โดย บำรุง สูงเนิน
HIGHLIGHTS
- ขนาดของโรงงานนำร่องมีขนาดลดลงเนื่องจากอุปกรณ์มีขนาดลดลง จำนวนข้อมูลที่ต้องการน้อยลง ถูกดำเนินการในระยะเวลาที่สั้นลง จึงทำให้สามารถถูกสร้างได้ในราคาที่ถูกกว่า
- มีการประยุกต์ใช้คอมพิวเตอร์ในหลาย ๆ มิติ เช่น เพื่อทดแทนการทดลองบางส่วน ตลอดจนระบบเครื่องวัดและวิเคราะห์ และระบบความปลอดภัย เป็นต้น
- สามารถประยุกต์ใช้ระบบทันสมัยในโรงงานขนาดใหญ่กับโรงงานนำร่องได้ดี เช่น การบริหารการเปลี่ยนแปลง (Management of change)
ข้อที่หนึ่ง: โรงงานนำร่องมีขนาดเล็กลง
ในปัจจุบัน โรงงานนำร่องมีขนาดเล็กลง โดยยกเว้นระดับโรงงานสาธิต (Demonstration plant) เท่านั้นที่ยังคงมีขนาดค่อนข้างใหญ่ เพราะว่าการที่เราจะทำเทคโนโลยีใหม่ที่มีองค์ความรู้จำกัดก็ยังคงมีความจำเป็นต้องมีการผลิตค่อนข้างมากเพื่อตอบสนองจุดประสงค์ที่หลากหลาย โรงงานนำร่องในสมัยนี้สามารถถูกสร้างขึ้นได้ภายในห้องปฏิบัติการหรือแม้กระทั่งภายใน Hood เป็นต้น มากกว่านั้นยังถูกออกแบบให้สามารถทำการทดลองพร้อม ๆ กันในเวลาเดียวกัน ด้วยขนาดที่เล็กลง ยังสามารถทำให้มีการปรับเปลี่ยนทั้งหน่วยได้ง่ายดายขึ้น ต้องการพื้นที่น้อยลง อุปกรณ์น้อยชิ้นลง และจำนวนคนทำงานที่น้อยลงเช่นกัน
ข้อที่สอง: มีการประยุกต์ใช้การคำนวนขั้นสูงทดแทนการทดลองจริง
ผลจากการที่โลกเข้าสู่ยุกต์ที่มีความสามารถที่สูงในการคำนวณโดยใช้คอมพิวเตอร์ที่มีศักยภาพสูงสามารถนำมาจำลองพฤฒิกรรม (simulate) เพื่อเป็นต้นแบบหรือแทนการทดลองบางส่วน เครื่องมือดังกล่าวที่นิยมใช้กันมีตัวอย่างเช่น การใช้พลศาสตร์ของไหลเชิงคำนวณ (Computational fluid dynamics) เพื่อจำลองปรากฏการ์ณต่างๆ ที่สนใจในรูปแบบสามมิติ (3-D Modelling) ซึ่งสิ่งเหล่านี้มีศักยภาพสูงพอที่จะทดแทนการทดลองบางส่วนที่จำเป็นในโรงงานนำร่อง และกลายเป็นว่าการทดลองต่าง ๆ ที่เกิดขึ้นภายในโรงงานนำร่องยังกลับถูกใช้ในการปรับปรุงผลการคำนวนที่ได้จากการใช้โมเดลคณิตศาสตร์ให้มีความน่าเชื่อถือยิ่งขึ้น ด้วยเหตุนี้นอกจากสามารถลดขนาดของโรงงานนำร่องได้แล้ว ก็ยังช่วยลดทั้งจำนวนการทดลองที่จำเป็นต้องทำ จำนวนอุปกรณ์ คนดำเนินงาน เวลา และเงินลงทุน
ข้อที่สาม: ประยุกต์ใช้ระบบอัตโนมัติในโรงงานนำร่อง
เทคโนโลยีคอมพิวเตอร์มีสมรรถนะความเร็วสูงขึ้นพร้อมกับราคาที่ถูกลง ทำให้ระบบต่าง ๆ ในโรงงานนำร่องสามารถถูกออกแบบในเชิงอัตโนมัติได้เกือบทั้งหมด อีกทั้งยังสามารถใช้เป็นแบบสแตนด์อโลนคอมพิวเตอร์ (Stand-alone personal computers) หรือ การควบคุมตรรกะเชิงโปรแกรม (Programmable logic controller) นอกจากนี้ระบบการเก็บข้อมูลยังคงนิยมใช้เป็นแบบอัตโนมัติที่เชื่อมต่อโดยตรงกับจุดเก็บตัวอย่างต่างๆ เพื่อการวิเคราะห์ ผลที่ดีของตัวอย่างต่าง ๆที่ถูกเก็บเป็นข้อมูลเนื่องจากการทดลองในโรงงานนำร่องมีความเสถียรสูง
ข้อที่สี่: ไม่จำเป็นต้องทำการทดลองต่อเนื่องยาว ๆ ในทุก ๆ หน่วยของโรงงานนำร่อง
ทุกวันนี้มีแค่หน่วยการทดลองจำนวนน้อยเท่านั้นที่จำเป็นต้องดำเนินการต่อเนื่องยาวๆ โรงงานนำร่องโดยส่วนใหญ่นั้นจะถูกดำเนินงานยาวเป็นบางช่วงเวลาเท่านั้น เช่น ข้ามคืนหรือสัปดาห์ โดยไม่ต้องมีหรือมีเพียงผู้ปฏิบัติการอยู่เฝ้าจำนวนน้อยเท่านั้น จากเดิมที่พื้นที่นั้นเคยเป็นหน่วยวิจัยมีคนขวักไขว่ กลับกลายเป็นมีหน่วยอุปกรณ์ที่เดินเครื่องจำนวนมากพร้อมกับมีจำนวนคนทำงานที่เบาบางลง
ข้อที่ห้า: มีการวางแผนการทดลองอย่างรัดกุม
จำนวนการทดลองนั้นมีผลอย่างมากต่อค่าใช้จ่ายต่าง ๆ ในโรงงานนำร่องเนื่องจากเป็นตัวกำหนดปริมาณดำเนินงาน เช่น จำนวนค่าสาธารณูปโภค (Utilities cost) วัตถุดิบ (Raw material) เป็นต้น ดังนั้นจำนวนการทดลองจึงต้องถูกวางแผนและออกแบบอย่างระมัดระวังเพื่อลดทั้งจำนวนการดำเนินการ ข้อมูลการทดลองที่ใช้ประโยชน์ไม่ได้ ข้อมูลที่กระจัดกระจายเกินไป ตลอดจนหลีกเลี่ยงการทดลองที่จำต้องยกเลิกในภายหลัง ซึ่งนำไปสู่ค่าใช้จ่ายที่บานปลายไม่รู้จบ
ข้อที่หก: ทำระบบความปลอดภัยให้เป็นงานกิจวัตร
สามารถใช้วิธีทั่วไปในการดำเนินงานโรงงานนำร่องโดยการประยุกต์ระบบความปลอยภัยในระดับอุตสาหกรรมมาใช้ในโรงงานนำร่อง การบริหารการเปลี่ยนแปลง (Management of change) จะยังคงเป็นเครื่องมือที่ทำให้แน่ใจว่าทุก ๆ การปรับแต่งหรือการเปลี่ยนแปลงในโรงงานนำร่องได้รับการถูกตรวจสอบอย่างถี่ถ้วนและถูกกระทำอย่างปลอดภัย ระบบความปลอดภัยจำต้องทำกันแพร่หลายมากขึ้น ถึงแม้ว่าจะต้องมีการตรวจสอบเพิ่มเติม เนื่องจากต้องคำนึงถึงผลกระทบจากความล้มเหลวที่อาจเกิดขึ้น (Potential failure) ของคอมพิวเตอร์และระบบที่ใช้ไมโครโปรเซสเซอร์ แม้ว่าสิ่งเหล่านี้จะได้รับการยอมรับในระดับโรงงานขนาดใหญ่ แต่ประเด็นนี้ยังคงเป็นเรื่องที่น่ากังวลอย่างต่อเนื่องสำหรับระดับโรงงานนำร่อง
ข้อที่เจ็ด: เครื่องวัดมีความซับซ้อนและน่าเชื่อถือ
เครื่องมือวัดส่วนใหญ่สามารถถูกเข้าถึงได้ผ่านเส้นทางข้อมูลหลักและสามารถถูกปรับแต่ง สอบเทียบ หรือตรวจสอบจากระยะไกลได้ ณ ทุกจุดที่เชื่อมต่อสาย ด้วยเหตุนี้ ตู้เครื่องมือวัด (Dedicated instrument cabinets) อาจจะไม่จำเป็นหรือมีขนาดลดลงได้ อีกทั้งยังส่งผลให้ห้องศูนย์กลางการควบคุมมีขนาดเล็กลงจนดูเหมือนเป็นห้องคอมพิวเตอร์ซะมากกว่า ส่วนเครื่องมือที่ใช้สำหรับการตรวจสอบวินิจฉัย (Diagnostic tool) เครื่องมือวัดต่าง ๆ เช่น เครื่องมือสอบเทียบ อัตราการไหล อุณหภูมิ ความดัน นั้นราคาก็ไม่แพง พกพาได้สะดวก ใช้งานง่ายและมีความแม่นยำทันสมัย
ข้อที่แปด: อุปกรณ์วิเคราะห์ที่เป็นระบบออนไลน์นั้นกลับกลายเป็นเรื่องปกติ
การเก็บวิเคราะห์ตัวอย่างแบบออนไลน์ยังคงเป็นปัจจัยสำคัญเช่นเดิม แต่ก็ยังสามารถถูกลดจำนวนลงจนเหลือการวิเคราะห์พิเศษแบบครั้งคราวแทน (Occasional specialty analysis) หรืออาจเพิ่มขึ้นได้เช่นกันตามความเหมาะสม ดังนั้นความต้องการในการวัดและวิเคราะห์นั้นแทบจะไม่ส่งผลต่อขนาดของหน่วยการทดลองอีกต่อไป และช่วยลดความปวดหัวในเรื่องการจำกัดของเสีย
ABOUT THE AUTHOR
บำรุง สูงเนิน
Content Leader ของสมาคม TIChE