เทคโนโลยีสนับสนุนการผลิต

ผู้พัฒนา รางวัลชมเชย วิทยาลัยเทคนิคมีนบุรี

อาจารย์ที่ปรึกษา นายสหัสกร สุพรรณคง

นักศึกษา นายภัทรพล ฉิมพลี นายปฏิภาณ ดวงดาว นายวัชรวิทย์ นิลพัฒน์ นางสาวกิดาการ มาลัยทัย นายอติเทพ ดวงดาว นางสาวอารีพร มะสูงเนิน

       วิสาหกิจชุมชนกลุ่มเสื้อผ้าและเครื่องแต่งกาย A&R (ART AND REGION) เริ่มดำเนินการ ปี พ.ศ. 2560 เกิดจากวิถีชีวิตของอำเภอเชียงของ ที่มีความเป็นอัตลักษณ์ ทางด้านการทอผ้าในการตัดเย็บด้วยมือ (Hand Made) ที่มีความโดดเด่นเน้นความเป็นท้องถิ่น มีลวดลายที่สวยงามและมีชื่อเสียงในการเย็บผ้าทอด้วยมือชุมชน ที่มีการถ่ายทอดสมัยบรรพบุรุษ และถ่ายทอดมาตั้งแต่สมัย ปู่ ย่า ตา ยาย จึงมีการรวมกลุ่มกันเพื่อการพัฒนาและรักษามาตรฐานในรูปแบบที่ต่อยอดและเน้นความทันสมัย แต่คงไว้ซึ่งความเป็นล้านนา จึงมีการรวมกลุ่มกัน ภายใต้ A & R ผ้าทอ ซึ่งเป็นการร่วมเจตจำนงค์ในการรักษาและอนุรักษ์สมบัติอันล้ำค่าของล้านนาของอำเภอเชียงของ จึงมีการแบ่งหน้าที่ในการบริหารจัดการ ให้เกิดประสิทธิภาพและประสิทธิผล และสามารถผลิตสินค้าให้ได้มาตรฐานและเป็นที่ต้องการของตลาด โดยชุมชน แบ่งหน้าที่เป็น 5 กลุ่ม มี 1.กลุ่มทอผ้า 2.กลุ่มตัดเย็บ 3.กลุ่มปักษ์ผ้า 4.กลุ่มย้อมผ้า และ 5.กลุ่มออกแบบ กลุ่มฯ ได้มีการพัฒนาผลิตภัณฑ์ให้เป็นที่ต้องการของตลาดอย่างสม่ำเสมอ โดยในปีที่ผ่านมากลุ่มฯ ได้มีแนวคิดที่จะนำเศษวัสดุทางการเกษตรจากพืชเศรษฐกิจที่ปลูกอยู่ของกลุ่ม นำมาต่อยอดเป็นผลิตภัณฑ์เพื่อสร้างมูลค่า จึงได้มีการทดลองนำใบไม้ เช่น ใบสับปะรด และใบโกโก้ มาทดลองประสานและเคลือบผิว และนำไปต่อยอดผลิตเป็นผลิตภัณฑ์อื่นๆ เช่น กระเป๋า ที่รองแก้ว เหยือก ของที่ระลึก ของฝาก เป็นต้น ซึ่งผลปรากฏว่าผลิตภัณฑ์ดังกล่าวได้รับการตอบรับค่อนข้างดี โดยเฉพาะลูกค้าเจ้าของโรงแรม และนักท่องเที่ยวต่างประเทศ มียอดการสั่งซื้อจำนวนมาก เพราะผลิตภัณฑ์ทุกชนิดผลิตมาจากวัสดุธรรมชาติ สอดคล้องกับในปัจจุบันกระแสการอนุรักษ์รักษาธรรมชาติกำลังได้รับความนิยม และตอบรับจากลูกค้าค้าค่อนข้างดี แต่เนื่องจากกระบวนการผลิตแผ่นใบไม้เคลือบผิวทำได้ช้าและคุณภาพไม่ค่อยสม่ำเสมอ จึงทำให้กลุ่มฯ เสียโอกาสในการผลิตจำหน่าย และไม่สามารถรับออเดอร์จำนวนมากได้ กลุ่มฯ จึงมีแนวคิดที่จะปรึกษาและขอรับการสนับสนุนเครื่องประสานและเคลือบผิวใบไม้ด้วยความร้อน เพื่อใช้ในกระบวนการผลิตของกลุ่มฯ แก้ไขปัญหาในกระบวนการผลิตเพื่อให้คุณภาพสม่ำเสมอ และสามารถผลิตได้จำนวนมากเพียงพอต่อความต้องการของลูกค้าต่อไป 

          สหกรณ์การเกษตรเมืองเชียงราย ทำธุรกิจโรงงานผลิตน้ำดื่ม เพื่อให้สมาชิกได้บริโภคน้ำดื่มที่สะอาด  โดยน้ำที่สหกรณ์จำหน่ายเน้นน้ำดื่มแบบชนิดคืนขวดเป็นพลาสติกแข็ง เนื่องจากต้นไม่สูงเหมือนขวด PET แต่เนื่องจากมีลูกค้าบางราย นำวัตถุอื่น เช่น ทิชชูเปียก หรือกระดาษทิชชูใส่ลงไปในขวด หรือบางรายนำวัตถุอื่น เช่น น้ำมัน เหล้าขาว สุรา ยาสมุนไพร หรือบางรายนำไปใช้เขี่ยบุหรี่ ทำให้ขวดน้ำดื่มที่รับมาสกปรก และล้างไม่ออก ทำให้มีกลิ่นติด และบางขวดต้องทิ้งทำให้เป็นต้นทุนเพิ่ม ส่งผลต่อภาพพจน์แบรนด์สินค้า หรือทำให้น้ำดื่มสกปรก ในกระบวนการปกติสหกรณ์ให้พนักงานตรวจสอบด้วยสายตา และตรวจสอบกลิ่นโดยการให้พนักงานดมกลิ่น แต่ปัญหาที่พบคือ แม้ว่าพนักงานจะตรวจสอบอย่างละเอียด แต่ก็ยังมีปัญหาไม่สามารถตรวจสอบได้ทั้งหมด เนื่องจากขวดมีจำนวนมาก ทำให้พนักงานเกิดความล้า และอาจเป็นอันตรายต่อโพลงจมูกของพนักงานที่ดมกลิ่น ที่สำคัญยังเป็นการเพิ่มต้นทุนการผลิตจากการต้องทิ้งขวดที่มีกลิ่นจำนวนมากแต่ละปี จากปัญหาดังกล่าว ทางสหกรณ์ได้พยายามหาวิธี หรือหาเครื่องจักรเพื่อนำเข้ามาใช้ในกระบวนการผลิตเพื่อแก้ไขปัญหาดังกล่าว แต่ยังไม่สามารถแก้ไขปัญหาดังกล่าว ดังนั้น สหกรณ์ฯ จึงต้องการเครื่องจักรสำหรับกำจัดกลิ่นที่ติดขวดน้ำดื่ม เพื่อช่วยลดต้นทุน ยกระดับมาตรฐานการผลิต เพิ่มศักยภาพของสหกรณ์ในการดำเนินงานต่อไป

จากการศึกษาความต้องการของวิสาหกิจชุมชนขมิ้นชันปลอดสารพิษ ต.เขาวง อ.บ้านตาขุน พบว่า หลังจากปลูกขมิ้น 10 เดือนถึง 1 ปีแล้ว ชุมชนจะทำการเก็บขมิ้น สังเกตได้จากการที่ต้นขมิ้นล้มลง ถ้าไม่เก็บตอนนั้นขมิ้นก็จะฝ่อสารก็จะลดลง หลังจากเก็บแล้วเราก็ต้องนำมาคัดหัว หัวที่ไม่สมบูรณ์ก็ทิ้งไป นำหัวสมบูรณ์นำมาล้างทำความสะอาดแล้วก็นำมาลวกน้ำร้อน เป็นเวลา 7 นาที ถ้ามากกว่านั้นก็ไม่ได้ จากนั้นก็นำมาตากผึ่งให้แห้งแล้วนำมาซอย หลังจากซอยเสร็จก็นำไปเข้าตู้อบพลังงานแสงอาทิตย์ ความร้อนไม่เกิน 50 องศา อบเป็นเวลา 30 นาที ถ้าจะเก็บหลังจากตากก็เก็บไว้ก่อนแต่หากจะใช้เมื่อไรก็นำมาอบ แล้วนำไปบด  การแปรรูปผลิตภัณฑ์จากขมิ้นชันของชุมชนเขาวงที่ถือเป็น Signature product คือ ขมิ้นชันรับประทาน ขมิ้นชันแคปซูล ขมิ้นชันแบบผง ละลายน้ำ  และผลิตภัณฑ์อื่นๆ เช่น สบู่เหลวขมิ้นชัน เจลล้างหน้าขมิ้นชัน สบู่เหลวอาบน้ำ สบู่ก้อน แชมพูขมิ้นชัน โลชั่นขมิ้นชัน ครีมบำรุงผิวหน้า ผงขัดหน้าทำจากสมุนไพรบด ยาหม่องขมิ้นไพล สเปย์แก้ปวด สกัดจากไพล ขมิ้น กานพลู และสมุนไพรคลายเส้นอื่นๆ และผงขมิ้นชัน

ซึ่งในขั้นตอนการล้างทำความสะอาดขมิ้นชัน ยังต้องใช้แรงงานคนช่วยกันล้าง ด้วยการเอาขมิ้นใส่กะละมัง หรือภาชนะ และทำการล้าง จะต้องล้างแต่ละครั้งประมาณ 5 น้ำ ใช้เวลานาน โดยอัตราการล้าง 20 กิโลกรัมต่อชั่วโมง ซึ่งต้องล้างวันละประมาณ 50 กิโลกรัม ใช้เวลาประมาณ 3 ชั่วโมง อีกทั้งยังทำให้ผู้ล้างรู้สึกเมื่อยล้าที่ต้องยืน หรือนั่งล้างเป็นเวลานานๆ อีกด้วย โดยขมิ้นชันสด 10 กิโลกรัม สามารถทำขมิ้นชันแห้ง 1 กิโลกรัม และบางช่วงเวลาลูกค้ามีความต้องการขมิ้นชันแห้งจำนวนมาก ทำให้ไม่สามารถผลิตขมิ้นชันแห้งได้ทันตามที่ลูกค้าต้องการ ทำให้ทางวิสาหกิจชุมชนต้องสุญเสียโอกาสและรายได้ที่จะตามมาอีกด้วย

ผู้วิจัยจึงมีแนวคิดพัฒนาเครื่องล้างขมิ้นชันเพื่อให้สามารถล้างขมิ้นชันได้สะอาด รวดเร็ว สามารถรองรับการผลิตในจำนวนมาก ซึ่งตัวเครื่องจะออกแบบให้ทำงานง่ายเหมาะสมสำหรับสมาชิกในกลุ่มฯซึ่งส่วนใหญ่จะเป็นผู้หญิงและผู้สูงอายุที่มาช่วยงาน ซึ่งจะให้การทำงาน 2 ขั้นตอน คือขั้นตอนแรกเป็นขั้นตอนการล้างทำความสะอาดขมิ้น และขั้นตอนที่สองเป็นขั้นตอนการเอียงถังเพื่อเทเอาขมิ้นและน้ำออกจากถังตามความต้องการของสมาชิกในกลุ่มฯ

 ในโครงการนี้เป็นการพัฒนาสร้างเครื่องคุณภาพลำไยอบแห้งทั้งเปลือก ด้วยเทคโนโลยี Machine Vision ขึ้นมาใหม่ เพื่อใช้งานในอุตสาหกรรมลำไยอบแห้งทั้งเปลือก โดยเป็นการพัฒนาต่อยอดจากเครื่องเดิม ในด้านต่างๆดังนี้

- ด้านการออกแบบกลไกทางวิศวกรรม เพื่อให้ได้รูปแบบโครงสร้าง อุปกรณ์ และลักษณะกำรทำงานใหม่ ที่ทำให้ประสิทธิภาพในการผลิตเพิ่มขึ้น (เร็วขึ้น) มีความคงทน กำรติดตั้งและซ่อมบำรุงทำได้สะดวก

- ด้านการออกแบบวงจรอิเล็กทรอนิกส์ เพื่อควบคุมอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่ใช้เชื่อมต่อระหว่างการส่งคำสั่งจากซอฟต์แวร์ไปควบคุมระบบกลไก ให้เป็นไปอย่างอัตโนมัติ

- ด้านการออกแบบซอฟต์แวร์ เพื่อใช้ประมวลผลภาพในการคัดแยกลำไยอบแห้งให้มีความแม่นยำเพิ่มขึ้น

บจก.ดีไลท์ 88 เป็นบริษัทที่ประกอบกิจการประเภทผลิตอาหาร สินค้าของบริษัท ได้แก่ ก๋วยจั๊บ เส้นแห้งและก๋วยจั๊บกึ่งสำเร็จรูป ภายใต้ยี่ห้อ “ จั๊บจั๊บ” ปัจจุบันมีกำลังการผลิตประมาณ วันละ 2,000 ซอง เครื่องจักรที่ใช้ในการผลิตหมูยออบแห้งคือเครื่องฟรีซดรายซึ่งสามารถอบได้ครั้งละ 8 กิโลกรัม หลังอบได้ ประมาณ 2.5 กิโลกรัม ใช้เวลาอบแห้งประมาณ 30 ชั่วโมง นำมาบรรจุในซองก๋วยจั๊บกึ่งสำเร็จรูปได้ ประมาณ 2,000 ซอง โดยความสามารถในการผลิตในวัถุดิบอื่นๆ เช่น เส้นกึ่งสำเร็จรูป, พริกผัด, หอมเจียว นั้นสามารถผลิตได้ที่ประมาณ 4,000 ซองต่อวัน ดังนั้นจึงจำเป็นต้องเพิ่มกำลังการผลิตในส่วนหมูยออบแห้ง ซึ่งเป็นส่วนประกอบในก๋วยจั๊บกึ่งสำเร็จรูปที่ยังไม่เพียงพออยู่ประมาณวันละ 2,000 ซอง โดยทางบริษัทได้ ทำการทดสอบนำหมูยอทอดกรอบมาทดแทนหมูยออบแห้งแบบเดิม เพื่อให้เพียงพอต่อการผลิตก๋วยจั๊บกึ่ง สำเร็จรูปตามกำลังการผลิตของส่วนประกอบอื่นๆของก๋วยจั๊บกึ่งสำเร็จรูป ซึ่งจากการทดสอบพบว่าหมูยอ ทอดกรอบสามารถทดแทนได้เป็นอย่างดี ปัจจุบันจำหน่ายซองละ 30 บาทคิดเป็นต้นทุน 20 บาท/ซองและ กำไร 10 บาท/ซอง รายได้ที่คิดว่าจะได้รับเมื่อได้เครื่องทอดสุญญากาศมาใช้ในกระบวนการผลิตคิดเป็น กำไร 20,000 บาทต่อวัน คิดเป็นกำไรเดือนละ 440,000 บาท (ทำงาน 22 วัน/เดือน) นอกจากนี้ บจก.ดีไลท์ 88 มีความต้องการพัฒนาผลิตภัณฑ์ชนิดใหม่โดยพิจารณาอาหารพื้นบ้านที่ เมื่อได้มีการพัฒนาเครื่องทอดระบบ สุญญากาศจะสามารถทำให้กำลังการผลิตหมูยอทอดกรอบได้วันละ 500 ซอง (วันทำงาน 22 วัน/เดือน) คิด เป็นกำลังการผลิตเดือนละ 11,000 ซองๆละ 30 บาท ต้นทุนซองละ 20 บาท กำไรซองละ 10 บาท คิดเป็น กำไร110,000 บาท/เดือน พิจารณาภาพรวมกำไรจากการเพิ่มกำลังการผลิตก๋วยจับกึ่งสำเร็จรูปเดือนละ 440,000 บาท และ กำไรจากการขายหมูยอทอดกรอบเดือนละ 110,00 บาท รวมเป็นกำไรทั้งหมดเดือนละ 550,000 บาท (วัน ทำงาน 22 วัน/เดือน) เฉลี่ยกำไรวันละ 25,000 บาท สามารถคำนวณระยะเวลาคืนทุนได้เท่ากับ ระยะเวลาคืนทุน = 750,000/25,000 = 30 วัน

ปัจจุบัน ระบบ Vision 3D เข้ามามีบทบาทมากขึ้นในอุตสาหกรรม ในการบอกตำแหน่งของชิ้นงาน (กxยxลึก/มุม) และช่วยตัดสินใจให้ Robot หยิบชิ้นงานเรียงลำดับก่อน-หลัง และการวางตำแหน่งมือหยิบในแต่ละครั้งของการหยิบ ระบบ 3D Bin Picking ส่วนใหญ่ยังเป็นการนำเข้าสินค้าสำเร็จรูปจากต่างประเทศ รองรับการทำงานร่วมกับ Robot ยี่ห้อที่เป็นที่รู้จักกันแพร่หลาย เช่น ABB, Mitsubishi ฯลฯ ราคา 3D Bin Picking ค่อนข้างสูง และมีรูปแบบเทคโนโลยีให้เลือกไม่มาก

ในงานวิจัยมีระดับปฏิบัติการจำเป็นต้องมีอุปกรณ์หลากหลาย เพื่อรองรับงานวิจัยต่างๆ ด้วยงบประมาณที่จำกัด การซื้อเครื่องจักรหลายๆเครื่องอาจจะไม่ใช่ทางเลือก ดังนั้นการที่เครื่องจักรที่รองรับการทำงานได้หลายรูปแบบในเครื่องเดียวช่วยตอบโจทก์ทางด้านงบประมาณได้

เครื่องอบแห้งแบบแช่เยือกแข็งมัลติฟังก์ชั่นสามารถทำงานหลากหลาย ประกอบไปด้วย  1.การทำเยือกแข็ง 2.การอบในชั้นบรรยากาศ 3.การอบระเหิดภายใต้สุญญากาศ 4.การอบระเหยภายใต้สูญญากาศ ทั้ง4กระบวนการนี้เป็นปฏิบัติการขั้นพื้นฐานในห้องปฏิบัติการส่วนใหญ่ เครื่องอบแห้งแบบแช่เยือกแข็งมัลติฟังก์ชั่นเป็นระบบอบแห้งวัตถุดิบที่โดยการให้ความร้อนด้วยอินฟาเรดฮีตเตอร์ไฟฟ้าและดูดอากาศออกด้วยระบบสุญญากาศโดยมอรเตอร์ปั้มสุญญากาศ ตัวถังเป็นระบบปิด มีท่อและวาล์วทางออกเข้าสู่ท่อแลกเปลี่ยนความร้อนกับน้ำเย็น มีปั๊มสุญญากาศสำหรับสร้างความดันสุญญากาศภายในระบบ ในการใช้งานอบในชั้นบรรยากาศสามารถเปิดฝาและให้ความร้อนด้วยอินฟาเรดฮีตเตอร์ในส่วนของการอบแรงดันปิดฝาให้เป็นระบบปิดเพื่อสร้างแรงดัน ปั๊มสุญญากาศเปิดใช้งานเมื่อต้องการสร้างความดันสุญญากาศขณะที่ระเหยหรือระเหิดทำให้สามารถระเหยหรือระเหยด้วยอุณหภูมิที่ต่ำกว่า 100 องศาเซลเซียส และการอบแห้ง ไอระเหยจะกลั่นตัวเป็นของเหลวที่ท่อแลกเปลี่ยนความร้อนที่มีความเย็นด้วยน้ำเย็นที่ไหลเวียนผ่านท่อ

เนื่องด้วยอุตสาหกรรมการผลิตที่เกี่ยวข้องกับระบบการชั่งและบรรจุใส่ถุงบางส่วนต้องพึ่งพาแรงงานต่างด้าว และอีกบางส่วนโรงงานที่มีกำลังการผลิตค่อนข้างสูงก็ต้องนำเข้าเครื่องจักรจากต่างประเทศ และเป็นการพึ่งพาเทคโนโลยีต่างๆ ของต่างประเทศ และยังส่งผลไปถึงเม็ดเงินต่างๆ ที่ไหลออกนอกประเทศ ทั้งค่าวิศวกรรม ค่าวัสดุต่างๆ ที่ต้องเสียให้กับต่างประเทศ เพื่อให้เกิดการพัฒนา ในด้านวิศวกรรมของคนไทย และการสร้างเทคโนโลยีของคนไทย เพื่อนำไปใช้แข่งขันกับเครื่องจักร และเทคโนโลยีจากต่างประเทศ และนำระบบเทคโนโลยี ของคนไทยเข้าไปในโรงงานต่างๆ รวมไปถึงการนำไปใช้เพื่อทดแทนแรงงานต่างด้าวที่กำลังจะขาดแคลนในอนาคตอันใกล้ และเป็นการสร้างงาน สร้างอาชีพให้กับวิศวกร และนักวิจัยคนไทยด้วยเช่นกัน