ทำความเข้าใจความแตกต่างระหว่างวิทยาการหุ่นยนต์และระบบอัตโนมัติ

คุณอาจเคยเจอคำว่า 'วิทยาการหุ่นยนต์' (Robotics) และ 'ระบบอัตโนมัติ' (Automation) ที่แทบจะใช้แทนกันได้ แต่ทั้งสองคำนี้มีความแตกต่างที่สำคัญบางประการ ทั้งในด้านคำศัพท์และความหมาย ในบทความนี้ เราจะมาดูความแตกต่างเหล่านั้นและสำรวจวิธีที่หุ่นยนต์ร่วมปฏิบัติการได้เปลี่ยนแปลงโลกของการผลิตและวิทยาการหุ่นยนต์แบบดั้งเดิม 

ความแตกต่างระหว่างวิทยาการหุ่นยนต์และระบบอัตโนมัติคืออะไร?

คำว่า ระบบอัตโนมัติ อยู่ในหมวดที่กว้างมาก ซึ่งหมายถึงการใช้ซอฟต์แวร์ เครื่องจักร และอุปกรณ์ที่ออกแบบมาเพื่อปฏิบัติงานที่ส่วนใหญ่มนุษย์ทำ ตัวอย่างเช่น Business Process Automation คือซอฟต์แวร์ที่ออกแบบมาเพื่อปรับปรุงกระบวนการทางธุรกิจ ในขณะเดียวกัน Robotics Process Automation (RPA) หมายถึงตัวซอฟต์แวร์ (หรือหุ่นยนต์ซอฟต์แวร์) ที่มี AI และ Machine Learning ที่สามารถใช้ซอฟต์แวร์คอมพิวเตอร์ได้เหมือนกับที่มนุษย์ทำ คุณอาจตั้งคำถามว่า "แล้วใครที่ใช้ Robotics Process Automation? " RPA ถูกนำมาใช้เพื่อทำให้งานที่ต้องใช้แรงงานสูง โครงสร้างพื้นฐานของกระบวนการทำงานและกระบวนการทำงานหลังบ้านเป็นแบบอัตโนมัติ จึงเหมาะสำหรับบริษัทขนาดใหญ่ที่มีทรัพยากรบุคคลจำนวนมาก แผนกไอทีและแผนกการเงิน เป็นต้น

แล้วคุณอาจจะสงสัยอีกว่า “Robotics Process Automation เป็นระบบ AI หรือไม่?” RPA นำเสนอโซลูชั่นที่ชาญฉลาด แต่มันไม่เหมือนกับปัญญาประดิษฐ์ RPA เป็นซอฟต์แวร์หุ่นยนต์ที่เลียนแบบการกระทำของมนุษย์ ในขณะที่ปัญญาประดิษฐ์เป็นการจำลองปัญญามนุษย์โดยใช้ซอฟต์แวร์คอมพิวเตอร์ 

คำว่า 'วิทยาการหุ่นยนต์' เกี่ยวข้องโดยเฉพาะกับเครื่องจักรที่สามารถมองเห็น รับรู้ สั่งการ และตัดสินใจได้ในระดับที่แตกต่างกันไป นอกจากนี้ ยังเป็นคำที่ใช้ในหมวดหมู่กว้างๆ ซึ่งอาจรวมไปถึงโดรน หุ่นยนต์บริการและยานสำรวจดาวอังคาร แต่ในบริบทของการผลิตและวิทยาการหุ่นยนต์แบบดั้งเดิมเครื่องจักรที่กล่าวถึงในที่นี้ คือ หุ่นยนต์อุตสาหกรรม  หุ่นยนต์อุตสาหกรรมเป็นฮาร์ดแวร์ที่ใช้ในการตรวจสอบ, ประกอบ, บรรจุหีบห่อและจัดเรียงสินค้าบนพาเลทที่จับต้องได้จริง  ส่วนระบบอัตโนมัติ เป็นคำที่รวมถึงซอฟต์แวร์ที่ไม่มีฮาร์ดแวร์ ดังนั้นวิทยาการหุ่นยนต์เป็นหมวดหมู่ย่อยของระบบอัตโนมัติ

วิศวกรรมระบบอัตโนมัติและวิศวกรรมหุ่นยนต์คืออะไร?

วิศวกรรมระบบอัตโนมัติ หมายถึง การออกแบบและพัฒนาซอฟต์แวร์ เครื่องจักรและอุปกรณ์อื่น ๆ ที่ใช้เพื่อวัตถุประสงค์ในการทำงานที่มนุษย์มักจะทำ วิศวกรรมหุ่นยนต์ หมายถึง การออกแบบและพัฒนาหุ่นยนต์ โดยประกอบด้วยซอฟต์แวร์ ฮาร์ดแวร์ เซ็นเซอร์ และอุปกรณ์อื่น ๆ สำหรับการใช้งานหุ่นยนต์โดยเฉพาะ เช่น การตรวจสอบคุณภาพ การประกอบ และบรรจุภัณฑ์

หุ่นยนต์แบบดั้งเดิม vs หุ่นยนต์ร่วมปฏิบัติการ

ความแตกต่างที่สำคัญอีกประการที่ต้องคำนึงถึงก็คือ ความแตกต่างระหว่างหุ่นยนต์อุตสาหกรรมแบบดั้งเดิมกับ 'หุ่นยนต์ร่วมปฏิบัติการ (หรือ 'โคบอท') หุ่นยนต์ร่วมปฏิบัติการได้เข้ามาเปลี่ยนความคิดแบบเดิม ๆ เกี่ยวกับระบบอัตโนมัติ วิทยาการหุ่นยนต์ และความสัมพันธ์ระหว่างแรงงานมนุษย์และหุ่นยนต์ 

จากที่โคบอทเคยเป็นผลิตภัณฑ์เฉพาะกลุ่มเมื่อทศวรรษที่แล้ว  ปัจจุบันโคบอทเป็นส่วนที่เติบโตเร็วที่สุดในตลาดหุ่นยนต์อุตสาหกรรมทั่วโลก รายงานล่าสุดจาก International Federation of Robotics พบว่าในปี 2019 การติดตั้งโคบอทเพิ่มขึ้นถึง 11% “ตรงกันข้ามกับเทรนด์ของหุ่นยนต์อุตสาหกรรมแบบดั้งเดิม” ทำไมโคบอทถึงได้รับความนิยมเพิ่มขึ้น? 

ข้อดีของหุ่นยนต์ร่วมปฏิบัติการ

โคบอทแตกต่างจากระบบอัตโนมัติทางอุตสาหกรรมแบบดั้งเดิมในหลาย ๆ ด้าน ในขณะที่ระบบอัตโนมัติแบบดั้งเดิมมีลักษณะพิเศษคือฮาร์ดแวร์ที่ติดตั้งอยู่คงที่ ซึ่งได้รับการออกแบบมาเพื่อจัดการกับชิ้นส่วนผลิตภัณฑ์อย่างใดอย่างหนึ่งโดยเฉพาะ โคบอทได้รับการออกแบบให้เคลื่อนที่ได้และง่ายต่อการตั้งโปรแกรมใหม่เพื่อทำงานที่หลากหลาย นั่นหมายความว่าผู้ผลิตที่ใช้โคบอทสามารถจัดการกับการผลิตแบบ high mix/low volume ได้โดยไม่ต้องทำการเปลี่ยนแปลงครั้งใหญ่ในการตั้งค่าระบบอัตโนมัติ หุ่นยนต์แบบดั้งเดิมอาจทำงานได้อย่างยอดเยี่ยมในงานเฉพาะอย่าง แต่โคบอทมีความยืดหยุ่นสูงและมีศักยภาพในการปรับใช้ซ้ำได้ทั่วทั้งโรงงานผลิต หากคุณต้องการเปลี่ยนแปลงอะไรบางอย่างในระบบอัตโนมัติแบบดั้งเดิม คุณอาจใช้เวลาหลายสัปดาห์หรือหลายเดือน เพื่อรองรับความแตกต่างเพียงเล็กน้อยของผลิตภัณฑ์ โคบอทสามารถตั้งโปรแกรมใหม่เพื่อจัดการกับชิ้นส่วนใหม่ได้ภายในไม่กี่ชั่วโมง ในทำนองเดียวกัน ระบบอัตโนมัติแบบดั้งเดิมมีแนวโน้มที่จะพัฒนาขึ้นเพื่อวัตถุประสงค์หรือการใช้งานเพียงอย่างเดียว ในขณะที่โคบอทสามารถใช้กับงานประเภทต่าง ๆได้ ตั้งแต่การประกอบ การตรวจสอบคุณภาพ ไปจนถึงการเชื่อม

หุ่นยนต์แบบดั้งเดิมนั้นตั้งโปรแกรมได้ยาก ซึ่งมักจะต้องใช้ผู้เชี่ยวชาญด้านการเขียนโค้ดที่มีค่าใช้จ่ายสูง ในทางตรงกันข้าม โคบอทถูกออกแบบให้ง่ายต่อการใช้งาน เนื่องจากใช้งานได้ง่าย โคบอทจึงขจัดอุปสรรคที่สำคัญในการนำระบบอัตโนมัติมาใช้ในธุรกิจขนาดเล็กถึงขนาดกลาง ระบบอัตโนมัติแบบดั้งเดิมมักต้องการประสบการณ์ด้านวิศวกรรมและ/หรือวิทยาการหุ่นยนต์ และอาจใช้เวลาหลายสัปดาห์จึงจะสามารถใช้งานได้ ในขณะที่ผู้ใช้โคบอทของ Universal Robots สามารถใช้งานโคบอทได้เลยหลังจากผ่านหลักสูตรฝึกอบรมออนไลน์สั้นๆ ผ่าน Universal Robots Academy ตัวอย่างเช่น ASSA ABLOY ซึ่งเป็นบริษัทในประเทศนิวซีแลนด์ที่เชี่ยวชาญด้านโซลูชั่นระบบเปิดประตูและหน้าต่าง ได้ทำการประเมินแขนหุ่นยนต์อุตสาหกรรมสามตัวเพื่อดูว่าพวกมันทำงานได้ดีเพียงใดในการประกอบล็อคและการขันสกรู ในที่สุดบริษัทก็เลือก UR5 เพราะ “ความง่ายในการตั้งโปรแกรมได้อย่างไม่มีที่ติ”

ความแตกต่างที่สำคัญอีกประการระหว่างระบบอัตโนมัติทางอุตสาหกรรมแบบดั้งเดิมและระบบอัตโนมัติที่ทำงานร่วมกัน คือ ต้นทุน แม้แต่ระบบอัตโนมัติแบบดั้งเดิมที่ไม่ได้มีความซับซ้อนมากนักก็อาจต้องใช้เงินหลายแสนดอลลาร์ ยังไม่รวมต้นทุนการเขียนโปรแกรมและการบำรุงรักษาอย่างต่อเนื่อง โคบอทมีราคาต่ำกว่าระบบอัตโนมัติแบบดั้งเดิมมาก และด้วยบริการเช่าซื้อโคบอทที่ UR นำเสนอ คุณจึงสามารถได้รับประโยชน์จากระบบอัตโนมัติได้โดยไม่ต้องใช้เงินทุนก้อนโต ดังนั้น ในขณะที่ระบบอัตโนมัติเคยเป็นสิ่งที่บริษัทขนาดใหญ่เท่านั้นที่เอื้อมถึง โคบอททำให้บริษัททุกขนาดสามารถนำเทคโนโลยีหุ่นยนต์มาใช้ได้

หุ่นยนต์แบบดั้งเดิมต้องการรั้วนิรภัยและป้ายเตือน เพื่อป้องกันอันตรายที่อาจเกิดขึ้นกับคนงานที่เป็นมนุษย์ สิ่งนี้ช่วยให้พนักงานปลอดภัย แต่ก็หมายความว่าหุ่นยนต์แบบดั้งเดิมใช้พื้นที่มากกว่า และพนักงานที่เป็นมนุษย์ไม่สามารถใช้พื้นที่ทำงานร่วมกับหุ่นยนต์ได้ โคบอทรวมคุณสมบัติด้านความปลอดภัย เช่น การจำกัดแรงและความเร็ว และการหยุดเมื่อมนุษย์เข้าใกล้เกินไป ซึ่งทำให้มนุษย์และโคบอทสามารถใช้พื้นที่การทำงานร่วมกันได้

ยกตัวอย่าง Multi-Wing CZ ซึ่งเป็นบริษัทขนาดเล็กในสาธารณรัฐเช็กที่ผลิตพัดลมระบายอากาศ พวกเขาจำเป็นต้องนำระบบอัตโนมัติมาใช้เพื่อให้ทันกับความต้องการของตลาดที่เพิ่มขึ้น แต่โรงงานมีพื้นที่ไม่ใหญ่พอที่จะรองรับหุ่นยนต์อุตสาหกรรมแบบดั้งเดิมได้ บริษัทจึงเลือกใช้ UR5 สำหรับเครื่องกลึงอัตโนมัติ เนื่องจากโคบอทของ UR ไม่ต้องการรั้วนริภัยเพื่อความปลอดภัย จึงเป็นไปได้ที่จะปรับใช้พวกมันแม้ในพื้นที่ที่จำกัด ด้วยความช่วยเหลือของ UR5 บริษัท Multi-Wing CZ มีกำลังการผลิตเพิ่มขึ้น 336 ชั่วโมงต่อปี ลดต้นทุนการผลิตของแต่ละหน่วยลง 10-20% และประหยัดเงินได้เกือบ 7,000 ยูโร ต่อปี 

หุ่นยนต์ร่วมปฏิบัติการกำลังเข้ามาเปลี่ยนความสัมพันธ์ระหว่างมนุษย์และหุ่นยนต์ ซึ่งแต่เดิมถูกมองว่าเป็นศัตรูกัน ในขณะที่หุ่นยนต์แบบดั้งเดิมได้รับการออกแบบมาเพื่อกำจัดแรงงานมนุษย์ โคบอทได้รับการออกแบบมาเพื่อเสริมการทำงานร่วมกัน ซึ่งหมายความว่าผู้ผลิตทุกขนาดจะได้รับประโยชน์สูงสุดจากทั้งมนุษย์และหุ่นยนต์ โดยมนุษย์มอบความสามารถในการแก้ปัญหาและความยืดหยุ่นตามสถานการณ์ ส่วนโคบอทให้ความน่าเชื่อถือและความแม่นยำที่คุณคาดหวังจากหุ่นยนต์ การใช้โคบอทช่วยให้ผู้ผลิตปลดปล่อยมนุษย์จากงานที่ซ้ำซากและอันตราย ในขณะเดียวกันก็ลดข้อผิดพลาดของมนุษย์และปรับปรุงผลผลิตและคุณภาพโดยรวม

Universal Robots ปรับปรุงขีดความสามารถของโคบอทผ่าน UR+ ซึ่งเป็นระบบนิเวศระดับโลกของส่วนประกอบ ซอฟต์แวร์ และชุดแอปพลิเคชันที่ได้รับการตรวจสอบและรับรองแล้วว่าเข้ากันได้กับระบบกลไก ไฟฟ้า และดิจิตอลของโคบอทจาก Universal Robots 

ปัญญาประดิษฐ์

ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา ความก้าวหน้าของปัญญาประดิษฐ์ (AI) ได้เข้ามาปรับปรุงวิทยาการหุ่นยนต์และระบบอัตโนมัติ ส่งผลให้โคบอทที่ขับเคลื่อนด้วย AI กลายเป็นองค์ประกอบสำคัญของอุตสาหกรรม 4.0 ผู้ผลิตควรให้ความสนใจในความสามารถหลัก 6 ประการของโคบอทที่ขับเคลื่อนด้วย AI ดังนี้:

ตรวจสอบ: ความสามารถนี้ช่วยให้โคบอทที่ขับเคลื่อนด้วย AI ตรวจจับการเปลี่ยนแปลงของสภาพพื้นที่ทำงาน ตรวจสอบและเพิ่มประสิทธิภาพการทำงานของพื้นที่ทำงาน   

มองเห็น: ด้วยระบบการมองเห็นที่ขับเคลื่อนด้วย AI โคบอทสามารถรับรู้การมีอยู่และการวางแนวของชิ้นส่วน ดำเนินการตรวจสอบและ pick and place ได้อย่างคล่องแคล่ว  ตลอดจนอ่านผลลัพธ์จากอุปกรณ์ทดสอบและตัดสินใจตามนั้น 

ปรับตัว: การใช้งานลักษณะนี้ โคบอทที่ขับเคลื่อนด้วย AI สามารถปรับทิศทางของงานเมื่อเครื่องจักรเคลื่อนที่ ปรับการควบคุมแรงที่จำเป็นในการหยิบชิ้นส่วนจากกอง ตรวจจับและหลีกเลี่ยงการชนกัน และตอบสนองต่อข้อผิดพลาดด้วยกลยุทธ์การลองใหม่ 

เรียนรู้: โคบอทที่ขับเคลื่อนด้วย AI สามารถทำนายและวินิจฉัยสภาวะความล้มเหลวได้ ระบุรูปแบบในการดำเนินการอย่างต่อเนื่องและใช้ข้อมูลเชิงลึกที่ได้รับเพื่อขับเคลื่อนประสิทธิภาพที่ดีขึ้น 

ปรับใช้: โคบอทที่ขับเคลื่อนด้วย AI สามารถนำมาใช้งานได้ในไม่กี่ชั่วโมง นอกจากนี้ยังสามารถนำข้อมูลงานกลับมาใช้ใหม่ แบ่งปันและสื่อสารกับหุ่นยนต์และระบบควบคุมการเคลื่อนไหวอื่น ๆ 

ขยาย: หุ่นยนต์ที่ขับเคลื่อนด้วย AI สามารถควบคุมเครื่องจักรอื่น ๆ ประสานและปรับปรุงอุปกรณ์ที่อยู่ใกล้เคียง 

ในปัจจุบันหุ่นยนต์ร่วมปฏิบัติการมีบทบาทสำคัญมากขึ้นในโรงงานผลิต ความยืดหยุ่น ใช้งานง่าย ต้นทุนต่ำและใช้พื้นที่น้อย มอบโอกาสมากมายสำหรับผู้ผลิตทุกขนาด 

เมื่อเราย้อนกลับไปที่ความแตกต่างระหว่าง 'วิทยาการหุ่นยนต์' และ 'ระบบอัตโนมัติ' ให้เรามาพิจารณาคำศัพท์ที่บ่งบอกถึงโคบอท 

โคบอท คือ...

...แขนหุ่นยนต์อุตสาหกรรม (แต่ไม่ใช่แบบดั้งเดิม)

...หุ่นยนต์ (ประเภทที่ทำงานร่วมกัน) และ 

...รูปแบบการทำงานที่เป็นอัตโนมัติ 

แขนหุ่นยนต์ผลิตเทคโนโลยีที่เราใช้เพื่อทำให้ชีวิตประจำวันของเราเป็นอัตโนมัติมากขึ้น ตั้งแต่สมาร์ทโฟนไปจนถึงอุปกรณ์สมาร์ทโฮมและอุปกรณ์สั่งงานด้วยเสียง

หากคุณพิจารณาถึงวิธีที่ชีวิตประจำวันของเราเป็นอัตโนมัติมากขึ้น ความแตกต่างระหว่างคำว่าวิทยาการหุ่นยนต์กับระบบอัตโนมัติจะชัดเจนขึ้น: เราทำให้ชีวิตประจำวันของเราเป็นอัตโนมัติผ่านซอฟต์แวร์ที่ฝังอยู่ในสมาร์ทโฟนและอุปกรณ์ต่าง ๆ แต่ นอกเหนือจากหุ่นยนต์ดูดฝุ่น เรายังไม่ได้ใช้หุ่นยนต์ให้ทำงานประจำวันแทนเราอย่างอัตโนมัติ ระบบอัตโนมัติเป็นส่วนหนึ่งของชีวิตประจำวันของเรา แต่หุ่นยนต์นั้นไม่ใช่ 

วิทยาการหุ่นยนต์และระบบอัตโนมัตินั้นเป็นส่วนหนึ่งของชีวิตประจำวันของผู้ผลิต เพราะพวกเขาผลิตอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่เราใช้เพื่อทำให้ชีวิตของเราง่ายขึ้น