ระบบ RFID คุมการเตรียมวัตถุดิบในโรงงานเซรามิก ชั่งผิดสูตรแล้วรู้ทันทีตั้งแต่หน้าเครื่องชั่ง

โรงงานเซรามิกผสมน้ำเคลือบจากเคมีหลายสิบตัวตามสูตรของแต่ละรุ่นสินค้า ถ้าตัวใดตัวหนึ่งชั่งเกินหรือขาด กว่าจะรู้ก็ตอนเผาออกมาแล้วสีเพี้ยน งานนี้คือการย้ายจุดตรวจจากปลายทาง มาไว้ที่หน้าเครื่องชั่ง

ผังสถานีเตรียมวัตถุดิบ ถังวัตถุดิบติด RFID Tag วางอยู่บนเครื่องชั่ง มีเครื่องอ่าน RFID อยู่ด้านข้าง และ Panel PC แสดงรายการที่ต้องชั่งอยู่ด้านบน ผังสถานีเตรียมวัตถุดิบหนึ่งจุด

หนึ่งสถานี มีสามอย่างที่ต้องคุยกัน

ถังวัตถุดิบติด RFID Tag ไว้ที่ตัวถัง เครื่องอ่านที่ข้างสถานีจึงรู้ทันทีว่าถังที่ยกมาวางคือถังของวัตถุดิบตัวไหน ไม่ใช่ให้คนอ่านป้ายแล้วพิมพ์เอง

ถังวางอยู่บนเครื่องชั่งที่ต่อตรงเข้าระบบ น้ำหนักที่ขึ้นบนหน้าจอจึงเป็นน้ำหนักจริงที่อ่านจากตาชั่ง ไม่ใช่ตัวเลขที่คนคีย์

Panel PC ที่สถานีแสดงรายการที่ต้องเตรียมทีละบรรทัด พนักงานจึงเห็นว่ากำลังชั่งตัวไหน ต้องได้เท่าไร และชั่งได้จริงเท่าไร ในหน้าจอเดียว

โจทย์ที่ทำให้ต้องมีระบบนี้

ความเสียหายของงานเซรามิกมาทีหลังเสมอ และมาตอนที่แก้ไม่ได้แล้ว

  • น้ำเคลือบหนึ่งสูตรผสมจากเคมีหลายสิบตัว การหยิบผิดถังหรือชั่งเกินไม่กี่ขีด ตอนเตรียมมองไม่เห็นเลยว่าผิด เพราะผงสีขาวหน้าตาเหมือนกันหมด
  • กว่าจะรู้ว่าสูตรเพี้ยนคือตอนชิ้นงานออกจากเตาแล้ว ซึ่งของทั้งล็อตผ่านทั้งการขึ้นรูป การเคลือบ และการเผามาแล้ว ต้นทุนที่เสียไปคือทั้งกระบวนการ ไม่ใช่แค่ค่าเคมี
  • เมื่อของเสียแล้วสอบกลับไม่ได้ว่าล็อตนั้นใช้วัตถุดิบ Batch ไหนบ้าง เพราะบันทึกอยู่บนกระดาษที่หน้างาน แล้วค่อยมาคีย์เข้าระบบทีหลัง
  • ยอดการใช้วัตถุดิบที่ส่งเข้า ERP เป็นตัวเลขตามสูตร ไม่ใช่ตามที่ชั่งจริง สต๊อกบนระบบกับของในถังจึงห่างกันขึ้นเรื่อยๆ

สิ่งที่ระบบต้องทำให้ได้

สามข้อนี้คือขอบเขตงานที่ตกลงกันตั้งแต่ต้น

1. ดึงแผนการผลิตมาเอง

รับแผนการผลิตจาก ERP โดยตรง พนักงานไม่ต้องคีย์เลขออร์เดอร์หรือรหัสสูตรใหม่ที่หน้างาน

2. ตรวจตั้งแต่ตอนชั่ง ไม่ใช่ตอนตรวจของ

ทุกครั้งที่วางถังลงบนเครื่องชั่ง ระบบต้องเทียบทั้งตัววัตถุดิบและน้ำหนักกับสูตรทันที ถ้าไม่ตรงต้องแจ้งก่อนที่จะเทลงถังผสม

3. ส่งยอดที่ใช้จริงกลับเข้า ERP

ตัดสต๊อกด้วยน้ำหนักที่ชั่งได้จริงพร้อม Batch ของวัตถุดิบแต่ละตัว ไม่ใช่ตัดตามสูตร

ระบบทำงานอย่างไร

ไล่จากแผนการผลิตใน ERP ลงมาถึงถังวัตถุดิบที่วางอยู่บนตาชั่ง

  • ระบบดึง Production Plan จาก ERP ซึ่งในงานนี้คือ SAP แล้วกางออกมาเป็นรายการงานที่รอเตรียมในแต่ละโรงและแต่ละเครื่อง
  • พนักงานเลือกงานที่สถานี ระบบกางรายการวัตถุดิบตาม BOM ของสูตรนั้น ออกมาทีละบรรทัด พร้อมปริมาณที่ต้องได้และ Batch ที่ต้องใช้
  • ยกถังวางบนเครื่องชั่ง เครื่องอ่าน RFID อ่าน Tag ที่ถัง เพื่อยืนยันว่าเป็นวัตถุดิบตัวที่บรรทัดนั้นต้องการจริง ถ้าหยิบผิดถังระบบรู้ทันทีตั้งแต่ยังไม่เริ่มชั่ง
  • น้ำหนักอ่านตรงจากตาชั่งเข้าระบบ แล้วเทียบกับค่าตาม BOM ถ้าอยู่ในเกณฑ์จะขึ้นเครื่องหมายผ่านให้ทำบรรทัดถัดไป ถ้าเกินเกณฑ์จะแจ้งเตือนด้วยป้าย LED หรือสัญญาณเสียงที่หน้างาน เพราะคนที่กำลังยกถังไม่ได้จ้องจออยู่ตลอด
  • รองรับการชดเชยความชื้นก่อนคิดน้ำหนัก สำหรับวัตถุดิบที่อุ้มน้ำ เพราะน้ำหนักที่ตาชั่งอ่านได้กับปริมาณเนื้อวัตถุดิบจริงไม่เท่ากัน ถ้าไม่ชดเชย สูตรจะเพี้ยนทั้งที่ตัวเลขบนตาชั่งตรงเป๊ะ
  • นอกจากตาชั่ง ระบบยังต่อกับเครื่องนับจำนวน เครื่องวัดปริมาณ และวาล์วน้ำแบบดิจิทัล ได้ จึงคุมขั้นตอนเติมน้ำให้เป็นอัตโนมัติในจังหวะเดียวกัน
  • เมื่อครบทุกบรรทัด ระบบส่งยอดที่ใช้จริงกลับเข้า ERP พร้อม Batch ของวัตถุดิบแต่ละตัว และ export เป็น Excel, CSV หรือ Text file ได้ตามรูปแบบที่ฝ่าย IT ต้องการ

จุดสุดท้ายก่อนเทลงเครื่องปั่น

ขั้นตอนที่พลาดแล้วแพงที่สุด เพราะพลาดแล้วต้องทิ้งทั้งถัง

วัตถุดิบที่เตรียมไว้อ่าน Tag ที่ตู้ควบคุมมือถือแสดงรายการกวาดสแกนทั้งกองตรงกับรายการไหมไม่ตรงตรงไฟแดง + ไซเรนเทลงเครื่องปั่น
  • เมื่อเตรียมครบทุกตัวแล้ว วัตถุดิบทั้งหมดจะถูกนำมากองรวมกันไว้ก่อน แล้วจึงเทลงเครื่องปั่นพร้อมกันทีเดียว ไม่ได้ทยอยเททีละตัว
  • Tag ของเครื่องปั่นติดอยู่ที่ตู้ควบคุม ซึ่งอยู่แยกจากตัวเครื่อง พนักงานอ่าน Tag นี้ด้วยมือถือก่อน เพื่อบอกระบบว่ากำลังจะเทลงเครื่องไหน
  • มือถือดึงรายการวัตถุดิบที่ถูกจัดเตรียมไว้ตั้งแต่ขั้นตอนแรก ของงานนั้นขึ้นมาแสดง พนักงานจึงเห็นว่าควรมีอะไรอยู่ในกองบ้าง
  • พนักงานกวาดอ่าน Tag ทั้งกองในรอบเดียว ไม่ต้องยิงทีละถัง ระบบเทียบรายการที่อ่านได้กับรายการที่ควรมีทันที
  • ระบบจับได้ทั้งสองทาง ทั้งตัวที่ขาดหายไป และตัวแปลกปลอมที่เกินมาจากรายการ ซึ่งอย่างหลังอันตรายกว่า เพราะมองด้วยตาแล้วกองดูครบดีทุกอย่าง
  • ถ้าไม่ตรง แอปบนมือถือจะส่งสัญญาณไปที่ Dashboard จอใหญ่ ไฟแดงกระพริบพร้อมเสียงไซเรน พนักงานต้องหยุดตรวจสอบทันทีก่อนทำอะไรต่อ

เหตุผลที่การแจ้งเตือนต้องดังและเห็นได้ทั้งพื้นที่ ไม่ใช่เด้งอยู่บนมือถือเครื่องเดียว คือถ้าเทลงไปแล้วย้อนกลับไม่ได้ เมื่อ QC ตรวจคุณภาพแล้วไม่ผ่าน ต้องเทน้ำยาทิ้งทั้งถัง ซึ่งไม่ได้เสียแค่ค่าวัตถุดิบ แต่เสียเวลาเครื่องปั่นและเสียคิวการผลิตที่ต่อคิวรออยู่ด้วย

ก่อนมีระบบนี้ ปัญหาการเทผิดแล้วต้องทิ้งทั้งถังเกิดขึ้นบ่อยมาก เพราะไม่มีจุดไหนเลยในขั้นตอนเดิมที่หยุดคนไว้ได้ก่อนเท การตรวจทุกอย่างอยู่ปลายทางที่ QC ซึ่งเป็นเวลาที่สายไปแล้วเสมอ

หน้าจอที่ใช้จริงหน้างาน

สองจอที่สถานีเตรียมวัตถุดิบ จอแรกคือคิวงาน จอที่สองคือรายการที่กำลังชั่ง

หน้าจอแสดงรายการแผนการผลิตที่ดึงมาจาก ERP แสดงวันที่ เลขออร์เดอร์ รหัสวัตถุดิบ เลข B/M เลข Batch และสถานะรอดำเนินการ หน้าจอระบบจริง ปิดบังชื่อลูกค้าและรหัสสูตรแล้ว
หน้าจอแสดงรายการจัดเตรียมวัตถุดิบทีละบรรทัด บรรทัดที่กำลังทำถูกไฮไลต์สีส้ม และบรรทัดที่ชั่งผ่านแล้วขึ้นเครื่องหมายถูกสีเขียว หน้าจอระบบจริง ปิดบังชื่อลูกค้า ชื่อเคมี และรหัสสูตรแล้ว

ซ้ายคือคิวงานที่ไหลมาจาก ERP พนักงานเลือกงานจากจอนี้โดยไม่ต้องคีย์เลขออร์เดอร์ ขวาคือหน้าจอตอนชั่งจริง บรรทัดสีส้มคือตัวที่กำลังทำอยู่ เครื่องหมายถูกสีเขียวคือชั่งผ่านเกณฑ์แล้ว พนักงานจึงรู้ตลอดว่าอยู่ตรงไหนของสูตรและเหลืออีกกี่ตัว

ฝั่งเว็บที่หัวหน้างานและฝ่ายวางแผนใช้

ข้อมูลชุดเดียวกันเปิดดูผ่านเว็บได้ หน้านี้คือจุดที่ตรวจว่างานหนึ่งออร์เดอร์ชั่งครบหรือยังและมีตัวไหนหลุดเกณฑ์ ก่อนกดยืนยันส่งกลับเข้า SAP

หน้าเว็บแสดงรายการวัตถุดิบของหนึ่งออร์เดอร์ พร้อมน้ำหนักตามสูตร น้ำหนักที่ชั่งได้จริงแถบสีเขียวเมื่ออยู่ในเกณฑ์และสีส้มเมื่อหลุดเกณฑ์ Batch และปุ่มยืนยันข้อมูลกลับเข้า SAP หน้าจอระบบจริง ปิดบังชื่อลูกค้าและชื่อเคมีแล้ว

คอลัมน์ขวาสุดคือน้ำหนักที่ชั่งได้จริง แถบเขียวคืออยู่ในเกณฑ์ แถบส้มคือหลุดเกณฑ์ เทียบกับน้ำหนักตามสูตรในคอลัมน์ซ้าย ทุกบรรทัดผูกกับ Batch ของวัตถุดิบไว้แล้ว จึงสอบกลับได้ว่าสินค้าล็อตนี้ใช้ของจาก Batch ไหนบ้าง ปุ่มบนหัวตารางคือการยืนยันส่งยอดกลับเข้า SAP และการ export ออกเป็นไฟล์

ในภาพชุดนี้เราปิดบังชื่อลูกค้า ชื่อเคมี และรหัสสูตรน้ำเคลือบไว้ทั้งหมด เพราะรายชื่อเคมีคู่กับปริมาณคือสูตรของลูกค้า และรหัสสูตรก็ชี้กลับไปที่รุ่นสินค้าได้ ส่วนรหัสวัตถุดิบ น้ำหนัก Batch และแถบสีผ่านหรือไม่ผ่าน คงไว้ทั้งหมดเพื่อให้เห็นวิธีทำงานจริง

สิ่งที่เห็นได้หลังระบบเดิน

ของที่เคยไม่มีใครนับ กลายเป็นตัวเลขที่เปิดดูได้

หน้าจอรายงานสรุปการผลิต แจกแจงจำนวนงานตามสถานะ ทั้งงานใหม่ งานเลื่อน งานกำลังทำ งานที่เตรียมผ่านแล้ว งานที่เสร็จ และงานที่ระบบตรวจพบความไม่ตรงกัน พร้อมกราฟวงกลม หน้าจอระบบจริง ปิดบังชื่อลูกค้าแล้ว

หน้ารายงานสรุปแจกแจงงานทั้งหมดในช่วงที่เลือกออกเป็นสถานะ ทั้งงานใหม่ งานที่เลื่อน งานที่กำลังทำ งานที่เตรียมผ่านแล้ว งานที่เสร็จ และ งานที่ระบบตรวจพบว่าเตรียมไม่ตรงตาม BOM

ในภาพนี้ จากงานทั้งหมด 749 รายการ มี 270 รายการที่ถูกระบบจับได้ว่าไม่ตรง คิดเป็น 36% ตัวเลขนี้ไม่ได้แปลว่าของเสีย 270 ล็อต แต่แปลว่ามีการเตรียมที่ไม่ตรงสูตรเกิดขึ้น 270 ครั้ง และถูกจับได้ตอนที่ยังแก้ทัน

ประเด็นที่สำคัญกว่าตัวเลขคือ ก่อนมีระบบนี้ ความไม่ตรงเหล่านั้นก็เกิดขึ้นอยู่แล้ว เพียงแต่ไม่มีใครนับ และไม่มีใครรู้ว่ามันเกิดบ่อยแค่ไหน

ระบบนี้ถูกสร้างขึ้นมาอย่างไร

ตั้งแต่กระดานไวท์บอร์ดวันแรก จนถึงเฟิร์มแวร์ที่รันอยู่บนบอร์ดหน้างาน ทีมเดียวทำทั้งหมด

กระดานไวท์บอร์ดจากการประชุมออกแบบระบบร่วมกับลูกค้า มีภาพร่างกองวัตถุดิบ ตารางข้อมูล และลำดับขั้นตอนตั้งแต่รับเข้าจนถึงการอ่าน RFID Tag ภาพจากหน้างานจริง

เริ่มจากนั่งคุยกับคนที่ทำงานจริง ก่อนเขียนโค้ดบรรทัดแรก

ภาพนี้คือกระดานจากวันที่เราเข้าไป Brainstorm ร่วมกับทีมของลูกค้า ไล่ตั้งแต่ของเข้าคลังเป็นกระสอบ ไปจนถึงจุดที่จะติด RFID Tag และจุดที่ข้อมูลต้องวิ่งกลับเข้า SAP

เราทำแบบนี้ทุกงาน เพราะขั้นตอนจริงหน้างานมักไม่เหมือนที่เขียนไว้ในเอกสาร และจุดที่ระบบจะพังคือจุดที่เราเดาเอาเองว่าเขาทำงานกันแบบไหน กระดานแผ่นนี้คือสิ่งที่ทำให้เรารู้ว่าต้องวัดอะไรบ้างก่อนออกแบบ

เขียนเองบน Qt Embedded ไม่ได้ซื้อของสำเร็จรูปมาประกอบ

ภาพขวาคือหน้าจอตอนพัฒนาจริง ด้านหลังคือ Qt Creator ที่กำลังแก้ฟังก์ชันอ่าน Tag ของถังวัตถุดิบ ด้านหน้าคือโปรแกรมที่กำลังรันอยู่ และป๊อปอัปที่แสดงหมายเลข Tag ที่เพิ่งอ่านได้

ตัวโปรแกรมหน้าสถานีเป็น Qt Embedded รันบน ARM board ไม่ใช่พีซีเต็มตัว ซึ่งเป็นงานที่เราถนัด เพราะทำให้ต้นทุนต่อสถานีต่ำพอที่จะติดตั้งหลายจุดได้จริง

ประเด็นไม่ได้อยู่ที่ว่าเทคโนโลยีไหนเท่กว่า แต่อยู่ที่ว่าระบบแบบนี้จับต้องและลงทุนได้ ไม่ใช่ระบบที่ต้องซื้อของสำเร็จรูปยี่ห้อหรูมาใช้อย่างเดียว และเมื่อทุกชั้นเราเขียนเอง เวลาหน้างานขอแก้เงื่อนไข เราแก้ให้ได้จริงโดยไม่ต้องรอผู้ผลิตต่างประเทศ

หน้าจอระหว่างพัฒนา แสดง Qt Creator ที่เปิดโค้ดฟังก์ชันอ่าน RFID Tag อยู่ด้านหลัง และโปรแกรมที่กำลังรันพร้อมป๊อปอัปแสดงหมายเลข Tag ที่อ่านได้อยู่ด้านหน้า หน้าจอระหว่างพัฒนาจริง ปิดบังชื่อลูกค้า ชื่อเคมี และรหัสสูตรแล้ว
หน้าต่างจำลองป้ายแสดงผลสองจอ แต่ละจอแสดงรหัสวัตถุดิบพร้อมคำสั่ง FOR DISCHARGE ที่จะถูกส่งออกไปแสดงที่ป้ายหน้างาน หน้าต่างจำลองป้ายแสดงผลระหว่างพัฒนา

ข้อความที่จะไปโผล่บนป้ายหน้างาน ถูกทดสอบตั้งแต่บนโต๊ะพัฒนา

สองหน้าต่างนี้คือตัวจำลองป้ายแสดงผลที่สถานี แต่ละจอแสดงรหัสวัตถุดิบพร้อมคำสั่งที่ต้องทำกับถังนั้น เราทดสอบข้อความและจังหวะการส่งบนโต๊ะก่อน แล้วค่อยต่อเข้าป้ายจริงที่หน้างาน

ที่ต้องมีสองจอเพราะหนึ่งสถานีมีมากกว่าหนึ่งจุดที่คนยืน การแสดงผลจุดเดียวแปลว่าจะมีคนที่มองไม่เห็น

หน้าตั้งค่าชดเชยความชื้น

วัตถุดิบบางตัวอุ้มน้ำไม่เท่ากันในแต่ละล็อตและแต่ละฤดู หน้านี้คือจุดที่ฝ่ายคุณภาพใส่ค่าเปอร์เซ็นต์ความชื้นของวัตถุดิบตัวนั้นแยกตามคลัง เข้าไปในระบบ

เมื่อถึงเวลาชั่ง ระบบจะเอาค่านี้ไปคำนวณย้อนกลับว่าต้องชั่งน้ำหนักเปียกเท่าไรจึงจะได้เนื้อวัตถุดิบแห้งตรงตามสูตร พนักงานหน้าเครื่องชั่งจึงไม่ต้องคิดเลขเอง และไม่ต้องรู้ด้วยซ้ำว่ามีการชดเชยเกิดขึ้น

นี่คือรายละเอียดที่มองไม่เห็นจากภายนอก แต่เป็นตัวชี้ขาดว่าระบบคุมสูตรได้จริงหรือแค่คุมตัวเลขบนตาชั่ง

หน้าจอแก้ไขข้อมูลวัตถุดิบที่ต้องชดเชยความชื้น แสดงรหัสวัตถุดิบและช่องกรอกเปอร์เซ็นต์ความชื้นแยกตามคลังสองแห่ง หน้าจอระบบจริง ปิดบังชื่อเคมีแล้ว

งานแบบไหนที่ใช้ระบบนี้ได้อีก

รูปแบบของงานนี้คือผสมของหลายตัวตามสูตร แล้วความผิดพลาดไปโผล่ตอนปลายทาง อุตสาหกรรมไหนมีลักษณะนี้ก็ใช้โครงสร้างเดียวกันได้ เปลี่ยนแค่นิยามของสูตรและเกณฑ์ที่ยอมรับได้

  • โรงงานสี หมึกพิมพ์ และเคมีภัณฑ์ ที่ผสมตามสูตรแล้วเพี้ยนนิดเดียวก็เห็นผลชัด
  • โรงงานอาหารและอาหารสัตว์ ที่ต้องสอบกลับได้ว่าล็อตนี้ใช้วัตถุดิบ Batch ไหน ตามข้อกำหนดด้านความปลอดภัย
  • โรงงานยางและพลาสติกคอมพาวด์ ที่สัดส่วนสารเติมแต่งมีผลโดยตรงกับคุณสมบัติของชิ้นงาน
  • งานผสมปุ๋ยหรือสารเคมีเกษตร ที่ต้องมีหลักฐานปริมาณที่ใช้จริงต่อหน่วยผลิต

สิ่งที่ต้องคุยกันก่อนเสมอคือเกณฑ์ที่ยอมรับได้ของแต่ละวัตถุดิบ เพราะบางตัวคลาดเคลื่อนได้เป็นเปอร์เซ็นต์ แต่บางตัวคลาดเคลื่อนได้แค่ไม่กี่กรัม ถ้าตั้งเกณฑ์แคบเกินไปหน้างานจะติดทั้งวัน ถ้ากว้างเกินไปก็เท่ากับไม่ได้ตรวจ

สิ่งที่ได้เรียนรู้จากงานนี้

งานนี้สอนเรื่องเดียวที่ชัดมาก คือ RFID อย่างเดียวไม่พอ ถ้าอ่าน Tag ได้ว่าเป็นวัตถุดิบตัวไหนแต่ไม่รู้ว่าชั่งได้เท่าไร ระบบก็ยังตรวจอะไรไม่ได้ จุดที่ทำให้งานนี้ใช้ได้จริงคือการที่ RFID ทำงานคู่กับตาชั่งและกับ BOM พร้อมกันทั้งสามทาง

อีกเรื่องคือการแจ้งเตือนต้องอยู่ในที่ที่คนมองเห็นตอนนั้น เราเริ่มจากแสดงผลบนหน้าจออย่างเดียว แล้วพบว่าคนที่กำลังยกถังไม่ได้จ้องจอ การเพิ่มป้าย LED และสัญญาณเสียงที่หน้างานจึงไม่ใช่ของตกแต่ง แต่เป็นสิ่งที่ทำให้ระบบถูกใช้จริง

ข้อสุดท้ายคือเรื่องความชื้น ตอนออกแบบแรกเราคิดว่าชั่งให้ตรงก็จบ แต่หน้างานจริงวัตถุดิบบางตัวอุ้มน้ำไม่เท่ากันในแต่ละวัน การชั่งให้ตรงตัวเลขจึงไม่เท่ากับได้เนื้อวัตถุดิบตรงตามสูตร ระบบต้องชดเชยความชื้นให้ก่อนถึงจะเรียกได้ว่าคุมสูตรได้จริง

ระบบ RFID ติดตามสายการผลิต Case Study ติดตามสายการผลิต 1,000 จุด ระบบ RFID คลังสินค้า รับพัฒนาระบบ RFID

มีงานผสมตามสูตรที่รู้ว่าพลาดตอนปลายทางอยู่หรือเปล่า?

เล่าขั้นตอนปัจจุบันให้เราฟัง เราช่วยประเมินว่า RFID คุ้มกับงานนั้นไหม ปรึกษาฟรี

ติดต่อเรา