่ให้ข้อมูลเพียงอย่างเดียว ภาพไฟเตือนลักษณะนี้บ่งบอกถึงสถานะอันตราย (ที่มาของรูปภาพ: Getty Images)

รูปที่ 2: อุปกรณ์การจัดการด้วยการมองเห็นเชิงอุตสาหกรรมมีจุดมุ่งหมายเพื่อกระตุ้นให้บุคลากรปฏิบัติตามข้อกำหนดของกระบวนการ เช่นเดียวกับสัญญาณไฟจราจรในการจัดการพฤติกรรมของผู้ขับขี่ตรงทางแยก (ที่มาของภาพ: Banner Engineering)

สายการผลิตสำหรับกระบวนการผลิต การคัดแยก การลำเลียง การประกอบ และการบรรจุภัณฑ์สินค้ามักจะมีชุดอุปกรณ์การทำงานที่เกี่ยวข้องกันพร้อมกัน แม้ว่าจะเป็นงานที่แยกออกจากกัน การทำงานดังกล่าวจำเป็นต้องมีอุปกรณ์ประกอบเพื่อการผลิตที่ปลอดภัยและต่อเนื่อง ในที่นี่อุปกรณ์ส่งสัญญาณที่มองเห็นได้เป็นกุญแจสำคัญ อุปกรณ์เหล่านี้สื่อสารข้อมูลเครื่องจักรและข้อมูลที่สามารถนำไปปฏิบัติงานได้อื่นๆ ให้แก่บุคลากรในโรงงานได้อย่างรวดเร็วและมีประสิทธิภาพผ่านแสงไฟหรือวิธีการอื่น ๆ ที่มองเห็นได้ (มักจะเป็นรหัสสี) โดยแทบไม่ต้องใช้คำแนะนำหรือข้อความที่เป็นลายลักษณ์อักษรเลย

นอกจากนั้นอุปกรณ์เหล่านี้ยังเป็นที่รู้จักในบริบทของระบบอัตโนมัติทางอุตสาหกรรมเช่น การควบคุมด้วยการมองเห็น การจัดการด้วยการมองเห็นช่วยในการผลิตแบบลีนและช่วยในด้านประสิทธิภาพของแนวทาง IIoT ในโรงงานแบบลีน การจัดการด้วยการมองเห็นสามารถอยู่ในรูปแบบของการทำสัญลักษณ์ง่าย ๆ บนพื้นโรงงาน สติ๊กเกอร์และแท็กบนป้ายโฆษณาและชุดชิ้นงาน ไฟทาวเวอร์ (หรือเรียกว่าไฟ Andon Light) และอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่ส่องสว่างอื่น ๆ บนสถานีหรือเครื่องจักรควบคุม แถบไฟบนช่องเก็บชิ้นส่วนของสถานีประกอบ และแม้แต่หน้าจอแบบติดเพดานเพื่อแจ้งสถานะและคำแนะนำแบบเรียลไทม์ให้แก่บุคลากรในโรงงาน

เป้าหมายหลักของการจัดการด้วยการมองเห็นในสายการผลิตคือเพื่อให้แน่ใจว่ากระบวนการผลิตและการประกอบทั้งหมดเกิดขึ้นอย่างปลอดภัยและมีประสิทธิภาพมากที่สุดผ่านการสื่อสารเชิงรุกอย่างทันท่วงทีของผู้ควบคุมเครื่องจักรที่จำเป็นหรือผ่านการดำเนินการของช่างเทคนิค

ส่วนประกอบการจัดการด้วยการมองเห็น

ส่วนประกอบการจัดการด้วยการมองเห็นในโรงงานอัตโนมัติมีหน้าที่สามแบบที่แตกต่างกันคือ เพื่อถ่ายทอดข้อมูลที่สามารถนำไปปฏิบัติงานได้เกี่ยวกับสภาพของเครื่องจักรและกระบวนการในสายการผลิต เพื่อให้คำแนะนำแก่ผู้ควบคุมเครื่องจักรและบุคลากรอื่น ๆ ในโรงงาน และเพื่อติดตามประสิทธิภาพของสายการผลิตเพื่อการตัดสินใจระดับองค์กรด้วยข้อมูลที่ดีขึ้น ซึ่งแต่ละหน้าที่เชื่อมโยงกับรายการเครื่องมือการจัดการด้วยการมองเห็นโดยเฉพาะที่ทับซ้อนกัน

สัญญาณเตือนที่มองเห็นสำหรับบุคลากรในโรงงาน

รูปที่ 3: การเตือนด้วยการมองเห็นอาศัยเซ็นเซอร์ที่ตรวจจับเมื่อเหตุการณ์ของเครื่องเกิดขึ้น และมักมาพร้อมกับเสียงไซเรน ด้านบนคือ สัญญาณเตือนภัยไฟ LED แบบ Piezo สำหรับการติดตั้งแผงควบคุมและเครือข่าย CAN ผ่านโปรโตคอล SAE J1939-15 เสียงของสัญญาณเตือนสามารถกำหนดค่าเพื่อสื่อสารเงื่อนไขการเตือนภัยต่าง ๆ (ที่มาของภาพ:Floyd Bell Inc. )

การเตือนด้วยการมองเห็นคือไฟ LED ไฟแสดงสถานะ และอุปกรณ์ส่องสว่างที่ดึงดูดความสนใจของผู้ควบคุมเครื่องจักรและผู้จัดการโรงงาน โดยปกติจะเป็นการเตือนปัญหาอย่างใดอย่างหนึ่งโดยเฉพาะ สาเหตุทั่วไปของการเตือน ได้แก่ เครื่องจักรติดขัด โอเวอร์โหลด โอเวอร์ฮีต การรั่วไหล แรงดันตก ไฟฟ้าขัดข้อง อิมพีแดนซ์ของฟังก์ชันความปลอดภัย และไฟไหม้ การเตือนด้วยการมองเห็นเหล่านี้จะมีเสียงไซเรนในสถานการณ์ที่เลวร้ายโดยเฉพาะ

ตัวอย่างเช่น สัญญาณเตือนไฟไหม้จะพิจารณาจากเซ็นเซอร์ความร้อนและตรวจจับอนุภาคควัน รวมไปถึงอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่ทนทานซึ่งตั้งโปรแกรมให้ส่งสัญญาณเสียงและแฟลช ในบางกรณี สัญญาณเตือนยังเชื่อมต่อเครือข่ายเข้ากับระบบควบคุมระดับสูงที่สามารถสั่งการให้สัญญาณแจ้งเตือนที่ส่งออกมาเป็นการแจ้งเตือนที่เด่นชัดที่สุดหากมีเหตุการณ์ไม่ดีเกิดขึ้นเป็นลำดับ

สัญญาณเตือนทางอุตสาหกรรมส่วนใหญ่จะแจ้งว่ามีข้อผิดพลาดเพียงเท่านั้น โดยไม่มีรายละเอียดเกี่ยวกับสาเหตุที่แท้จริงของข้อผิดพลาดหรือตำแหน่งที่แน่นอน อย่างไรก็ตาม สัญญาณเตือนภัยด้วยการมองเห็นระดับอุตสาหกรรมมักจะได้รับการออกแบบมาเพื่อให้ง่ายแก่ผู้สังเกตการณ์ระดับต้นว่ามีปัญหา และสิ่งที่ดีที่สุดสามารถช่วยให้เข้าใจลักษณะของปัญหาได้ทันที ตัวอย่างเช่น สัญญาณเตือนที่ติดตั้งในสายการผลิตอาจกะพริบหรือส่งสัญญาณที่เทียบเท่าบางส่วน เมื่อเซ็นเซอร์ที่เกี่ยวข้องตรวจพบจำนวนการคัดแยกที่ตั้งโปรแกรมไว้ล่วงหน้า ซึ่งจะทำให้พนักงานกะทราบว่ามีปัญหาที่จุดที่ไม่ระบุบนสายพานลำเลียงหรือสายการผลิต สำหรับเครื่องจักรอื่นๆ สัญญาณเตือนด้วยการมองเห็นจะถูกตั้งโปรแกรมให้เปิดและปิดแฟลชตามรูปแบบการตั้งเวลา เหมือนกับเครื่องหมายช่องสัญญาณทางทะเลสำหรับการจราจรทางน้ำทางน้ำ โดยมีความหมายเป็นรหัสสำหรับรูปแบบการกะพริบแต่ละแบบ

ตัวบ่งชี้สถานะเครื่อง

ตัวบ่งชี้สถานะของเครื่องจักรในสภาพแวดล้อมทางอุตสาหกรรมรวมถึงมิเตอร์ เกจวัด และตัวนับที่วิศวกรหลายคนนึกถึงเมื่อได้ยินคำว่า ตัวบ่งชี้ (Indicator) อันที่จริง ตัวบ่งชี้ยังรวมถึงส่วนประกอบระบบอัตโนมัติอื่น ๆ รวมถึงไฟบนแผงควบคุม ไฟทาวเวอร์ และ HMI ที่บ่งบอกถึงสถานการณ์ของเครื่องจักรหรือการตอบสนองของบุคลากรที่จำเป็น

ตรงกันข้ามกับสัญญาณเตือนที่สื่อสารเฉพาะเหตุการณ์ที่เป็นอันตราย ไม่ปกติ หรือเหตุการณ์หยุดกระบวนการอื่นๆ ตัวบ่งชี้สถานะของเครื่องจักรจะสัมพันธ์กับเหตุการณ์ที่ดำเนินการได้หรือตัวชี้วัดความปกติสำหรับการดำเนินการที่กำหนด ตัวอย่างเช่น สามารถแสดงปริมาณการใช้ไฟฟ้าหรือความร้อนที่เกิดขึ้นตามเวลาจริงที่เกิดจากกระบวนการที่ทำงานด้วยความเร็วหรือแรงบิดที่ปรับได้บนแกนอุปกรณ์ที่ได้รับการตรวจสอบ

ไฟ Andon Light และไฟทาวเวอร์

รูปที่ 4: ไฟ Andon Light เป็นอุปกรณ์เฉพาะสำหรับสภาพเครื่องเพียงอย่างเดียว แตกต่างจากสัญญาณเตือนและตัวบ่งชี้ ไฟทาวเวอร์ Andon Light มีจำนวนแสงไฟ (สีของแสงไฟ) และขนาดมากมาย รวมถึงอุปกรณ์ยึดติดมาตรฐานอุตสาหกรรมและการรวมสายไฟ (ที่มาของภาพ: Menics )

ไฟ Andon light เป็นส่วนประกอบการจัดการด้วยการมองเห็นทั่วไปในโรงงานผลิตในปัจจุบัน เป็นไฟทาวเวอร์ที่มีสีเรียงซ้อนกันในแนวตั้งต่างกัน คำว่า Andon มาจากภาษาญี่ปุ่นแปลว่าโคมไฟตั้งโต๊ะชนิดหนึ่ง และการใช้ในการผลิตมีต้นกำเนิดมาจากการใช้งานไฟ Andon ของโตโยต้า เพื่อบ่งบอกถึงระบบส่งสัญญาณปัญหาโดยใช้แสงของโรงงานสมัยใหม่ในยุคแรกๆ

ไฟ Anodon นั้นแตกต่างจากอุปกรณ์การจัดการด้วยการมองเห็นอื่น ๆ โดยที่ไฟแต่ละดวงเชื่อมโยงกับอินเตอร์ล็อคของเครื่อง ปุ่มหยุด หรืออุปกรณ์ติดตามการทำงานที่กำหนด คุณลักษณะที่โดดเด่นที่สุดของระบบ Andon คือการให้บุคลากรสามารถหยุดสายการผลิตเมื่อเกิดปัญหาขึ้น หน้าที่หลักของไฟ Andon คือการสื่อสารกับบุคลากรที่อยู่ใกล้เคียงว่ามีปัญหาในสายการผลิต

ไฟทาวเวอร์แต่ละสีสื่อถึงข้อความมาตรฐานอุตสาหกรรม

• สีเขียว แสดงว่าสายการผลิตกำลังทำงานและตรวจไม่พบปัญหา
• สีเหลือง บ่งชี้ว่าลอจิกของเครื่องตรวจพบปัญหา แม้ว่าการผลิตอาจยังทำงานอยู่ โดยทั่วไปแล้วไฟสีเหลืองของ Andon จะสว่างขึ้นเมื่อมีความผิดปกติในสายการผลิต เช่น อุณหภูมิที่มากเกินไป การขาดแคลนชิ้นส่วน เครื่องทำงานผิดปกติ หรือจำนวนการคัดแยกที่ผิดปกติ ปัญหาที่ทำให้เกิดไฟสีเหลืองนั้นไม่สำคัญ แต่อาจนำไปสู่ปัญหาที่รุนแรงขึ้นหากไม่ได้รับการแก้ไข
• สีแดง บ่งชี้ว่าหยุดการผลิต ซึ่งมักจะเกิดจากผู้ควบคุมเครื่องจักรติดอินเตอร์ล็อคของเครื่องหรือกดปุ่ม e-stop เมื่อระบบ Andon ตรวจพบหรือได้รับการแจ้งเตือนถึงปัญหาสำคัญที่ต้องให้ความสนใจทันที ไฟสีแดงของไฟ Andon จะสว่างขึ้น และระบบ Andon จะหยุดการผลิต หากหยุดการผลิตแต่ไม่ผ่านระบบ Andon (หรือหยุดด้วยเหตุผลใดก็ตามที่ระบบ Andon ตรวจไม่พบ) ไฟ Andon สีแดงจะกะพริบเป็นสีแดง โดยจะหยุดการผลิตชั่วคราวจนกว่าจะแก้ไขปัญหา

แม้ว่าไฟ Andon ทั่วไปจะมีไฟสีแดง เหลือง และเขียว แต่บางแท่งก็มีเฉพาะสีแดงและสีเขียวเท่านั้น แท่งอื่นก็มีแสงสีขาวและแสงสีน้ำเงินรวมอยู่ ความหมายที่เป็นมาตรฐานอุตสาหกรรมของแสงสีน้ำเงินบนไฟ Andon คือการขอความช่วยเหลือ ไม่ว่าจะเป็นการส่งวัสดุเติม เจ้าหน้าที่ซ่อมบำรุง หรือฝ่ายจัดการ ในส่วนของไฟ LED สีขาวที่ส่องสว่างบนเสาไฟ andon มักจะสื่อสารถึงสภาวะเฉพาะเครื่องที่เกี่ยวข้องกับการวัดประสิทธิภาพการทำงานที่ได้รับการตรวจสอบ

เครื่องหมายอย่างง่ายและป้ายสัญลักษณ์ในโรงงาน

รูปที่ 5: ป้ายความปลอดภัยใช้รูปเคารพที่ได้มาตรฐานโดยสมาคมผู้ผลิตไฟฟ้าแห่งชาติ (NEMA) สถาบันมาตรฐานแห่งชาติอเมริกันในมาตรฐาน ANSI Z535 และองค์การระหว่างประเทศเพื่อการมาตรฐานในมาตรฐาน ISO 7010 (ที่มาของรูปภาพ: Getty Images)

รูปที่ 6: การจัดการภาพตามป้ายที่เรียบง่าย สามารถรับรองความปลอดภัยของบุคลากรในโรงงาน (ที่มาของภาพ: Clarion Safety Systems )

การจัดการด้วยการมองเห็นในสภาพแวดล้อมทางอุตสาหกรรมไม่จำเป็นต้องเป็นแบบอิเล็กทรอนิกส์ เครื่องหมาย ป้ายและแท็กที่เรียบง่าย (เทคโนโลยีต่ำ) ภายในและรอบๆ พื้นที่งานและเครื่องจักรเป็นองค์ประกอบสำคัญของโรงงานผลิตแบบลีนที่ออกแบบมาอย่างดี ป้ายดังกล่าวทำหน้าที่สั่งและแนะนำบุคลากรในโรงงาน ตัวอย่างเช่น การทำเครื่องหมายบนพื้นสามารถนำทางไปในเส้นทางที่ปลอดภัยในโรงงานผลิต ยังมีฉลากสัญลักษณ์ที่ระบุตำแหน่งที่ถูกต้องของเครื่องมือ ชิ้นส่วนในถังสำหรับการประกอบ แกนอุปกรณ์ ประตูนิรภัย และวัตถุอื่นๆ ได้อย่างชัดเจน

ประเภทที่สำคัญที่สุดของการจัดการภาพตามป้ายคือที่เกี่ยวข้องกับความปลอดภัยของบุคลากร กฎหมายกำหนดให้ต้องมีป้ายดังกล่าวทุกที่ที่มีพื้นผิวที่ร้อน อันตรายจากไฟฟ้า พื้นเปียก หรือเสี่ยงต่อการได้รับรังสี ป้ายความปลอดภัยยังแจ้งเตือนบุคลากรเกี่ยวกับอุปกรณ์ป้องกันส่วนบุคคลที่จำเป็น (PPE) ที่จำเป็นสำหรับพื้นที่ทำงานเฉพาะ และเมื่อพวกเขากำลังเข้าใกล้พื้นที่ที่จำกัดเฉพาะบุคลากรที่ไม่ได้รับอนุญาต ตัวอย่างอื่นๆ ของสัญลักษณ์สำหรับการจัดการด้วยการมองเห็นของสายการผลิต ได้แก่ ฉลากและแท็กที่เคลือบด้วยลามิเนตหรือพลาสติกแข็ง ซึ่งอธิบายขั้นตอนในการตอบสนองต่อเครื่องจักรหรือสภาวะของโรงงานที่กำหนด หรือวิธีการใช้งานอุปกรณ์หรือชิ้นส่วนของอุปกรณ์อย่างง่าย

บอร์ดกราฟิกและ HMI สำหรับ KPI

รูปที่ 7: การดำเนินงานและกระดาน KPI ในโรงงานมีรูปแบบหน้าจอที่เชื่อมต่อกับ IIoT แบบดิจิทัลมากขึ้นเรื่อยๆ เพื่อสื่อสารเซลล์งานแต่ละเซลล์และประสิทธิภาพโดยรวมของโรงงาน (ที่มาของรูปภาพ: Getty Images)

แม้ว่าจะอยู่นอกเหนือขอบเขตของบทความนี้ แต่ก็ควรสังเกตว่าในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมามีการพึ่งพา HMI มากขึ้นในการส่งการแจ้งเตือนและการเตือนภัยของเครื่อง การแจ้งเตือน HMI เหล่านี้เป็นสัญญาณบนหน้าจอที่เห็นได้ชัดเจน ซึ่งมักจะแสดงให้เห็นในลักษณะเหมือนไฟโดมและไฟ Andon ของจริงที่บุคลากรในโรงงานคุ้นเคยอยู่แล้ว

สำหรับการสื่อสารข้อมูลที่เกี่ยวข้องกับตัวชี้วัดระดับโรงงานและองค์กร (พร้อมกับข้อมูลเกี่ยวกับประสิทธิภาพของสายการผลิตหนึ่งรายการขึ้นไปและสถานการณ์ปัจจุบัน) บอร์ดกราฟิกแสดงพื้นที่ในโรงงานถือเป็นมาตรฐาน บอร์ดเหล่านี้รวมถึงรูปแบบที่ไม่ใช่อิเล็กทรอนิกส์และอิเล็กทรอนิกส์

บอร์ดกราฟิกที่ไม่ใช่อิเล็กทรอนิกส์คือกระดานไวท์บอร์ดและกระดานข่าวที่แสดงข้อมูลที่เขียนด้วยลายมือและคอมพิวเตอร์ที่พิมพ์ออกมาของสถิติการผลิตที่เกี่ยวข้องกับอัตราปริมาณงานของพื้นที่ทำงาน ชิ้นส่วนที่เสร็จสิ้นและจัดส่ง เหตุการณ์ด้านความปลอดภัย และอื่น ๆ

กระดานกราฟิกอิเล็กทรอนิกส์อย่างง่ายจะอยู่ในรูปแบบของป้ายบอกคะแนน LED ที่สามารถแสดงตัวเลขบนหน้าจอดอทเมทริกซ์ ในทางตรงกันข้าม บอร์ดกราฟิกอิเล็กทรอนิกส์ที่มีความซับซ้อนมากขึ้น ได้แก่ จอแบนดิจิทัลที่เชื่อมต่อเครือข่ายกับเครื่องจักรและอุปกรณ์แสดงผล พื้นที่ในโรงงาน และแม้แต่ข้อมูลระดับองค์กรในแบบเรียลไทม์ ในหลายกรณี ปริมาณงานเป้าหมายและปริมาณการทำงานอื่น ๆ จะถูกนำมาพล็อตเทียบกับปริมาณงานจริงและปริมาณที่เกี่ยวข้อง ค่าดังกล่าวเรียกว่า ตัวบ่งชี้ประสิทธิภาพ หรือ KPI ตัวบ่งชี้เหล่านั้นอัตราการดำเนินงานและการประเมินการปรับปรุง เพื่อการตัดสินใจระดับธุรกิจ นอกจาก KPI แล้ว บอร์ดการจัดการด้วยภาพมักจะประกอบด้วยสถิติประสิทธิภาพที่เกี่ยวข้องกับการปฏิบัติตามคำสั่งของจุดปฏิบัติงาน จำนวนชิ้นส่วนที่ผลิต เครื่องจักรเสีย ชั่วโมงทำงานโดยไม่หยุดชะงัก และจำนวนวันที่ไม่มีอุบัติเหตุ

สรุป

การจัดการด้วยการมองเห็นในบริบทของระบบอัตโนมัติทางอุตสาหกรรมรวมถึงระบบและส่วนประกอบการส่งสัญญาณที่สื่อสารคำสั่งที่ไม่ใช่ข้อความไปยังบุคลากรในโรงงาน แท้จริงแล้วส่วนประกอบที่ใช้ในฟังก์ชันการจัดการด้วยการมองเห็นจะถ่ายทอดข้อมูลเกี่ยวกับกระบวนการและสภาวะของเครื่องจักร หรือสื่อสารรายละเอียดที่สามารถนำไปดำเนินการได้เกี่ยวกับประสิทธิภาพและปริมาณงานของสายการผลิต ลักษณะที่ชัดเจนโดยเนื้อแท้ของสัญญาณและสัญญาณที่มีสี เรืองแสง และกะพริบเป็นหัวใจสำคัญของความสำเร็จของการจัดการภาพและผลประโยชน์ด้านผลิตภาพของโรงงานภาพ IIoT