♦ โคบอทส์ (Cobots) คือ หุ่นยนต์ร่วมปฏิบัติงาน ถูกออกแบบขึ้นให้ทำหน้าที่ปฏิบัติงานร่วมกับมนุษย์ได้อย่างใกล้ชิดและปลอดภัยในภาคอุตสาหกรรม

♦ ISO/TS 15066 จำแนกโคบอทส์เป็น 4 ประเภท คือ Safety monitored stop, Speed and separation, Power and force limiting, และ Hand guiding

♦ ยังไม่มีรายงานตัวเลขคาดการณ์ของตลาดโคบอทส์หลังการระบาดของโควิด แต่หลายฝ่ายเห็นพ้องกันว่า ตลาดโคบอทส์ยังโตได้ หลายสำนักคาดเอเชียจะยังคงครองแชมป์

หุ่นยนต์ร่วมปฏิบัติงาน หรือ Cobots (โคบอทส์) มาจากชื่อเต็มในภาษาอังกฤษว่า Collaborative Robots ซึ่งได้รับความสนใจมากขึ้นจากการนำไปใช้งานได้หลากหลาย และมีความปลอดภัยต่อพนักงาน

Cobots คืออะไร ?

สมาพันธ์หุ่นยนต์นานาชาติ ให้คำนิยาม โคบอทส์ (Cobots) ว่า “หุ่นยนต์ที่ถูกออกแบบขึ้นเพื่อทำหน้าที่ร่วมกับมนุษย์ในภาคอุตสาหกรรม” ทำงานร่วมกับคนงานได้อย่างปลอดภัยตามมาตรฐาน ISO 10218-1 หรือภายใต้ตามมาตรฐานความปลอดภัยอื่น 

ในขณะที่องค์การระหว่างประเทศว่าด้วยการมาตรฐาน นิยามว่า “โคบอทส์ คือหุ่นยนต์ที่ผนวกคุณสมบัติด้านความแม่นยำ และการทำงานซ้ำของหุ่นยนต์ เข้ากับทักษะในการแก้ปัญหาที่ไม่ชัดเจนของมนุษย์” 

ปัจจุบันมีหุ่นยนต์หลายชนิดที่เข้าข่ายคำนิยามนี้ เนื่องจากสามารถทำงานร่วมกับมนุษย์ได้อย่างปลอดภัย เช่น หุ่นยนต์ที่ติดตั้งเซนเซอร์เพื่อลดความเร็วหรือหยุดทำงานเมื่อพนักงานเดินเข้าไปในรั้ว หุ่นยนต์ที่ทำงานแยกส่วนพื้นที่กับพนักงาน หุ่นยนต์ที่มีความเร็วต่ำ และอื่น ๆ ซึ่งล้วนแล้วแต่เป็นไปตามมาตรฐานความปลอดภัยของหุ่นยนต์อุตสาหกรรม 

อย่างไรก็ตาม คำว่า “โคบอทส์ (Cobots)” มักถูกใช้เรียกหุ่นยนต์ที่ถูกออกแบบขึ้นเพื่อให้ทำงานร่วมกับมนุษย์ได้อย่างปลอดภัยและใกล้ชิดภายในพื้นที่เดียวกัน เพื่อให้แน่ใจว่าจะไม่ก่อให้เกิดอันตรายเมื่อหุ่นยนต์สัมผัสกับพนักงานไม่ว่าจะโดยจงใจหรืออุบัติเหตุ โคบอทส์จึงมักผลิตจากวัสดุน้ำหนักเบา มีรูปทรงโค้งมน มีช่องว่างภายใน ไปจนถึงการติดตั้งเซนเซอร์ทั้งภายในตัวหุ่นยนต์ ฐานและข้อต่อ เพื่อวัดค่าควบคุมแรงและความเร็วให้อยู่ในค่าที่กำหนดหากปะทะกับพนักงาน

• หุ่นยนต์ปฏิบัติงานร่วมกับมนุษย์ CZ10 NACHI Cobot

โคบอทส์มีกี่ประเภท ?

เนื่องจากหุ่นยนต์ชนิดนี้ยังเป็นเรื่องใหม่ ทำให้คำว่า Cobots หรือ Collaborative Robots มักถูกนำมาใช้ด้วยเหตุผลทางด้านการตลาดเป็นหลัก อีกทั้งมาตรฐานความปลอดภัยยังมีความแตกต่างไปตามแต่ละประเทศ ไปจนถึงรูปแบบการใช้งาน ทำให้การจำแนกประเภทของโคบอทส์ยังไม่มีความชัดเจนนัก จนกระทั่งปี 2016 องค์การระหว่างประเทศว่าด้วยการมาตรฐานได้จำแนกโคบอทส์ออกเป็น 4 ประเภทตาม ISO/TS 15066 ดังนี้

1. Safety monitored stop

โคบอทส์ที่พัฒนาขึ้นจากหุ่นยนต์อุตสาหกรรมทั่วไปด้วยการติดตั้งระบบเซนเซอร์ โคบอทส์ประเภทนี้จะมีการทำงานร่วมกันระหว่างหุ่นยนต์และพนักงานน้อยที่สุด โดยโคบอทส์จะหยุดการเคลื่อนที่เมื่อมีพนักงานเข้าไปในพื้นที่รั้วกั้น

2. Speed and separation

โคบอทส์ประเภทนี้มีความคล้ายคลึงกับประเภท Safety monitored stop ถูกพัฒนาต่อยอดจากหุ่นยนต์อุตสาหกรรมเช่นเดียวกัน แต่ใช้ วิชันซิสเต็ม (Vision System) ที่ก้าวหน้ากว่า เพื่อลดความเร็วของหุ่นยนต์เมื่อพนักงานเข้าใกล้ และหยุดเคลื่อนที่เมื่อเข้าใกล้มากเกินไป 

3. Power and force limiting

โคบอทส์ที่มีส่วนขอบโค้งมน และติดตั้งเซนเซอร์ป้องกันการชนปะทะ เพื่อให้สามารถตรวจสอบความเคลื่อนไหวของพนักงาน และหยุดการทำงานได้อย่างรวดเร็ว โดยโคบอทส์ประเภทนี้มักใช้งานคู่กับแขนหุ่นยนต์ที่มีความเร็วต่ำ หรือมีแรงยกน้อยเพื่อให้มีความปลอดภัยเมื่อชนปะทะกับพนักงาน

4. Hand guiding

โคบอทส์ประเภทสุดท้ายถูกออกแบบมาให้ผู้ใช้งานสามารถใช้มือในการบังคับหุ่นยนต์ให้อยู่ในตำแหน่งที่ต้องการเพื่อสอนการทำงานรูปแบบใหม่ ๆ ได้ เพื่อช่วยให้การโปรแกรมโคบอทส์มีความรวดเร็ว และลดดาวน์ไทม์ให้เหลือน้อยที่สุด ไปจนถึงลดความต้องการทักษะด้านการเขียนโปรแกรมของผู้ใช้ให้น้อยลงอีกด้วย

โคบอทส์มีดียังไง ?

เมื่อเดือนสิงหาคม 2020 World Economic Forum (WEF) กล่าวว่า ในอนาคต Full Automation จะเจอทางตัน เนื่องจากความต้องการผลิตภัณฑ์ที่หลากหลายมากขึ้นจากผู้บริโภค และการตลาดแบบเจาะจง ทำให้รูปแบบของ Full Automation ที่รองรับการผลิตสินค้าที่หลากหลายได้ในสายการผลิตเดียวมีค่าใช้จ่ายและความซับซ้อนสูง

โดยแนวทางการแก้ไขปัญหานี้ในสายตาของ WEF คือการใช้พนักงานที่มีทักษะสูงเป็นส่วนหนึ่งของสายการผลิต ซึ่งความสามารถในการตัดสินใจ การแก้ปัญหาเฉพาะหน้าและไหวพริบของมนุษย์เป็นสิ่งที่เครื่องจักรยังไม่อาจทำแทนได้ การแบ่งงานที่ต้องมีความยืดหยุ่นให้พนักงาน และมอบงานที่ต้องทำซ้ำให้เครื่องจักรกล 

ด้วยเหตุนี้ WEF จึงดำเนินกราทดลองร่วมกับ VEO Robotics โดยให้พนักงานทำงานร่วมกับโคบอทส์ พบว่าสามารถลดระยะเวลาการจัดเรียงกล่องลงบนพาเลทได้ถึงครึ่งหนึ่ง ในขณะที่การทดลองร่วมกับสถาบัน Advanced Robotics for Manufacturing (ARM) สามารถลด Cycle Time ได้ 2 ใน 3 

ในอีกด้าน งานวิจัยจาก MIT ซึ่ง WEF นำมาอ้างอิงพบว่า เมื่อให้พนักงานทำงานร่วมกับโคบอทส์แล้วสามารถลด Idle Time ได้ถึง 85% เลยทีเดียว

เนื่องจากโคบอทส์มีความปลอดภัยสูง สามารถทำงานร่วมกับมนุษย์ได้ ทำให้สามารถนำมาใช้ในโรงงานอุตสาหกรรม และสายการผลิตได้ง่ายโดยไม่จำเป็นต้องดัดแปลงสายการผลิตที่มีอยู่แต่เดิมมากนัก จึงเหมาะสำหรับผู้ประกอบการที่ยังไม่ต้องการใช้ระบบอัตโนมัติแบบตลอดสายการผลิต เช่น ผู้ประกอบการรายย่อย

สำหรับในกลุ่มผู้ประกอบการรายใหญ่ การนำ Cobots มาใช้มักเป็นในส่วนของการลดภาระพนักงาน เช่น ในอุตสาหกรรมยานยนต์ ซึ่งกระบวนการผลิตส่วนใหญ่เป็นระบบอัตโนมัติ Cobots จึงมักถูกนำมาใช้ในกระบวนการประกอบ หรือการนำไปใช้ในการหยิบจับและป้อนชิ้นงาน ซึ่งเป็นกระบวนการซ้ำ ๆ และส่งผลต่อสุขภาพพนักงานได้

นอกจากนี้ หากเป็น Cobots ประเภทที่สามารถสอนการทำงานได้ง่านอย่างประเภท Hand guiding แล้ว โคบอทส์หนึ่งเครื่องยังสามารถนำไปปรับใช้ได้อย่างหลากหลายและมีความสะดวก เนื่องจากลดการพึ่งพาการเขียนโปรแกรม หรือใช้บริการจาก Systems Integrators (SI) ได้อีกด้วย

• ไม่ต้อง Teaching โรบอทอีกต่อไป ด้วย Robotmaster CAD/CAM for Robot Programming

อย่างไรก็ตาม การเลือกหุ่นยนต์ขึ้นอยู่กับรูปแบบการนำไปใช้เป็นหลัก ซึ่ง IFR แสดงความเห็นว่าหากต้องการทั้งความเร็วและความแม่นยำสูงแล้ว เป็นไปได้ยากที่ Cobots จะเอาชนะระบบอัตโนมัติได้ในราคาที่สมเหตุสมผล และหุ่นยนต์อุตสาหกรรมทั่วไปจะยังคงเป็นตัวเลือกที่น่าสนใจกว่า อีกทั้งการใช้โคบอทส์หยิบจับชิ้นงานที่มีขอบแหลมคมก็ไม่ช่วยให้คนงานที่ทำงานกับโคบอทส์ได้รับความปลอดภัยมากขึ้น 

นอกจากนี้ยังมีปัจจัยอื่นไม่ว่าจะเป็นความเข้ากันได้กับสายการผลิตที่มีอยู่ และราคาที่สูงกว่า อีกทั้งยังมีงานอีกหลายชนิดที่มนุษย์สามารถทำได้ง่าย แต่หุ่นยนต์ทำได้ยากอีกด้วย ทำให้โคบอทส์ไม่ใช่ทางออกของทุกปัญหาเสมอไป

กรณีศึกษา ตัวอย่างการใช้งาน Cobots ในภาคอุตสาหกรรมและสังคม

ปัจจุบันโคบอทส์ถูกนำมาใช้งานได้ในหลายกระบวนการ ไม่ว่าจะเป็นการหยิบจับชิ้นงาน, การประกอบชิ้นส่วน, งานบรรจุชิ้นงานเข้าออกจากเครื่องจักรกล, งานตรวจสอบคุณภาพ, งานบรรจุภัณฑ์, หรือกระทั่งกระบวนการต่าง ๆ อย่างการตัด เชื่อม เจาะรู ด้วยการติดตั้งทูลส์ที่เหมาะสมลงบนโคบอทส์ ซึ่งมีตัวอย่างกรณีศึกษาที่ได้คัดเลือกมาดังนี้

BMW

Photo: BMW Group

มีรายงานการนำ Cobots มาใช้ในสายการผลิตยานยนต์ของ BMW ตั้งแต่ปี 2014 โดยติดตั้ง Universal Robot มาช่วยในกระบวนการบุวัสดุกันเสียงและความชื้นเข้ากับประตูยานยนต์ ซึ่งแต่เดิมเป็นงานที่ต้องอาศัยแรงงานและพนักงานจำนวนมาก และในปีถัดมา BMW ได้จัดหาโคบอทส์จาก KUKA มาใช้ในกระบวนการผลิตเพลาหน้ายานยนต์

V-Zug

 
Photo: Fanuc

V-Zug ผู้ผลิตเครื่องใช้ไฟฟ้าจากสวิตเซอร์แลนด์ ใช้โคบอทส์จาก Fanuc ในกระบวนการทดสอบแผงควบคุมเครื่องใช้ไฟฟ้าในครัวเรือน เช่น หม้อหุงข้าว เดิมทีแล้วบริษัทใช้พนักงานประกอบแผงควบคุมและทดสอบไปพร้อมกัน แต่ในขั้นตอนการทดสอบจำเป็นต้องติดตั้งซอฟต์แวร์เป็นเวลาราว 2 นาที จึงนำโคบอทส์มาใช้ทดสอบแทน และเปลี่ยนให้พนักงานไปทำการประกอบแผงควบคุมชิ้นถัดไปเพื่อลดภาระพนักงาน อีกทั้งโคบอทส์ยังสามารถกดปุ่มแผงควบคุมได้ด้วยแรงเท่ากันทุกครั้งอีกด้วย

Advanced Osteotomy Tools AG

 
Photo: Advanced Osteotomy Tools AG 

Advanced Osteotomy Tools AG (AOT) จากสวิตเซอร์แลนด์ พัฒนาโคบอทส์ทางการแพทย์ ชื่อว่า “CARLO” เพื่อใช้งานเป็นหุ่นยนต์ผู้ช่วยแพทย์ในงานศัลยกรรมกระดูก ซึ่งมีเซนเซอร์ที่แม่นยำและมีความละเอียดสูงกว่าการทำงานด้วยสายตามนุษย์ ในกรณีที่เกิดความผิดพลาดก็สามารถหยุดการเคลื่อนที่ได้รวดเร็วกว่ามนุษย์อีกด้วย

โคบอทส์ในตลาดมีแบรนด์ไหนบ้าง?

ตามที่ได้กล่าวไปในช่วงต้นว่าโคบอทส์มักถูกใช้เป็นชื่อเรียกด้วยเหตุผลทางด้านการตลาดเป็นหลัก แต่ก็เป็นที่เห็นชัดว่าปัจจุบัน ผู้ผลิตหุ่นยนต์หลายรายได้เพิ่มโคบอทส์เข้าไปในไลน์ผลิตภัณฑ์ของตนมากขึ้นอย่างต่อเนื่อง ยกตัวอย่างเช่น Universal Robot ซึ่งเปิดตัวโคบอทส์สู่ตลาดตั้งแต่ปี 2008 และได้รับการยอมรับจากผู้ใช้หลายรายทั่วโลกทั้งในและนอกอุตสาหกรรมการผลิต ซึ่งนับเป็นเวลานานก่อนหน้าหุ่นยนต์ชนิดนี้จะได้รับการจัดตั้งมาตรฐานอย่างเป็นทางการ, Fanuc ซึ่งผลิตโคบอทส์ออกมาหลายรุ่นเพื่อให้สอดคล้องกับความต้องการในอุตสาหกรรมต่าง ๆ ตั้งแต่การหยิบจับชิ้นงานไปจนถึงการแมชชีนนิ่ง, Nachi ซึ่งผลิตโคบอทส์ออกมาครบทั้ง 4 ประเภทตามมาตรฐานที่ ISO จำแนกไว้, Mitsubishi Electric เปิดตัวโคบอทส์รุ่นใหม่เข้าสู่ตลาดเมื่อเดือนพฤษภาคมปีที่แล้ว, และแบรนด์อื่น ๆ อีกมาก ทำให้ปัจจุบันมีโคบอทส์ในตลาดมากมายหลายรุ่น ซึ่งผู้สนใจก็สามารถมองหาโคบอทส์ที่ตอบโจทย์ความต้องการของตนได้ไม่ยาก และจะมีตัวเลือกเพิ่มขึ้นอีกในอนาคต

อนาคตของโคบอทส์

เดิมทีในช่วงก่อนการระบาดของโควิด-19 สัดส่วนโคบอทส์เมื่อเทียบกับโรบอทส์ในภาพรวมยังมีไม่มากนัก โดยทั้ง IFR และ WEF รายงานว่า ในปี 2018 โคบอทส์มีการติดตั้งรวมเป็นสัดส่วน 3.24% จากจำนวนหุ่นยนต์อุตสาหกรรมทั้งหมด และเพิ่มขึ้นมาอยู่ที่ 4.8% ในปี 2019 

ด้วยเหตุนี้เอง จึงเป็นที่คาดการณ์ว่าตลาด Cobots จะมีการเติบโตอย่างก้าวกระโดดไปจนถึงปี 2025 เป็นอย่างน้อย เมื่อเกิดการระบาดของโควิดในช่วงต้นปี 2020 พบว่ายังไม่มีรายงานตัวเลขการคาดการณ์ฉบับใหม่ออกมา

อย่างไรก็ตามหลายฝ่ายเห็นพ้องกันว่า หากมีการแจกจ่ายวัคซีนแล้ว โคบอทส์จะกลับมาเติบโตได้ตามแนวโน้มเดิม ในขณะที่อีกหลายบริษัทคาดการณ์ว่าโคบอทส์จะมีความต้องการมากขึ้นในยุค New Normal ไปจนถึงความต้องการนำไปใช้ในด้านอื่น ๆ เช่น อุตสาหกรรมการแพทย์ อีกทั้งจากแนวโน้มในหลายปีที่ผ่านมานี้ ทำให้หลายสำนักคาดการณ์ตรงกันว่าเอเชียจะยังคงครองแชมป์ตลาดโคบอทส์ที่ใหญ่ที่สุดต่อไป 

Source: IFR (ข้อมูลวันที่ 29 กันยายน 2020) 

ขอขอบคุณข้อมูลจาก
International Federation of Robotics
Robotic Industries Association
World Economic Forum
AIMultiple
Asian Robotics Review LLC