FLEXIBLE MANUFACTURING คืออะไร? ทำไมโรงงานยุคใหม่ต้องปรับตัว?

จากบทความ ‘Flexible Manufacturing: การผลิตยุคใหม่ที่รองรับความหลากหลายของสินค้าในยุค Personalization’ ของ คุณชัชชัย ผลมูล CEO & Founder บริษัท เบรนเวิร์คส จำกัด และรองนายกสมาคม TARA ที่ทำให้เข้าใจถึงแรงผลักดันที่ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงของธุรกิจการผลิตสู่ Flexible Manufacturing ไม่ว่าจะเป็นการเปลี่ยนแปลงของผู้บริโภค และการเข้ามามีส่วนของเทคโนโลยีใหม่ ๆ และบทความนี้คุณชัชชัยจะพาทุกท่านไปทำความรู้จักกับการผลิตแบบยืดหยุ่นกันว่ามีจุดเด่นและมีรายละเอียดที่น่าสนใจอย่างไรสำหรับผู้ประกอบการที่กำลังแข่งขันกันอยู่ในสภาวะเศรษฐกิจยุคปัจจุบันกันครับ

Flexible Manufacturing คืออะไร?

Flexible Manufacturing หรือที่เราอาจจะเคยได้ยินกันว่า ‘ระบบการผลิตแบบยืดหยุ่น’ เป็นรูปแบบการผลิตที่ออกแบบมาให้สามารถตอบสนองต่อการผลิตสินค้าที่มีหลากหลายรูปแบบมากยิ่งขึ้น เช่น การผลิตเครื่องดื่มบรรจุขวดที่มีขนาดแตกต่าง มีฝาที่แตกต่าง รวมถึงรายละเอียดเล็กน้อยบางประการ โดยอาจเปลี่ยนชิ้นส่วนในเครื่องจักรหรือสายการผลิตบางส่วนที่ใช้เวลาไม่นาน สามารถทำได้โดยแรงงาน หรือจะมีการออกแบบระบบอัตโนมัติไว้ล่วงหน้าซึ่งจะมีราคาสูงกว่ามาก สายการผลิตแบบยืดหยุ่นนี้สามารถปรับเปลี่ยนความต้องการในการผลิตสินค้าได้โดยไม่ต้องลดทอนเรื่องของคุณภาพที่จะเกิดขึ้น ไม่ว่าจะเป็นผลิตภัณฑ์ใหม่ ๆ แบทช์การผลิตที่มีขนาดต่างกัน ลำดับการสั่งซื้อที่เปลี่ยนไป และอื่น ๆ ซึ่งในบางครั้งเราอาจได้ยินคนเรียกการผลิตแบบนี้ว่า Mass Customization ก็ได้เช่นกัน

Flexible Manufacturing นั้นมีการใช้งานระบบอัตโนมัติ (Industrial Automation) เป็นหัวใจสำคัญเพื่อให้คงไว้ซึ่งคุณภาพ ผลิตภาพ ต้นทุนที่ต่ำ และการลดของเสีย คล้ายกับสายการผลิตแบบดั้งเดิมที่ใช้แรงงานซึ่งสามารถปรับเปลี่ยนรายละเอียดได้อย่างง่ายดาย แต่มีปัญหาด้านการควบคุมคุณภาพและกำลังการผลิต ในขณะที่การใช้ระบบการผลิตอัตโนมัติทั่วไปมักจะโฟกัสไปที่การผลิตสินค้าหรือชิ้นส่วนแบบเดียวเพื่อลดความยุ่งยากในการบูรณาการและต้นทุนที่เกี่ยวข้อง ซึ่งการผลิตแบบ Flexible Manufacturing ได้รวมจุดเด่นจากทั้ง 2 รูปแบบการผลิตเอาไว้ด้วยกัน อาจเป็นไปได้ทั้งสายการผลิตที่ใช้ AMR ในการลำเลียงเป็นหลัก หรือเป็นสายการผลิตแบบสายพานแต่สถานีการผลิตสามารถปรับแต่งการทำงานให้ผลิตได้หลากหลายรูปแบบ ซึ่งอาจมีการลงทุนเล็กน้อยหรือใช้เวลาปรับเปลี่ยนระหว่างการผลิตไม่มาก

ประโยชน์ของการผลิตแบบ Flexible Manufacturing

ในเรื่องของการผลิตนั้นผลลัพธ์ที่ต้องการที่ชัดเจนที่สุด คือ ผลกำไรที่เกิดขึ้น ในภาพรวมเอง Flexible Manufacturing นั้นสามารถเพิ่มประสิทธิภาพในการผลิต เพิ่มความยืดหยุ่นในสายการผลิตได้ และในขณะเดียวกันก็ทำให้ระบบทั้งหมดบูรณาการเข้าหากันเพื่อให้การใช้งานเกิดศักยภาพสูงสุด ซึ่งสิ่งที่กล่าวถึงนั้นเป็นภาพรวมที่เกิดขึ้น แต่หากมองลงไปในผลลัพธ์ที่เกิดขึ้นแบบจำเพาะเจาะจงยิ่งขึ้นจะมองเห็นประโยชน์สำหรับธุรกิจการผลิต ดังนี้

• มีสถานีทำงานที่น้อยลง
• ลด Downtime ที่เกิดขึ้น
• ลดการใช้แรงงาน
• ลดการจัดเก็บชิ้นส่วนหรือสินค้าคงคลังระหว่างผลิต (WIP)
• ลดของเสีย
• เพิ่มความยืดหยุ่นในกระบวนการผลิต
• เปลี่ยนเครื่องมือหรือชิ้นส่วนที่จำเป็นในการผลิตที่หลากหลายได้อย่างรวดเร็ว
• ควบคุมคุณภาพได้ดีขึ้น
• ใช้เครื่องจักรได้อย่างคุ้มค่า

ในขณะเดียวกันข้อควรระวังของการผลิตแบบ Flexible Manufacturing ก็สามารถแบ่งออกได้เป็น 3 ประเด็นใหญ่ ๆ ได้แก่ การลงทุนเทคโนโลยีที่มีต้นทุนสูง ความต้องการแรงงานทักษะในการควบคุมการผลิต และความซับซ้อนในการบูรณาการสืบเนื่องจากระบบเองที่ต้องรองรับการทำงานที่หลากหลาย ซึ่งแต่ละธุรกิจควรต้องพิจารณาถึงเงื่อนไขต่าง ๆ ของธุรกิจให้ครบถ้วน

การผลิตแบบ Flexible Manufacturing นั้นมีรายละเอียดปลีกย่อยอีกมาก ไม่ว่าจะเป็นเทคโนโลยีที่ใช้ รูปแบบการผลิตที่เหมาะสม ตลอดจนเงื่อนไขของธุรกิจการผลิตในแต่ละอุตสาหกรรม แต่แนวคิดหนึ่งที่สามารถนำมาใช้วัดหรือพิจารณาได้ในทุกเงื่อนไขที่เกิดขึ้น คือ การแบ่งลำดับขั้นที่สามารถบ่งบอกถึงความยืดหยุ่นที่เกิดขึ้นได้อย่างชัดเจน

3 ลำดับขั้นของการผลิตแบบ Flexible Manufacturing

การผลิตแบบ Flexible Manufacturing นั้นอาจเกิดขึ้นได้หลากหลายรูปแบบขึ้นอยู่กับเงินทุน กำลังการผลิต และเทคโนโลยีที่เลือกใช้ สามารถเป็นไปได้ทั้งการผลิตแบบเครื่องจักรเซลล์เดียว เช่น เครื่อง CNC ที่สามารถผลิตได้หลากหลาย, การผลิตแบบ Flexible Manufacturing Cell ที่ประกอบด้วยเครื่องจักร 2 – 3 ตัว เช่น เครื่อง CNC และเทคโนโลยีกลุ่ม Material Handling ที่ทำงานด้วยกัน และสุดท้าย คือ Flexible Manufacturing System (FMS) ที่ประกอบด้วยสถานีการผลิตตั้งแต่ 4 สถานีขึ้นไป ซึ่งสามารถวาง Layout การผลิตได้หลากหลายรูปแบบ 

ภายใต้รูปแบบและเงื่อนไขที่เกิดขึ้น ความยืดหยุ่นของการผลิตแบบ Flexible Manufacturing นั้นถูกแบ่งออกเป็น 3 ลำดับขั้น ได้แก่

1. ความยืดหยุ่นพื้นฐาน

• ความยืดหยุ่นของเครื่องจักร: เครื่องจักรสามารถทำงานได้หลายกระบวนการ
• ความยืดหยุ่นในการหยิบจับวัตถุดิบ: ชิ้นส่วนที่แตกต่างกันสามารถเคลื่อนย้ายหรือจัดตำแหน่งได้อย่างถูกต้อง
• กระบวนการทำงานที่ยืดหยุ่น: ลำดับขั้นกระบวนการผลิตสามารถสับเปลี่ยนหรือเปลี่ยนแปลงเพื่อรองรับการแปรรูปชิ้นส่วนที่ต่างกันได้

2. ความยืดหยุ่นของระบบ

• เส้นทางสายการผลิตมีความยืดหยุ่น: มีตัวเลือกเส้นทาง (Path) การผลิตที่มีประสิทธิภาพ เปลี่ยนแปลงได้ตามระบบหรือแผนการผลิตที่ได้รับมา
• ผลิตภัณฑ์มีความยืดหยุ่น: สามารถผลิตสินค้าหลากหลายรูปแบบได้ทั้งยังมีปริมาณในการผลิตจำนวนหนึ่งโดยมีการปรับเปลี่ยนการติดตั้งหรือตั้งค่าเพียงเล็กน้อย
• กระบวนการมีความยืดหยุ่น: ระบบสามารถผลิตชิ้นส่วนที่แตกต่างกันและมีปริมาณในระดับหนึ่งได้โดยไม่จำเป็นต้องตั้งค่าหรือเปลี่ยนแปลงระบบ
• การผลิตได้ในปริมาณที่ยืดหยุ่น: ขีดความสามารถของระบบในการทำงานให้เกิดกำไรเมื่อมีการผลิตชิ้นส่วนแต่ละแบบที่มีในปริมาณที่ต่างกัน

3. ความยืดหยุ่นในภาพรวมที่เกิดขึ้น

• ความยืดหยุ่นของการผลิต: ปริมาณชิ้นส่วนแต่ละแบบที่ระบบสามารถผลิตได้โดยไม่ต้องลงทุนครั้งใหญ่ในอุปกรณ์หรือเครื่องจักร
• ความยืดหยุ่นของโปรแกรม: ความสามารถของระบบในการทำงานในระยะยาวได้อย่างสมเหตุสมผล โดยไม่ต้องมีปัจจัยภายนอกเข้ามามีส่วนเกี่ยวข้อง
• ความยืดหยุ่นของตลาด: ความสามารถของระบบในการปรับตัวได้อย่างมีประสิทธิภาพสำหรับการเปลี่ยนแปลงตามเงื่อนไขสถานการณ์ของตลาด

จะเห็นได้ว่าในแต่ละลำดับขั้นนั้นความครอบคลุมของความยืดหยุ่นจะส่งผลออกไปในวงกว้างมากขึ้นเรื่อย ๆ โดยความยืดหยุ่นขั้นพื้นฐานนั้นอาจหมายถึงการทำงานในขนาดเล็ก ในขณะที่ความยืดหยุ่นของระบบเป็นการทำงานร่วมกันของเครื่องจักรและเทคโนโลยีที่เกี่ยวข้องในวงกว้าง และสุดท้ายความยืดหยุ่นในภาพรวมนั้นเป็นความยืดหยุ่นที่สามารถรับมือกับปัจจัยภายนอกได้อย่างมีประสิทธิภาพโดยมีพื้นฐานที่มั่นคงมาจาก 2 ลำดับแรกแล้วนั่นเอง

ความแตกต่างระหว่าง Mass Manufacturing และ Flexible Manufacturing

รูปแบบการผลิตที่นิยมและมีกิจกรรมการผลิตเป็นส่วนใหญ่ในปัจจุบัน คือ Mass Manufacturing ที่เป็นการผลิตจำนวนมาก ซึ่งสามารถผลิตชิ้นส่วนได้เพียงรูปแบบเดียว แต่มีจุดเด่นในเรื่องของความรวดเร็วและปริมาณที่ผลิตได้จำนวนมหาศาล ในขณะที่ Flexible Manufacturing นั้นสามารถผลิตชิ้นส่วนหรือสินค้าที่ใกล้เคียงกันได้หลากหลาย มีรายละเอียดที่แตกต่างกันได้มากขึ้นแต่กำลังการผลิตจะไม่อาจเทียบได้กับ Mass Manufacturing แม้จะเป็นการผลิตในระดับอุตสาหกรรมเหมือนกันก็ตาม หรืออาจจะเรียกได้ว่าการผลิตแบบ Flexible Manufacturing นั้นเป็นการผลิตแบบที่มีการผสมผสานของสินค้าที่มีความแตกต่างหลากหลายแต่มีปริมาณการผลิตที่น้อยลง (High Mixes, Low Volumes) ซึ่งเปรียบเทียบให้เห็นง่าย ๆ ตามตารางด้านล่างนี้

ตัวอย่างกรณีการใช้งาน Flexible Manufacturing ที่น่าสนใจ

แม้ว่า Flexible Manufacturing นั้นจะต้องการเทคโนโลยีสมัยใหม่ในการผลิตอย่างมาก ไม่ว่าจะเป็นระบบอัตโนมัติ เทคโนโลยีดิจิทัล ไปจนถึงการใช้งานข้อมูลที่เที่ยงตรงแม่นยำในการผลิต แนวคิดการผลิตแบบนี้นั้นไม่ได้เพิ่งเกิดขึ้นมา แต่ได้รับการคิดค้นและพัฒนามาตั้งแต่ช่วงยุคศตวรรษที่ 20 (19xx) แล้ว และสินค้ากลุ่มแรก ๆ ที่มีการผลิตในลักษณะดังกล่าวมักเป็นสินค้าแฟชัน เครื่องนุ่งห่ม ที่มาพร้อมกับหลากหลายขนาด หลากหลายสี และตัวเลือก จึงขอยกตัวอย่าง 4 แบรนด์ที่มีการผลิตแบบ Flexible Manufacturing ให้ทุกคนได้รู้จักกัน ดังนี้

Nike

แบรนด์ผู้ผลิตรองเท้าที่ทุกคนรู้จักกันดี มีระบบการผลิตที่ยืดหยุ่นทำให้สามารถผลิตสินค้าได้หลากหลายแบตช์ตามความต้องการ ซึ่งในปัจจุบัน Nike เปิดให้เลือกสั่งรองเท้าแบบ Customize จากรุ่นพื้นฐานที่มี แต่สามารถปรับรายละเอียดได้ตั้งแต่สีรองเท้า การตกแต่งลิ้นรองเท้า ไปจนถึงลวดลายที่พื้นรองเท้า ภายใต้ตัวเลือกที่กำหนดนอกเหนือจากสีและขนาด

Lego

ผู้ผลิตของเล่นรายใหญ่ซึ่งเป็นที่ชื่นชอบตั้งแต่เด็กจนถึงคนสูงวัยนั้น มีสายการผลิตที่หลากหลาย แม้กระทั่งมีการผลิตเวอร์ชันที่แตกต่างกันของผลิตภัณฑ์ตัวเดียวกันอีกด้วย ซึ่งโรงงานในเดนมาร์กที่เมือง Billund มีการใช้งานหุ่นยนต์ร่วมกับระบบอัตโนมัติอื่น ๆ เพื่อทำการผลิตกว่า 1 พันล้านชิ้นต่อปี

L’Oreal

ผู้ผลิตเครื่องสำอางรายใหญ่ที่ใช้ Flexible Manufacturing เพื่อสร้างผลิตภัณฑ์ที่ปรับแต่งได้ และกลุ่มผลิตภัณฑ์ที่เป็นแบตช์ขนาดเล็กเพื่อเจาะเทรนด์ยุค Personalization ให้ตรงกับกลุ่มลูกค้าเครื่องสำอางมากขึ้น ไม่ว่าจะเป็นการใช้ Cobot, Digital Twins และ AR เป็นต้น

Canon

ผู้ผลิตในอุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์เป็นหนึ่งในกลุ่มอุตสาหกรรมที่ต้องเผชิญหน้าความเปลี่ยนแปลงอย่างต่อเนื่องและฉับไว Canon เองได้มีการลงทุนด้านระบบอัตโนมัติและ Flexible Manufacturing เพื่อช่วยในการตอบสนองต่อกลุ่มสินค้าที่หลากหลาย แม้กระทั่งสินค้ากล้องดิจิทัลเองที่มีทั้งเลนส์ ตัวกล้อง และอุปกรณ์เสริมต่าง ๆ ทำให้การประกอบแผงวงจร การทดสอบสินค้า และการบรรจุจำเป็นต้องมีความยืดหยุ่นในการใช้งานที่สูงตามไปด้วย

Flexible Manufacturing ตัวเลือกที่เหมาะสมและเป็นไปได้กับการผลิตไทยในวันนี้

ตลอดเวลาที่ผ่านมานั้นเรามักจะได้ยินคนพูดถึงอุตสาหกรรม 4.0 หรือโรงงานอัตโนมัติเต็มรูปแบบที่ไร้คน ซึ่งต้องบอกว่าหลัก ๆ แล้วจะเป็นโรงงานในอุดมคติที่มีศักยภาพสูง แต่ในความเป็นจริงแล้วมีผู้ผลิตจำนวนไม่มากที่จะสามารถทำแบบนั้นได้ เพราะมีมูลค่าในการลงทุนมหาศาลทั้งยังต้องการแรงงานทักษะสูงจำนวนมากเพื่อทำให้ธุรกิจการผลิตเดินหน้าได้อย่างครบมิติ

ในทางกลับกันความท้าทายต่าง ๆ นานาที่ไล่หลังผู้ประกอบการไทยมา ไม่ว่าต้นทุนแรงงาน วัตถุดิบ ซัพพลายเชน การขาดแคลนแรงงาน การขาดแคลนทักษะ ไปจนถึงเรื่องเงินทุนต่าง ๆ ที่ล้วนแต่ชี้ชัดว่าทางรอดของการผลิตนั้นต้องการเทคโนโลยีมามีส่วนช่วยอย่างแน่นอน ไม่ว่าจะเป็นระบบอัตโนมัติหรือแพลตฟอร์มดิจิทัลต่าง ๆ แต่การจะใช้ระบบอัตโนมัติเต็มรูปแบบนั้นอาจไม่ได้เหมาะสมกับเงินทุนและปัจจัยแวดล้อมอื่น ๆ สำหรับผู้ประกอบการส่วนใหญ่ การเลือกใช้แนวทางของ Flexible Manufacturing จะมีความเหมาะสมกว่า เพราะใช้เงินทุนที่น้อยกว่า ทั้งยังสามารถรองรับคำสั่งซื้อได้หลากหลายมากกว่า ไม่จำเป็นต้องรอคำสั่งซื้อจำนวนมากสำหรับผลิตภัณฑ์แบบเดียว ซึ่งสอดคล้องกับเทรนด์ที่ได้กล่าวถึงในบทความที่แล้ว

นอกจากนี้การที่ประเทศไทยนั้นยังพึ่งพาแรงงานเป็นจำนวนมาก Flexible Manufacturing ยังสามารถบูรณาการแรงงานที่เหมาะสมเข้ากับการผลิตได้อย่างลงตัว เช่น การตรวจสินค้าบางประเภทที่มีรายละเอียดสูงซึ่งเครื่องจักรยังไม่สามารถทำได้หรือต้องมีเทคโนโลยีซับซ้อนในการดำเนินการทำให้ยังคงต้องการแรงงานอยู่ หรือในกรณีของการนำ Cobot เข้ามาทำงานร่วมกับคนและเทคโนโลยีอื่น ๆ ทำให้รักษาคุณค่าและทักษะที่จำเป็นไว้ได้ และลดภาระในส่วนที่ไม่จำเป็นของแรงงาน ทำให้ธุรกิจสามารถเติบโตได้แม้ปัจจัยภายนอกจะเกิดความเปลี่ยนแปลงก็ตาม

สำหรับใครที่อยากรู้ว่าจะเริ่มต้นอย่างไรกับ Flexible Manufacturing หรือจะนำไปใช้งานได้อย่างไรในบริบทหรือสภาพแวดล้อมธุรกิจการผลิตไทย รอติดตามกันได้ในบทความ Flexible Manufacturing ครั้งหน้าที่คุณชัชชัยจะนำมาฝากผู้อ่านกันครับ

เกี่ยวกับผู้เขียน: ชัชชัย ผลมูล  – CEO & Founder เบรนเวิร์คส อิมเมจิเนียริ่ง จำกัด – ผู้เชี่ยวชาญด้านการวิเคราะห์และปรับปรุงการผลิตด้วยระบบอัตโนมัติ-หุ่นยนต์ – รองนายกสมาคมผู้ประกอบการระบบอัตโนมัติและหุ่นยนต์ไทย (TARA) – ที่ปรึกษาการลงทุนในระบบอัตโนมัติและความยั่งยืนขององค์กร, สมาคมผู้ประกอบการระบบอัตโนมัติและหุ่นยนต์ไทย (TARA)