เหตุใดหุ่นยนต์อุตสาหกรรมของ ABB จึงเกิดความล้มเหลวโดยไม่คาดคิด

1. ชิ้นส่วนที่เสื่อมสภาพตามอายุ (ภัยเงียบ)

ที่สุดเอบีบีระบบเหล่านี้สามารถใช้งานได้นานหลายปี บางครั้งอาจนานกว่าสิบปีโดยไม่ต้องเปลี่ยนชิ้นส่วนสำคัญใดๆ

ฟังดูดีในทางทฤษฎี แต่ในความเป็นจริงแล้ว มันหมายความว่าชิ้นส่วนต่างๆ ภายในตู้ค่อยๆ เสื่อมสภาพลงเท่านั้นเอง

ตัวเก็บประจุเสื่อมสภาพ พัดลมระบายความร้อนทำงานช้าลง ข้อต่อบัดกรีอ่อนตัวลงเนื่องจากความร้อนที่เปลี่ยนแปลงบ่อย

ไม่มีใครสังเกตเห็น…จนกระทั่งหุ่นยนต์หยุดทำงาน

สิ่งนี้พบเห็นได้บ่อยใน:

• สายการผลิตหุ่นยนต์อัตโนมัติสำหรับยานยนต์

• สถานีหุ่นยนต์ประกอบชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์

• ระบบหุ่นยนต์อัตโนมัติในคลังสินค้า

สิ่งที่วิศวกรหลายคนมองข้ามไปก็คือ ความล้มเหลวของหุ่นยนต์นั้น มักเป็นเพียงแค่...อาการสุดท้ายไม่ใช่สาเหตุที่แท้จริง

เราเคยเห็นทีมซ่อมบำรุงเปลี่ยนตัวควบคุมหุ่นยนต์ไปแล้ว แต่มาพบภายหลังว่าปัญหาที่แท้จริงคือโมดูลจ่ายไฟที่อ่อนแอ ทำให้แรงดันไฟฟ้าไม่เสถียรเป็นเวลาหลายสัปดาห์

2. ชิ้นส่วนอะไหล่ที่ "ดูเหมือนจะเข้ากันได้" แต่จริงๆ แล้วใช้ไม่ได้

เรื่องนี้สร้างความปวดหัวมากเลยทีเดียว

สองเอบีบีโมดูลระบบอัตโนมัติอาจดูเหมือนกันทุกประการ ชื่อรุ่นเดียวกัน รูปร่างเหมือนกัน แม้กระทั่งรูปแบบการเชื่อมต่อก็เหมือนกัน

แต่ในเชิงภายใน การเปลี่ยนแปลงแก้ไขนั้นมีความสำคัญ

ความแตกต่างของเฟิร์มแวร์ การปรับปรุงบอร์ด หรือแม้แต่การอัปเดตโปรโตคอลเล็กๆ น้อยๆ ล้วนส่งผลต่อเสถียรภาพทั้งสิ้น

ตรงนี้แหละที่เรื่องเริ่มยุ่งยาก:

โมดูลที่ไม่เข้ากันอาจใช้งานได้ในตอนแรก แต่หลังจากใช้งานไปได้สักสองสามรอบ ข้อผิดพลาดแบบสุ่มก็จะเริ่มปรากฏขึ้น

ข้อผิดพลาดที่เกิดขึ้นเป็นระยะๆ นั้นแย่ที่สุด เพราะคุณไม่สามารถจำลองข้อผิดพลาดเหล่านั้นได้ง่ายๆ

เราเคยเห็นโรงงานต่างๆ เสียเวลาหลายสัปดาห์ไปกับการแก้ไข "ปัญหาของหุ่นยนต์" สุดท้ายก็พบว่าปัญหาเกิดจากแผงวงจร I/O ที่เปลี่ยนใหม่ซึ่งไม่ตรงกับเวอร์ชันของระบบอย่างสมบูรณ์

ปัญหาประเภทนี้มักจะไม่ปรากฏให้เห็นทันที มันจะปรากฏให้เห็นเมื่อมีการใช้งานหนัก

3. ปัญหาเรื่องไฟฟ้า (มักถูกมองข้าม แต่เป็นปัญหาที่เกิดขึ้นจริง)

ผู้คนมักโทษซอฟต์แวร์ หรือตัวควบคุม หรือแม้กระทั่งตัวหุ่นยนต์เอง

แต่กระแสไฟฟ้าที่ไม่เสถียรเป็นหนึ่งในสาเหตุที่พบบ่อยที่สุดของเอบีบีความล้มเหลวของระบบอัตโนมัติ

แรงดันไฟฟ้าตกเพียงเล็กน้อยไม่ได้ทำให้ระบบพังทันที แต่จะค่อยๆ ทำให้ระบบเกิดความเครียดขึ้นทีละน้อย

เซอร์โวไดรฟ์ทำงานหนักขึ้น โมดูลพลังงานร้อนขึ้น การสื่อสารไม่เสถียร

ในสภาพแวดล้อมการเชื่อม โดยเฉพาะอย่างยิ่งกับเอบีบีหุ่นยนต์เชื่อมในระบบที่ทำงานเป็นกะยาว เรื่องนี้จะเห็นได้ชัดเจนยิ่งขึ้น

เราเคยพบกรณีที่ทุกอย่างดูปกติดีระหว่างการตรวจสอบ แต่กลับเกิดการหยุดทำงานโดยไม่คาดคิดในช่วงเวลาที่มีความต้องการใช้ไฟฟ้าสูงสุด

ต่อมา? สาเหตุเกิดจากไฟกระชากจากเครื่องจักรหนักที่อยู่ใกล้เคียง

แก้ไขง่าย แต่หาสาเหตุยาก

4. ความร้อน ฝุ่น และ “การสึกหรอที่มองไม่เห็น”

นี่เป็นสิ่งที่ผู้ซื้อหลายคนมองข้ามไป

แขนหุ่นยนต์จะเป็นเกรดพรีเมียมก็ได้ ไม่สำคัญหรอก

ถ้าสภาพแวดล้อมภายในตู้ไม่ดี ปัญหาก็จะปรากฏขึ้นอยู่ดี

ฝุ่นอุดตันทางเดินอากาศ พัดลมทำงานได้ไม่เต็มประสิทธิภาพ และความร้อนสะสมขึ้นอย่างช้าๆ

ในบริเวณที่มีการเชื่อมโลหะ เศษโลหะจะยิ่งทำให้สถานการณ์แย่ลงไปอีก

เราเคยเปิดตู้ที่ดูเหมือนทุกอย่างจะปกติดีในตอนแรก จนกระทั่งสังเกตเห็นฝุ่นหนาเกาะอยู่บนครีบระบายความร้อนและแผงวงจรจ่ายไฟ

และนั่นก็ทำให้เข้าใจได้ว่าทำไมความล้มเหลวถึงเกิดขึ้น

ไม่มีอะไรน่าตกใจ แค่ความร้อนสูงขึ้นเรื่อยๆ ตามเวลา

5. สายการผลิตรถยนต์ผลักดันให้หุ่นยนต์ทำงานถึงขีดจำกัด

ในระบบอัตโนมัติหุ่นยนต์ยานยนต์ทุกอย่างดำเนินไปอย่างยากลำบาก

ไม่มีการหยุดพัก ความเร็วรอบสูง รูปแบบการเชื่อมซ้ำๆ การเคลื่อนย้ายน้ำหนักบรรทุกมาก

เอบีบีหุ่นยนต์ถูกสร้างมาเพื่อสิ่งนี้ แต่แม้แต่ระบบที่มีประสิทธิภาพสูงก็ยังมีข้อจำกัดหากการบำรุงรักษาล่าช้า

สิ่งที่เราเห็นบ่อยๆ นั้นเรียบง่าย:

การผลิตมุ่งเน้นไปที่ผลผลิต ส่วนการบำรุงรักษาจะถูกเลื่อนออกไป

จากนั้นความผิดพลาดเล็กน้อยเพียงครั้งเดียวก็ก่อให้เกิดปฏิกิริยาลูกโซ่

เมื่อหุ่นยนต์ตัวหนึ่งหยุดทำงาน กระบวนการต้นน้ำและปลายน้ำก็จะเริ่มติดขัด

ปัญหาระบบล่มแพร่กระจายเร็วกว่าที่คาดไว้

6. การผลิตอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์มีความอ่อนไหวมากยิ่งขึ้น

ด้วยหุ่นยนต์ประกอบชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ความล้มเหลวไม่ได้หมายความว่าทุกอย่างจะจบลงเสมอไป

บางครั้งหุ่นยนต์ก็ยังทำงานได้ แต่ความแม่นยำจะค่อยๆ ลดลง

ในบางแง่มุม มันแย่กว่าด้วยซ้ำ

เพราะของเสียเพิ่มขึ้นอย่างเงียบๆ คุณภาพจึงเปลี่ยนแปลงไป และไม่มีใครสังเกตเห็นในทันที

ต่อมามีคนถามว่า: ทำไมอัตราสินค้าชำรุดถึงเพิ่มสูงขึ้น?

สาเหตุแฝงที่พบได้บ่อย:

• เซอร์โวเสื่อมสภาพเล็กน้อย

• การเบี่ยงเบนการสอบเทียบเล็กน้อย

• ความล่าช้าในการสื่อสาร

• ตัวเชื่อมต่อที่เสื่อมสภาพ

ไม่ใช่ความล้มเหลวอย่างร้ายแรง แต่เป็นการเสื่อมถอยอย่างช้าๆ

7. ระบบอัตโนมัติในคลังสินค้า: ความผิดพลาดเล็กน้อย ส่งผลกระทบใหญ่หลวง

ในหุ่นยนต์อัตโนมัติสำหรับคลังสินค้าระบบต่างๆ ทุกอย่างขึ้นอยู่กับการไหลเวียน

หากอุปกรณ์ชิ้นใดชิ้นหนึ่งขัดข้อง ห่วงโซ่โลจิสติกส์ทั้งหมดก็จะชะลอตัวลง

เราเคยพบกรณีที่ปัญหาของตัวควบคุมเพียงตัวเดียวส่งผลกระทบต่อตารางการบรรจุสินค้าในช่วงฤดูกาลที่มีปริมาณงานมาก

ไม่ใช่เพราะหุ่นยนต์ซับซ้อน แต่เป็นเพราะอะไหล่ยังไม่พร้อม

นั่นคือปัญหาที่แท้จริงในคลังสินค้าหลายแห่ง

อะไหล่มีความสำคัญมากกว่าที่หลายคนคิด

บริษัทส่วนใหญ่จะเริ่มมองหาอะไหล่ก็ต่อเมื่อมีอะไรเสียแล้วเท่านั้น

นั่นเป็นเรื่องเสี่ยงนะ

โดยเฉพาะสำหรับผู้สูงอายุเอบีบีระบบอัตโนมัติ

บางโมดูลเลิกผลิตแล้ว บางโมดูลมีจำนวนจำกัด บางโมดูลต้องจัดหาชิ้นส่วนทดแทนจากผู้ผลิตดั้งเดิม (OEM)

ทีมที่มีประสบการณ์มักจะเตรียมตัวล่วงหน้า:

• ตัวควบคุมอะไหล่ที่สำคัญ

• หน่วยจ่ายไฟ

• โมดูลอินพุต/เอาต์พุต

• กระดานสื่อสาร

เพราะการรอคอยในช่วงที่ระบบหยุดทำงานนั้นมีค่าใช้จ่ายสูงมาก สูงจริงๆ

เอบีบีโคบอทกับหุ่นยนต์อุตสาหกรรม (ความแตกต่างในโลกแห่งความเป็นจริง)

หนึ่งเอบีบีโคบอทโดยทั่วไปมักใช้สำหรับงานที่มีความยืดหยุ่นและน้ำหนักเบา

แบบดั้งเดิมเอบีบีหุ่นยนต์อุตสาหกรรมรับมือ:

• การเชื่อม

• การยกของหนัก

• การผลิตอย่างต่อเนื่อง

• รอบความเร็วสูง

ในทางทฤษฎีแล้ว ทั้งสองแบบมีความน่าเชื่อถือ แต่ในความเป็นจริง สภาพแวดล้อมการใช้งานมีความสำคัญมากกว่าข้อกำหนดทางเทคนิค

เราได้เห็นหุ่นยนต์ร่วมปฏิบัติงาน (cobots) ทำงานได้ดีในสายการประกอบที่ยืดหยุ่น ในขณะที่หุ่นยนต์อุตสาหกรรม (industrial robots) มีบทบาทสำคัญในงานหนักด้านยานยนต์

เครื่องมือต่างกัน รูปแบบความเครียดก็ต่างกัน

วิศวกรผู้มีประสบการณ์ตรวจสอบอะไรเป็นอันดับแรกกันแน่

เมื่อเกิดปัญหาขึ้น ทีมซ่อมบำรุงที่มีประสบการณ์จะไม่เริ่มจากการตรวจสอบแขนหุ่นยนต์ก่อน

พวกเขาตรวจสอบ:

• ความเสถียรของพลังงาน

• บันทึกคอนโทรลเลอร์

• ความร้อนภายในตู้

• การแก้ไขโมดูล

• ข้อผิดพลาดในการสื่อสาร

• การเปลี่ยนแปลงอะไหล่ล่าสุด

เพราะความล้มเหลวส่วนใหญ่ไม่ได้เกิดจาก “ปัญหาใหญ่เพียงปัญหาเดียว” แต่เกิดจากปัญหาเล็กๆ น้อยๆ ที่สะสมกันขึ้นมา

คำถามที่พบบ่อย

1. ทำไมเอบีบีหุ่นยนต์อุตสาหกรรมหยุดทำงานกะทันหัน?

โดยส่วนใหญ่แล้ว การหยุดทำงานกะทันหันมักเกิดจากตัวควบคุม โมดูลพลังงาน หรือบอร์ดสื่อสาร ไม่ใช่จากแขนหุ่นยนต์เอง

2. สาเหตุที่พบบ่อยที่สุดของคืออะไรเอบีบีหุ่นยนต์ล้มเหลว?

ชิ้นส่วนที่เสื่อมสภาพตามอายุการใช้งานและสภาวะกระแสไฟฟ้าที่ไม่เสถียรเป็นสาเหตุที่พบได้บ่อยที่สุด

3. ทำเอบีบีหุ่นยนต์มักทำงานผิดพลาดบ่อยใช่ไหม?

ไม่ แต่ระบบสนับสนุนโดยรอบจะเสื่อมสภาพไปตามกาลเวลา ซึ่งนำไปสู่การหยุดทำงานโดยไม่คาดคิด

4. ชิ้นส่วนอะไหล่สามารถทำให้เกิดข้อผิดพลาดในหุ่นยนต์ได้หรือไม่?

ใช่แล้ว แม้แต่ความไม่ตรงกันเล็กน้อยในเวอร์ชันแก้ไขก็อาจทำให้เกิดข้อผิดพลาดเป็นระยะได้

5. คือเอบีบีหุ่นยนต์เชื่อมโลหะมีโอกาสเสียมากกว่าหรือไม่?

ไม่ใช่ว่าทุกอย่างจะเหมือนกัน แต่สภาพแวดล้อมในการเชื่อมโลหะก่อให้เกิดความร้อน ฝุ่น และความเครียดทางไฟฟ้ามากกว่าปกติ

6. ใช้เวลานานเท่าไหร่เอบีบีหุ่นยนต์อุตสาหกรรมจะอยู่รอดได้หรือไม่?

โดยทั่วไปอายุการใช้งานอยู่ที่ 10-20 ปี ขึ้นอยู่กับการบำรุงรักษาและความพร้อมของอะไหล่เป็นอย่างมาก

7. เหตุใดหุ่นยนต์ประกอบชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์จึงล้มเหลวในลักษณะที่แตกต่างกัน?

โดยปกติแล้วเครื่องจักรจะไม่หยุดทำงานโดยสมบูรณ์ แต่ความแม่นยำจะค่อยๆ ลดลงก่อนที่จะเห็นความล้มเหลวอย่างชัดเจน

ข้อคิดสุดท้าย

ที่สุดเอบีบีในตอนแรก ความผิดพลาดของหุ่นยนต์อาจไม่รู้สึกเหมือนความผิดพลาด มันเริ่มต้นจากเรื่องเล็กๆ เงียบๆ และง่ายที่จะมองข้ามไป

แล้ววันหนึ่งระบบก็หยุดทำงาน และดูเหมือนว่าจะเกิดขึ้นอย่างกะทันหัน

แต่ในความเป็นจริงแล้ว มันไม่ได้เกิดขึ้นอย่างกะทันหันเลย

มันสะสมมานานแล้ว