มาตรฐานรั้วนิรภัยหุ่นยนต์ 2026 สิ่งที่ตัดสินคือระยะหยุด ไม่ใช่ตัวรั้ว

การปรึกษาเรื่องมาตรฐานรั้วนิรภัยหุ่นยนต์ มักเริ่มจากคำถามยืนยันว่า ถ้าเป็นหุ่นยนต์ทำงานร่วมกับมนุษย์ก็ไม่ต้องมีรั้วใช่ไหม แต่สิ่งที่ตัดสินว่าต้องมีรั้วหรือไม่ ไม่ใช่ชนิดของหุ่นยนต์ สิ่งที่ตัดสินคือระดับสมรรถนะของแต่ละฟังก์ชันความปลอดภัยที่ได้มาจากการประเมินความเสี่ยง ระยะหยุดที่คำนวณตาม ISO 13855 และตัวเครื่องจักรทั้งชุดที่นับรวมอุปกรณ์ปลายแขนและชิ้นงานเข้าไปด้วย ISO 10218 ฉบับแก้ไขที่ประกาศเมื่อเดือนกุมภาพันธ์ 2025 เขียนสามข้อนี้ลงไปอย่างชัดเจน บทความนี้จะเรียบเรียงสาระของการแก้ไข พร้อมตัวอย่างการคำนวณระยะหยุด และประมาณการต้นทุนรวม 5 ปีของ 3 แนวทาง

มาตรฐานรั้วนิรภัยหุ่นยนต์เปลี่ยนไปในปี 2025 สาระสำคัญของ ISO 10218 ฉบับแก้ไข

ISO 10218 ซึ่งเป็นแกนกลางของมาตรฐานความปลอดภัยสำหรับหุ่นยนต์อุตสาหกรรม ได้ประกาศฉบับแก้ไขของ Part 1 และ Part 2 เมื่อวันที่ 18 กุมภาพันธ์ 2025 โดย ISO 10218-1:2025 ว่าด้วยตัวหุ่นยนต์ ส่วน ISO 10218-2:2025 ว่าด้วยระบบหุ่นยนต์และการบูรณาการ ฉบับก่อนหน้าคือฉบับปี 2011 จึงนับเป็นการแก้ไขครั้งใหญ่ในรอบ 14 ปี

หากย้อนดูสิ่งที่เกิดขึ้นจริงในหน้างานตลอด 14 ปีที่ผ่านมา จะเห็นว่าการแก้ไขครั้งนี้เป็นเรื่องที่หลีกเลี่ยงไม่ได้ ในปี 2011 หุ่นยนต์ทำงานร่วมกับมนุษย์ยังเป็นของแปลก หุ่นยนต์คือสิ่งที่อยู่ในรั้ว และเมื่อคนเข้าไปหุ่นยนต์ต้องหยุด สมมติฐานนี้คือโครงกระดูกของมาตรฐานฉบับเดิม แต่ในความเป็นจริง งานที่ใช้การจำกัดแรงและแรงกดเพิ่มจำนวนขึ้น การใช้เลเซอร์สแกนเนอร์นิรภัยแทนรั้วบางส่วนกลายเป็นเรื่องปกติ และรูปทรงของชิ้นงานกับมือจับที่หุ่นยนต์ถืออยู่ก็กลายเป็นสาเหตุหลักของอุบัติเหตุบ่อยขึ้น พูดอีกอย่างคือ ตัวมาตรฐานตามหน้างานไม่ทันมาเป็นเวลานาน

เสาหลักของการแก้ไขมี 5 ข้อ

1. แบ่งหุ่นยนต์ออกเป็น 2 คลาส
2. เปลี่ยนข้อกำหนดด้านความปลอดภัยเชิงฟังก์ชันจากการบอกเป็นนัย มาเป็นการระบุอย่างชัดแจ้ง
3. เพิ่มข้อกำหนดด้านความมั่นคงปลอดภัยไซเบอร์
4. ดึงแนวปฏิบัติเรื่องอุปกรณ์ปลายแขน และการโหลดกับปลดชิ้นงานด้วยมือ เข้ามาไว้ในตัวมาตรฐาน
5. เปลี่ยนประธานของข้อกำหนดจาก robot system มาเป็น robot application

ในบรรดา 5 ข้อนี้ ข้อที่เชื่อมตรงกับคำถามภาคปฏิบัติว่าต้องมีรั้วหรือไม่ คือข้อ 1 ข้อ 2 และข้อ 5 เราจะไล่ดูทีละข้อ

การแบ่งเป็น Class I และ Class II เข้ามาใหม่

สิ่งที่เพิ่มเข้ามาในฉบับปี 2025 คือการแบ่งคลาสของหุ่นยนต์ โดย Class I หมายถึงหุ่นยนต์อุตสาหกรรมขนาดใหญ่กำลังสูง ส่วน Class II หมายถึงหุ่นยนต์ขนาดเล็กกำลังต่ำที่ออกแบบมาสำหรับงานแบบทำงานร่วมกับมนุษย์

ตรงนี้เกิดความเข้าใจผิดได้ง่าย จึงขอย้ำไว้ก่อนว่า นี่ไม่ใช่มาตรฐานที่บอกว่าถ้าซื้อหุ่นยนต์ที่จัดอยู่ใน Class II แล้วจะไม่ต้องมีรั้ว การแบ่งคลาสเป็นเพียงการจัดระเบียบข้อกำหนดด้านการออกแบบที่ตัวหุ่นยนต์ต้องทำได้ ส่วนคำถามที่ว่าจะติดตั้งหุ่นยนต์ตัวนั้นอย่างไร ติดมือจับแบบไหน ให้ถือชิ้นงานอะไร และคนจะเข้าใกล้ถึงจุดไหนในจังหวะใด ทั้งหมดนั้นเป็นเรื่องของการประเมินความเสี่ยงที่จะกล่าวถึงต่อไป

จะพูดให้ตรงกว่านั้น ผลในทางปฏิบัติของการแบ่งคลาสน่าจะทำงานในทิศทางตรงกันข้ามกับที่หลายคนคาดด้วยซ้ำ ที่ผ่านมา คำว่าหุ่นยนต์ทำงานร่วมกับมนุษย์ถูกใช้ราวกับเป็นหมวดหมู่สินค้า และเกิดความเข้าใจแพร่หลายว่าเพียงเลือกสินค้าประเภทนั้นก็ได้ความปลอดภัยมาด้วย การแบ่งคลาสคือการแยกข้อกำหนดด้านการออกแบบของตัวหุ่นยนต์ ออกจากความปลอดภัยที่ต้องรับประกันในฝั่งแอปพลิเคชัน ให้ชัดเจนบนตัวหนังสือของมาตรฐาน อ่านว่าเรื่องฝั่งตัวเครื่องกับเรื่องฝั่งการใช้งานจะไม่ปนกันอีกต่อไป น่าจะใกล้เคียงความจริงที่สุด

ข้อกำหนด PL d แบบเหมารวมหายไป เปลี่ยนเป็นประเมินความเสี่ยงรายฟังก์ชัน

การเปลี่ยนแปลงที่กระทบงานจริงมากที่สุด อาจเป็นข้อนี้

ฉบับปี 2011 กำหนดให้ระบบควบคุมที่เกี่ยวข้องกับความปลอดภัยของหุ่นยนต์ต้องได้ PL d หรือ performance level d แบบเหมารวมโดยพฤตินัย ไม่ว่าฟังก์ชันความปลอดภัยนั้นจะเป็นอะไร ก็ออกแบบให้ถึง PL d ไว้ก่อน วิธีนี้เข้าใจง่าย แต่แลกมาด้วยความเสี่ยงที่จะมากเกินไปหรือน้อยเกินไปก็ได้

ในฉบับปี 2025 ข้อกำหนดแบบเหมารวมนี้ถูกถอดออก และเปลี่ยนมาใช้วิธี ทำการประเมินความเสี่ยงแยกตามแต่ละฟังก์ชันความปลอดภัย แล้วกำหนด PL ที่เหมาะสมจากผลนั้นแทน ส่วน PL d และ PL e ตาม ISO 13849-1 นั้นยังปรากฏอยู่ในฐานะค่าที่พบได้ทั่วไป แต่นั่นเป็นเรื่องของคำว่าส่วนใหญ่มักจะออกมาแบบนั้น ไม่ใช่คำว่าต้องทำแบบนั้นอีกต่อไป

ในแง่ที่ว่าอิสระในการออกแบบเพิ่มขึ้น นี่คือข่าวดี แต่การที่อิสระเพิ่มขึ้นก็แปลว่าความรับผิดชอบในการตัดสินใจย้ายมาอยู่ฝั่งเรา เดิมเพียงบอกว่าออกแบบไว้ที่ PL d ก็ถือว่าอธิบายจบ ต่อจากนี้ต้องแสดงให้เห็นว่าเหตุใดจึงกำหนด PL ระดับนี้ให้กับฟังก์ชันความปลอดภัยตัวนี้ พร้อมบันทึกการประเมินความเสี่ยงประกอบ นี่คือการเปลี่ยนแปลงที่ไปในทิศทางที่คุณภาพของเอกสารจะถูกตรวจสอบมากขึ้น

อนึ่ง ฟังก์ชันความปลอดภัยที่เป็นตัวแทนซึ่งหุ่นยนต์ต้องมี ได้แก่ monitored standstill หรือการหยุดแบบมีการเฝ้าติดตาม ซึ่งก่อนการแก้ไขปี 2025 เรียกว่า safety-rated monitored stop, safety-rated speed monitoring หรือการเฝ้าติดตามความเร็วเชิงความปลอดภัย และ safety-rated axis and space limiting หรือการจำกัดแกนและพื้นที่ เนื่องจากมีฟังก์ชันที่ถูกเปลี่ยนชื่อ การนำเอกสารออกแบบเดิมมาใช้ซ้ำจึงต้องเทียบศัพท์กันใหม่

ISO/TS 15066 ถูกดูดเข้าไปอยู่ในตัวมาตรฐานหลัก

เอกสารที่ถูกอ้างอิงมายาวนานในเรื่องความปลอดภัยของหุ่นยนต์ทำงานร่วมกับมนุษย์คือ ISO/TS 15066 ซึ่งเป็นข้อกำหนดทางเทคนิคที่ระบุค่าจำกัดของแรงและแรงกดขณะสัมผัส แยกตามส่วนต่างๆ ของร่างกายมนุษย์ และเป็นที่พึ่งเพียงหนึ่งเดียวเวลาออกแบบงานร่วมกันโดยใช้การจำกัดแรงและแรงกด

ในฉบับปี 2025 เนื้อหาของ ISO/TS 15066 ถูกดูดเข้าไปอยู่ในตัว ISO 10218-2:2025 เท่ากับถูกยกระดับจากสถานะข้อกำหนดทางเทคนิคหรือ TS ขึ้นมาเป็นเนื้อความของมาตรฐานสากลหรือ IS

ความหมายเชิงปฏิบัติของการยกระดับนี้ อยู่ที่ความเป็นข้อบังคับในการอ้างอิงที่เข้มขึ้น TS คือเอกสารที่ควรใช้อ้างอิง แต่ข้อกำหนดที่เข้ามาอยู่ในเนื้อความของ IS คือข้อกำหนดที่ต้องทำให้ได้ ถ้าจะจัดโครงสร้างแบบไม่มีรั้วโดยใช้การจำกัดแรงและแรงกด ก็หนีงานพิสูจน์ด้วยการวัดจริงว่าอยู่ในค่าจำกัดไม่พ้นอีกต่อไป เหตุที่ในประมาณการต้นทุนช่วงท้ายบทความ เราตั้งรายการค่าใช้จ่ายชื่อการวัดและบันทึกแรงสัมผัสกับแรงกดจริงไว้ในแนวทางที่ไม่มีรั้ว ก็เพราะสะท้อนการเปลี่ยนแปลงข้อนี้

ในทำนองเดียวกัน เนื้อหาที่เดิมแยกอยู่ในรายงานทางเทคนิค TR 20218-1 ว่าด้วยอุปกรณ์ปลายแขน และ TR 20218-2 ว่าด้วยการโหลดกับปลดชิ้นงานด้วยมือ ก็ถูกรวมเข้ามาไว้ในตัวมาตรฐานแล้ว การที่เอกสารซึ่งกระจัดกระจายมารวมอยู่ที่เดียว เป็นการเปลี่ยนแปลงที่ผู้ออกแบบน่าจะขอบคุณได้อย่างตรงไปตรงมา

เหตุใดประโยคที่ว่าเป็นหุ่นยนต์ทำงานร่วมกับมนุษย์จึงไม่ต้องมีรั้วนิรภัย จึงไม่เป็นจริง แนวคิดด้านความปลอดภัยของหุ่นยนต์ทำงานร่วมกับมนุษย์

จากนี้คือประเด็นหลัก อย่างที่เขียนไว้ตอนต้น ความจำเป็นของรั้วนิรภัยไม่ได้ถูกตัดสินด้วยว่าเป็นหุ่นยนต์ทำงานร่วมกับมนุษย์หรือไม่ เราจะอธิบายเหตุผลจาก 3 มุม

สิ่งที่ปลอดภัยไม่ใช่ตัวหุ่นยนต์ แต่คือแอปพลิเคชันหุ่นยนต์

ในการแก้ไขฉบับปี 2025 ประธานของข้อกำหนดเปลี่ยนจาก robot system หรือระบบหุ่นยนต์ มาเป็น robot application หรือแอปพลิเคชันหุ่นยนต์ ดูเผินๆ เหมือนการเปลี่ยนเล็กน้อย แต่ในแง่การพลิกวิธีคิด นี่คือข้อที่สำคัญที่สุด

แอปพลิเคชันหุ่นยนต์ครอบคลุมไม่เพียงตัวหุ่นยนต์ แต่รวมอุปกรณ์ปลายแขน ชิ้นงานที่จับ โปรแกรมงาน ไปจนถึงอุปกรณ์รอบข้าง นั่นแปลว่าสิ่งที่ถูกประเมินเปลี่ยนจากคำถามว่าหุ่นยนต์ตัวนี้ปลอดภัยไหม มาเป็นคำถามว่าชุดเครื่องจักรทั้งชุดที่หุ่นยนต์ตัวนี้ใช้มือจับแบบนี้ จับชิ้นงานแบบนี้ ด้วยการเคลื่อนที่แบบนี้ ปลอดภัยหรือไม่

ความต่างข้อนี้ถูกยืนยันซ้ำแล้วซ้ำเล่าในหน้างานด้วยบทเรียนที่เจ็บปวด หุ่นยนต์ที่แคตตาล็อกบอกว่าอยู่ร่วมกับคนได้ ถ้าติดเครื่องมือคมที่ปลายแขนก็อันตราย ถ้าชิ้นงานเป็นแผ่นโลหะหนัก 5 กิโลกรัม ต่อให้ผ่านค่าจำกัดแรงตามมาตรฐาน ขอบแผ่นก็ทำให้เกิดบาดแผลฉีกได้ การที่การเคลื่อนที่ของหุ่นยนต์สอดคล้องกับมาตรฐาน กับการที่แอปพลิเคชันนั้นปลอดภัย เป็นคนละข้อความกัน

ดังนั้น ประโยคที่ว่าเป็นหุ่นยนต์ทำงานร่วมกับมนุษย์จึงไม่ต้องมีรั้ว จะไม่เป็นจริงตั้งแต่จุดที่ประธานของประโยคเป็นตัวหุ่นยนต์แล้ว ประโยคที่ถูกต้องคือ เมื่อทำการประเมินความเสี่ยงสำหรับแอปพลิเคชันนี้แล้ว ตัดสินว่าสามารถลดความเสี่ยงลงถึงระดับที่ยอมรับได้ด้วยมาตรการอื่นนอกจากรั้ว ประโยคนี้ยาว แต่ความยาวขนาดนี้แหละคือสภาพจริง

อุปกรณ์ปลายแขนและชิ้นงานเข้ามาอยู่ในขอบเขตการประเมิน

อย่างที่กล่าวไปแล้ว แนวปฏิบัติเรื่องอุปกรณ์ปลายแขนย้ายจากรายงานทางเทคนิคเข้ามาอยู่ในตัวมาตรฐาน ผลคือมือจับและชิ้นงานถูกดันมายืนอยู่ด้านหน้าของการประเมินความเสี่ยง

หากถามว่าอะไรคือปัญหาที่เป็นรูปธรรม ก็มีประเด็นดังนี้

• ส่วนที่คม ปลายเล็บของมือจับ หน้าตัดที่ถูกตัดของชิ้นงาน ครีบขอบ ต่อให้การจำกัดแรงทำงานอยู่ ถ้าพื้นที่สัมผัสเล็ก แรงกดก็พุ่งขึ้นทันที เหตุผลที่ค่าจำกัดซึ่งมีต้นทางจาก ISO/TS 15066 กำหนดทั้งแรงและแรงกด ก็เพราะเรื่องนี้โดยตรง
• การหนีบ จังหวะเปิดปิดของมือจับ ช่องว่างระหว่างชิ้นงานกับตัวหุ่นยนต์ ช่องว่างระหว่างชิ้นงานกับโครงสร้างรอบข้าง ต่อให้หุ่นยนต์เคลื่อนที่ช้า ถ้านิ้วถูกหนีบก็บาดเจ็บสาหัส
• การสูญเสียการจับยึด สุญญากาศที่ดูดชิ้นงานหลุด หัวจับคลายตัว ต่อให้ตัวหุ่นยนต์หยุดได้ ชิ้นงานที่ร่วงลงมาก็ไม่หยุดตาม
• การเปลี่ยนชิ้นงาน ถึงชิ้นงานของวันนี้จะผ่านการวัดแรงและแรงกด แต่ถ้าเดือนหน้าเปลี่ยนไปใช้ชิ้นงานอื่น ผลการวัดชุดนั้นก็ใช้เป็นหลักฐานไม่ได้อีกต่อไป

ข้อสุดท้ายส่งผลชัดเป็นพิเศษในมุมของต้นทุน โครงสร้างแบบไม่มีรั้วไม่เพียงกินแรงในการออกแบบและการวัดจริงตอนเริ่มต้น แต่ยังเกิดการวัดซ้ำทุกครั้งที่เปลี่ยนชิ้นงาน ยิ่งเป็นโรงงานแบบหลากรุ่นปริมาณน้อย ความถี่ของการวัดซ้ำก็ยิ่งสูง เหตุที่ในประมาณการช่วงท้าย ค่าบำรุงรักษาและการทวนสอบซ้ำของแนวทางที่ไม่มีรั้วสูงที่สุด ก็มาจากโครงสร้างนี้

สำหรับการตัดสินใจติดตั้งหุ่นยนต์ทำงานร่วมกับมนุษย์โดยตรง เราได้เรียบเรียงจากมุมที่กว้างกว่านี้ไว้ใน เกณฑ์การตัดสินใจติดตั้งหุ่นยนต์ทำงานร่วมกับมนุษย์

ช่วงการสอนหุ่นยนต์คือช่วงที่อันตรายที่สุด

ยังมีอีกประเด็นหนึ่งที่มักถูกมองข้าม คือการที่ทุกคนถกกันแต่เรื่องความเสี่ยงระหว่างเดินเครื่องอัตโนมัติ แล้วผลักความเสี่ยงช่วงการสอนหุ่นยนต์ไปไว้ทีหลัง

ถ้าคิดดูก็เป็นเรื่องธรรมดา เพราะการสอนหุ่นยนต์คืองานที่ คนเข้าไปอยู่ในระยะเคลื่อนที่ของหุ่นยนต์ และหุ่นยนต์ยังเคลื่อนที่อยู่ด้วย เซลล์ที่ระหว่างเดินเครื่องอัตโนมัติถูกกั้นด้วยรั้ว พอถึงช่วงสอนหุ่นยนต์ คนกับหุ่นยนต์ก็อยู่ในพื้นที่เดียวกัน ไม่ต้องยกสถิติมาอ้าง สภาพแบบนี้อันตรายที่สุด ซึ่งน่าจะตรงกับความรู้สึกของคนหน้างานอยู่แล้ว

ฉบับปี 2025 ได้จัดระเบียบฟังก์ชันความปลอดภัยที่รองรับสถานการณ์นี้ไว้อย่างชัดแจ้ง ทั้งการเฝ้าติดตามความเร็วเชิงความปลอดภัย การจำกัดแกนและพื้นที่ และการจัดการอุปกรณ์อีเนเบิล ข้อกำหนดเรื่องการจำกัดความเร็วระหว่างสอนหุ่นยนต์ และเรื่องสวิตช์อีเนเบิลบนทีชเพนแดนต์ มีมาก่อนหน้านี้อยู่แล้ว แต่การที่มันเปลี่ยนจากข้อกำหนดที่บอกเป็นนัย มาเป็นข้อกำหนดที่ระบุชัดแจ้ง ก็มีความหมายไม่น้อย

ข้อชี้แนะเชิงปฏิบัติมี 2 ข้อ ข้อแรก ไม่ว่าจะมีรั้วหรือไม่มีรั้ว มาตรการความปลอดภัยสำหรับช่วงสอนหุ่นยนต์ก็จำเป็นอยู่ดี เลือกโครงสร้างแบบไม่มีรั้วก็ไม่ได้แปลว่าความเสี่ยงของการสอนหุ่นยนต์จะหายไป ข้อที่สอง ในไลน์ที่มีความถี่การสอนหุ่นยนต์สูง การลงทุนเพื่อลดเวลาที่คนอยู่ในเซลล์ลงตรงๆ เช่น การสอนหุ่นยนต์แบบออฟไลน์หรือการสอนแบบจับแขนพา บางครั้งได้ผลมากกว่าการลงทุนในอุปกรณ์นิรภัย

สิ่งที่ตัดสินความจำเป็นของรั้วนิรภัยคือระยะหยุด ตัวอย่างการคำนวณตาม ISO 13855

ถึงตรงนี้เราพูดกันในเชิงแนวคิดมาตลอด แต่สิ่งที่ตัดสินความจำเป็นและตำแหน่งของรั้วจริงๆ คือตัวเลขที่จับต้องได้กว่านั้นมาก นั่นคือระยะหยุด

องค์ประกอบของสูตร S = K x T + C

ISO 13855 กำหนดระยะปลอดภัยขั้นต่ำ S ที่ต้องมีระหว่างอุปกรณ์ตรวจจับกับแหล่งอันตราย ด้วยสูตรต่อไปนี้

S = K x T + C

ความหมายของแต่ละพจน์มีดังนี้

• K คือความเร็วในการเข้าใกล้ของร่างกายมนุษย์ หน่วยเป็น mm/s กรณีที่สมมติว่าเดินเข้ามาทั้งตัวให้ใช้ 1,600 mm/s ส่วนกรณีที่สมมติว่าสอดมือหรือแขนเข้ามาให้ใช้ 2,000 mm/s
• T คือเวลาตอบสนองรวมทั้งระบบ หน่วยเป็นวินาที เท่ากับผลรวมของเวลาตอบสนองของอุปกรณ์ตรวจจับ เวลาตอบสนองของอุปกรณ์ควบคุมนิรภัย และเวลาที่เครื่องจักรหยุดได้จริง จุดที่ผิดกันบ่อยมากคือการใช้เพียงค่าจากแคตตาล็อกของอุปกรณ์ตรวจจับแล้วจบ แต่ T คือผลรวมของทั้งระบบ
• C คือค่าชดเชยระยะล้ำเข้า หน่วยเป็น mm สูตรคำนวณจะเปลี่ยนตามทิศทางการติดตั้งระนาบตรวจจับ กรณีระนาบตรวจจับติดตั้งในแนวนอนใช้ C = 1200 – 0.4H โดย H คือความสูงของระนาบตรวจจับจากพื้น หน่วยเป็น mm และ ค่านี้ต้องไม่ต่ำกว่า 850 mm ส่วนกรณีไลต์เคอร์เทนติดตั้งแนวตั้งใช้ C = 8(d – 14) โดย d คือความละเอียดในการแยกแยะ หน่วยเป็น mm

ลองคำนวณกรณีที่ใช้เลเซอร์สแกนเนอร์นิรภัยแทนรั้วถาวรบางส่วนดู

สมมติฐาน

• ความเร็วในการเข้าใกล้ K = 1,600 mm/s สำหรับการเดินเข้ามา
• เวลาตอบสนองของสแกนเนอร์ = 0.08 วินาที
• เวลาตอบสนองของเซฟตี้คอนโทรลเลอร์ = 0.02 วินาที
• เวลาหยุดของหุ่นยนต์ = 0.35 วินาที
• ความสูงของระนาบตรวจจับแนวนอน H = 300 mm

การคำนวณ

T = 0.08 + 0.02 + 0.35 = 0.45 วินาที

K x T = 1,600 x 0.45 = 720 mm

C = 1200 – 0.4 x 300 = 1200 – 120 = 1,080 mm ซึ่งสูงกว่าค่าต่ำสุด 850 mm จึงใช้ค่านี้ได้เลย

S = 720 + 1,080 = 1,800 mm

หมายความว่า ต้องมีพื้นที่ว่าง 1.8 เมตร นับจากขอบเขตการตรวจจับของสแกนเนอร์ ไปจนถึงขอบนอกของระยะเคลื่อนที่ของหุ่นยนต์

สิ่งที่เกิดขึ้นในโรงงานที่หาพื้นที่ 1.8 เมตรไม่ได้

พอเสนอตัวเลข 1,800 mm นี้เป็นครั้งแรก บรรยากาศในหลายโรงงานจะเปลี่ยนไปทันที เพราะเดิมคาดหวังว่าเลิกใช้รั้วแล้วจะประหยัดพื้นที่ แต่ผลที่ออกมากลับต้องใช้พื้นที่กว้างกว่าตอนมีรั้ว

ถ้าเป็นรั้วถาวร ระยะเผื่อระหว่างรั้วกับระยะเคลื่อนที่ บางกรณีเพียงไม่กี่ร้อยมิลลิเมตรตามหลักการป้องกันการหนีบก็เพียงพอ แต่พอเปลี่ยนมาใช้สแกนเนอร์ ต้องเผื่อ 1.8 เมตรบนสมมติฐานว่าคนเดินเข้ามา เมื่อสิ่งกีดขวางทางกายภาพอย่างรั้วหายไป ก็เหลือแต่การซื้อเวลาแทน สภาพเช่นนี้หมายความว่า สัญชาตญาณที่ว่าเอารั้วออกแล้วจะประหยัดพื้นที่ มักให้ผลตรงกันข้าม

แล้วเมื่อพื้นที่ไม่พอ ควรทำอย่างไร ย้อนกลับไปดูสูตรก็เห็นคำตอบชัดเจน C เป็นค่าเชิงเรขาคณิตที่ถูกกำหนดโดยความสูงของระนาบตรวจจับ จึงขยับได้ไม่มาก สิ่งที่ขยับได้คือ T และในบรรดาองค์ประกอบของ T ตัวที่ใหญ่ที่สุดคือเวลาหยุดของหุ่นยนต์

สมมติว่าในตัวอย่างข้างต้น เราลดเวลาหยุดของหุ่นยนต์จาก 0.35 วินาที เหลือ 0.15 วินาที ได้

T = 0.08 + 0.02 + 0.15 = 0.25 วินาที

K x T = 1,600 x 0.25 = 400 mm

S = 400 + 1,080 = 1,480 mm

จาก 1,800 mm เหลือ 1,480 mm ลดลงได้ 320 mm ต่อให้ถกกันเรื่องมีรั้วหรือไม่มีรั้วอีกนานแค่ไหน ก็ไม่ได้ 320 mm นี้มา สิ่งที่ได้ผลคือสมรรถนะการหยุด

วิธีย่นเวลาหยุดมีหลายทาง ทั้งการปรับปรุงการตอบสนองของเบรก การทบทวนพารามิเตอร์การหน่วงความเร็ว การลดความเร็วการเคลื่อนที่ของหุ่นยนต์เอง และการเลือกประเภทการหยุด ทุกข้อเป็นสิ่งที่ควรพิจารณาในฐานะส่วนหนึ่งของการออกแบบความปลอดภัย และยังต้องมีการยืนยันเวลาหยุดด้วยการวัดจริงหรือการวัดสมรรถนะการหยุดด้วย เพราะเวลาหยุดของหุ่นยนต์ไม่ใช่ค่าจากแคตตาล็อก แต่เปลี่ยนไปตามท่าทาง ภาระ และความเร็ว

ส่วนที่ว่าจะเก็บงานพิจารณาแบบนี้ไว้ทำเองแค่ไหน และมอบให้พาร์ตเนอร์ตั้งแต่จุดใด มุมมองที่เราเรียบเรียงไว้ใน วิธีเลือกผู้รับเหมาระบบหุ่นยนต์ ใช้อ้างอิงได้ การมีหรือไม่มีความพร้อมในการวัดสมรรถนะการหยุด เป็นหนึ่งในจุดแยกแยะที่ใช้ได้จริงเวลาประเมินผู้รับเหมาระบบ

แยกส่วนต้นทุนรวม 5 ปีของ 3 แนวทาง ประมาณการโดยบริษัทเรา

การเลือกมาตรการความปลอดภัยเป็นทั้งเรื่องของความปลอดภัยและเรื่องของต้นทุนไปพร้อมกัน ตรงนี้เราประมาณการต้นทุนรวมตลอด 5 ปีของ 3 แนวทางไว้ ทั้งหมดต่อไปนี้เป็นประมาณการของบริษัทเรา ตัวเงินจริงจะผันแปรตามสเปก ซัพพลายเออร์ และอัตราแลกเปลี่ยน ขอให้อ่านในฐานะกรอบวิธีคิด

เงื่อนไขตั้งต้น

• โรงงานญี่ปุ่นในประเทศไทย หุ่นยนต์แบบข้อต่อรับน้ำหนักระดับ 20 กิโลกรัม จำนวน 1 เซลล์
• เดินเครื่อง 250 วันต่อปี ระยะเวลาประเมิน 5 ปี
• จำนวนครั้งที่คนเข้าไปในเซลล์ 8 ครั้งต่อวัน แบ่งเป็นการเปลี่ยนรุ่นการผลิต 4 ครั้ง + การเติมชิ้นงานและการเคลียร์ชิ้นงานติดขัด 4 ครั้ง รวม 5 ปีเท่ากับ 8 x 250 x 5 = 10,000 ครั้ง
• สมมติค่าเสียโอกาสจากการหยุดเซลล์ที่ 1,200 บาทต่อชั่วโมง

3 แนวทาง

• แนวทาง A รั้วนิรภัยแบบติดตั้งถาวร + ประตูอินเตอร์ล็อก
• แนวทาง B รั้วบางส่วน + เลเซอร์สแกนเนอร์นิรภัย
• แนวทาง C โครงสร้างแบบไม่มีรั้ว โดยใช้การจำกัดแรงและแรงกดของหุ่นยนต์ทำงานร่วมกับมนุษย์

ลำดับของต้นทุนเริ่มต้นจะพลิกกลับเมื่อมองที่ 5 ปี

เริ่มจากเรียงต้นทุนเริ่มต้นก่อน

หน่วยเป็นบาท

ถ้าดูเฉพาะต้นทุนเริ่มต้น ลำดับคือ A ที่ 515,000 น้อยกว่า B ที่ 760,000 และน้อยกว่า C ที่ 900,000 รั้วถูกที่สุด ไม่มีรั้วแพงที่สุด ถ้าในที่ประชุมอนุมัติงบมีแต่ตารางนี้ใบเดียว แนวทาง A ก็น่าจะถูกเลือก

สิ่งที่ถูกมองข้ามตรงนี้คือความสูญเสียจากการเดินเครื่อง ทุกครั้งที่คนเข้าไปในเซลล์ เซลล์จะหยุด และเวลาที่หยุดก็ต่างกันมากตามแนวทางที่เลือก

ในแนวทาง A ที่ใช้รั้วถาวรกับประตูอินเตอร์ล็อก การเปิดประตูต้องหยุดหุ่นยนต์ก่อน เมื่อทำงานเสร็จต้องตรวจสอบความปลอดภัย รีเซ็ต กลับจุดกำเนิด แล้วจึงเริ่มเดินเครื่องใหม่ ทั้งชุดนี้เฉลี่ย 4.0 นาที ส่วนแนวทาง B ที่ใช้รั้วบางส่วนกับสแกนเนอร์ จะลดความเร็วเมื่อเข้าเขตเตือน และหยุดเมื่อเข้าเขตป้องกัน พอออกจากพื้นที่ก็กลับมาเดินเครื่องได้ด้วยการกดคืนสภาพ จึงเฉลี่ย 1.5 นาที ส่วนแนวทาง C ที่ไม่มีรั้ว จะลดความเร็วเมื่อคนเข้าใกล้และคืนสภาพเมื่อคนถอยห่าง เราจึงตั้งไว้ที่เฉลี่ย 0.4 นาที

เวลาหยุดต่อปีคำนวณจาก 8 ครั้ง x 250 วัน x จำนวนนาที หารด้วย 60 แนวทาง A เท่ากับปีละ 133.3 ชั่วโมง หรือคิดเป็น 5 ปีแล้วมีเวลามากกว่า 666 ชั่วโมงหายไปกับการหยุดเซลล์

ต่อไปประมาณการค่าบำรุงรักษาและการทวนสอบซ้ำตลอด 5 ปี

เหตุที่ค่าบำรุงรักษาของแนวทาง C โดดขึ้นมา ก็เพราะอย่างที่กล่าวไปแล้วว่าต้องวัดแรงและแรงกดจริงกันใหม่ทุกครั้งที่เปลี่ยนชิ้นงาน ประเด็นที่ว่าโครงสร้างแบบไม่มีรั้วไม่ใช่แนวทางแบบทำเสร็จแล้วจบ เป็นสิ่งที่ต้องเข้าใจตั้งแต่ก่อนตัดสินใจติดตั้ง

รวมทั้ง 3 ส่วนเข้าด้วยกัน

ลำดับสลับที่กันแล้ว จากที่ต้นทุนเริ่มต้นเรียงเป็น A น้อยกว่า B น้อยกว่า C พอมาดูต้นทุนรวม 5 ปีกลับกลายเป็น B น้อยกว่า C น้อยกว่า A แนวทาง A ที่คิดว่าถูกที่สุดกลับแพงที่สุด และ ส่วนต่างระหว่าง A กับ B ถ่างออกเป็น 285,000 บาท ส่วนต่างระหว่างแนวทาง B กับแนวทาง C อยู่ที่ 40,000 บาท ภายใต้เงื่อนไขตั้งต้นชุดนี้ B จึงได้เปรียบอยู่เล็กน้อย

การเสียดายส่วนต่างของต้นทุนเริ่มต้น 245,000 บาทแล้วเลือกแนวทาง A จะทำให้จ่ายเพิ่มขึ้น 285,000 บาทในระยะ 5 ปี นี่คือรูปแบบคลาสสิกของสิ่งที่เกิดขึ้นเมื่อตัดสิน ความคุ้มค่าของการติดตั้งหุ่นยนต์ ด้วยต้นทุนเริ่มต้นเพียงอย่างเดียว

จุดพลิกอยู่ที่การเข้าเซลล์ 3.4 ครั้งต่อวัน

อย่างไรก็ตาม ข้อสรุปนี้ตั้งอยู่บนสมมติฐานว่ามีการเข้าเซลล์ 8 ครั้งต่อวัน ถ้าสมมติฐานเปลี่ยน ข้อสรุปก็เปลี่ยน เราจึงจับจุดพลิกไว้ด้วยสมการ

แนวทาง A เทียบกับแนวทาง B

ส่วนต่างของต้นทุนเริ่มต้นคือ 760,000 – 515,000 = 245,000 บาท โดย B แพงกว่า ส่วนต่างของค่าบำรุงรักษาและทวนสอบซ้ำคือ 115,000 – 145,000 = -30,000 บาท โดย B ถูกกว่า รวมแล้วส่วนต่างที่ไม่ขึ้นกับจำนวนครั้งที่เข้าเซลล์เท่ากับ 215,000 บาท โดย B อยู่ฝั่งที่แพงกว่า

ส่วนต่างของเวลาหยุดต่อการเข้า 1 ครั้งคือ 4.0 – 1.5 = 2.5 นาที คิดเป็นเงินเท่ากับ 2.5 x 1,200 หารด้วย 60 = 50 บาท

ดังนั้น 215,000 หารด้วย 50 = 4,300 ครั้ง ของการเข้าเซลล์ B จะไล่ทัน A เมื่อหารด้วยจำนวนวันเดินเครื่อง 5 ปีคือ 1,250 วัน จะได้ ประมาณ 3.4 ครั้งต่อวัน

พูดอีกอย่างคือ ถ้าจำนวนครั้งที่คนเข้าไปในเซลล์เกิน 3.4 ครั้งต่อวัน แนวทาง B จะถูกกว่าเมื่อวัดด้วยต้นทุนรวม 5 ปี และ 3.4 ครั้งต่อวันไม่ใช่ตัวเลขที่เยอะเลย แค่มีการเปลี่ยนรุ่นการผลิตวันละ 2 ครั้ง และการเคลียร์ชิ้นงานติดขัดวันละ 2 ครั้ง ก็เกินแล้ว

แนวทาง A เทียบกับแนวทาง C

ส่วนต่างที่แท้จริงคือต้นทุนเริ่มต้น 385,000 บาท + ค่าบำรุงรักษา 90,000 บาท = 475,000 บาท โดย C อยู่ฝั่งที่แพงกว่า ส่วนต่างต่อการเข้า 1 ครั้งคือ 4.0 – 0.4 = 3.6 นาที เท่ากับ 72 บาท

475,000 หารด้วย 72 ประมาณ 6,597 ครั้ง หรือ ประมาณ 5.3 ครั้งต่อวัน

แนวทาง B เทียบกับแนวทาง C

ส่วนต่างที่แท้จริงคือต้นทุนเริ่มต้น 140,000 บาท + ค่าบำรุงรักษา 120,000 บาท = 260,000 บาท โดย C อยู่ฝั่งที่แพงกว่า ส่วนต่างต่อการเข้า 1 ครั้งคือ 1.5 – 0.4 = 1.1 นาที เท่ากับ 22 บาท

260,000 หารด้วย 22 ประมาณ 11,818 ครั้ง หรือ ประมาณ 9.5 ครั้งต่อวัน

ตรงนี้คือจุดสำคัญ การที่แนวทาง C จะถูกกว่าแนวทาง B ได้ ต้องมีการเข้าเซลล์เกิน 9.5 ครั้งต่อวัน ที่สมมติฐาน 8 ครั้งต่อวันของเรา แนวทาง B ถูกกว่าอยู่ 40,000 บาท แปลว่าโครงสร้างแบบไม่มีรั้วจะเป็นคำตอบที่ถูกต้องในแง่ต้นทุน เฉพาะกับแอปพลิเคชันที่คนเข้าออกบ่อยจริงๆ เช่น กระบวนการประกอบที่คนกับหุ่นยนต์ผลัดกันแตะชิ้นงานเดียวกันเท่านั้น

ในทางกลับกัน ไลน์ที่มีการเข้าเซลล์ไม่ถึง 3.4 ครั้งต่อวัน เช่น ไลน์ผลิตล็อตใหญ่ที่เปลี่ยนรุ่นการผลิตเพียงไม่กี่ครั้งต่อสัปดาห์ การเลือกรั้วนิรภัยแบบติดตั้งถาวรตรงๆ จะถูกที่สุด รั้วไม่ใช่แนวทางที่ล้าสมัย ในเงื่อนไขที่คนเข้าออกน้อย รั้วยังคงเป็นตัวเลือกที่ดีที่สุดจนถึงทุกวันนี้

ข้อสรุปเชิงปฏิบัติที่ดึงออกมาจากประมาณการชุดนี้มีข้อเดียว ก่อนตัดสินใจเลือกแนวทาง ให้นับก่อนว่าคนเข้าไปในเซลล์นั้นวันละกี่ครั้ง เป็นตัวเลขที่ไม่ถูกเขียนไว้ในสเปกเครื่องจักร แต่เป็นตัวเลขที่กำหนดต้นทุนรวม 5 ปี ถ้าเป็นไลน์ที่มีอยู่แล้ว วัดจริง 1 สัปดาห์ก็พอ ถ้าเป็นไลน์ที่สร้างใหม่ ก็ประมาณจากการออกแบบกระบวนการได้

สำหรับการเลือกแนวทางในกระบวนการประกอบที่คนเข้ามาเกี่ยวข้องบ่อย เราได้เรียบเรียงจากมุมของฝั่งกระบวนการไว้ใน รูปแบบการจัดโครงสร้างหุ่นยนต์สำหรับงานประกอบอัตโนมัติ

ข้อกำหนดที่เพิ่มขึ้นสำหรับโรงงานในประเทศไทย กฎกระทรวง พ.ศ. 2564 และบทลงโทษ

ที่ผ่านมาทั้งหมดเป็นเรื่องของมาตรฐานสากล เมื่อจะเดินหน้าระบบอัตโนมัติในโรงงานในประเทศไทย จะมีข้อกำหนดของกฎหมายภายในประเทศซ้อนเข้ามาอีกชั้นหนึ่ง

การป้องกันการสัมผัสส่วนที่เป็นอันตรายของเครื่องจักรคือเส้นขั้นต่ำ

ในประเทศไทย กฎกระทรวงว่าด้วยความปลอดภัย อาชีวอนามัย และสภาพแวดล้อมในการทำงาน เกี่ยวกับเครื่องจักร ปั้นจั่น และหม้อน้ำ พ.ศ. 2564 ซึ่งตรงกับ ค.ศ. 2021 ได้ประกาศในราชกิจจานุเบกษาเมื่อวันที่ 6 สิงหาคม ค.ศ. 2021 กฎกระทรวงฉบับนี้กำหนดให้ต้องติดตั้งเครื่องป้องกันอันตราย เพื่อป้องกันไม่ให้คนสัมผัสกับส่วนที่เป็นอันตรายของเครื่องจักร

ความสัมพันธ์ระหว่างมาตรฐานกับกฎหมายมักถูกสับสน จึงขอเรียบเรียงไว้ ISO 10218 เป็นมาตรฐานสากล และโดยตัวมันเองไม่ได้มีผลผูกพันทางกฎหมายภายในประเทศไทย ในขณะที่กฎกระทรวง พ.ศ. 2564 เป็นกฎหมายภายในประเทศไทย ดังนั้นในเชิงรูปแบบ การสอดคล้องกับมาตรฐานกับการปฏิบัติตามกฎหมายจึงเป็นคนละเรื่องกัน

อย่างไรก็ตาม ในทางปฏิบัติแทบไม่มีประโยชน์ที่จะแยกสองเรื่องนี้ออกจากกัน คำถามคือ จะอธิบายด้วยหลักฐานทางเทคนิคแบบใดว่าได้ทำตามข้อกำหนดเรื่องการป้องกันการสัมผัสส่วนที่เป็นอันตรายที่กฎกระทรวงเรียกร้องแล้ว และระบบความรู้ที่ใช้อธิบายเรื่องนี้ได้ก็คือ ISO 10218 กับ ISO 13855 นั่นเอง ทั้งบันทึกการประเมินความเสี่ยง การคำนวณระยะหยุด และการประเมิน PL ของฟังก์ชันความปลอดภัย ถ้ามีครบ การอธิบายว่าเป็นไปตามข้อกำหนดของกฎหมายก็จะเกิดขึ้นพร้อมกันไปด้วย ในทางกลับกัน ถ้าตั้งแค่รั้วขึ้นมาโดยไม่ได้พิจารณาตามมาตรฐาน ก็จะไม่มีหลักฐานอธิบายว่าเหตุใดจึงตั้งไว้ที่ตำแหน่งนั้น

เรื่องบทลงโทษก็ขอยืนยันไว้ด้วย พระราชบัญญัติความปลอดภัย อาชีวอนามัย และสภาพแวดล้อมในการทำงาน พ.ศ. 2554 ซึ่งตรงกับ ค.ศ. 2011 กำหนดโทษสำหรับการฝ่าฝืนไว้เป็น จำคุกไม่เกิน 1 ปี หรือปรับไม่เกิน 400,000 บาท หรือทั้งจำทั้งปรับ เมื่อเทียบกับระดับตัวเงินในประมาณการช่วงก่อนหน้า ลำพังค่าปรับอาจไม่ได้ใหญ่จนชี้ขาด แต่เมื่อคำนึงว่ามีโทษจำคุกรวมอยู่ด้วย และเมื่อเกิดอุบัติเหตุขึ้นจริง สิ่งที่ตามมาก่อนบทลงโทษคือการหยุดเดินเครื่องและความเสียหายต่อความน่าเชื่อถือ เราจึงมองว่าเรื่องนี้ไม่ใช่สิ่งที่ควรถูกยกขึ้นมาวางบนเวทีเปรียบเทียบต้นทุนตั้งแต่แรก

มาตรการความปลอดภัยเป็นสิ่งที่เลือกด้วยความคุ้มค่าก็จริง แต่นั่นหมายถึงการเลือก จากบรรดาทางเลือกหลายทางที่ผ่านเงื่อนไขว่าลดความเสี่ยงลงถึงระดับที่ยอมรับได้แล้ว ทางเลือกที่ไม่ผ่านเงื่อนไข ต่อให้ถูกแค่ไหนก็ไม่นับเป็นตัวเลือก ทั้ง 3 แนวทางในหัวข้อก่อนหน้า เปรียบเทียบกันบนสมมติฐานว่าผ่านการประเมินความเสี่ยงและอยู่ในระดับที่ยอมรับได้แล้วทั้งหมด

ถ้ามีการส่งออกไปยุโรป ต้องมอง EU Machinery Regulation เดือนมกราคม 2027 ด้วย

กรณีที่ผลิตภัณฑ์หรือเครื่องจักรที่ผลิตในโรงงานในประเทศไทยถูกส่งออกไปยุโรป มีความเคลื่อนไหวอีกเรื่องที่ควรอยู่ในสายตา

เรื่องแรกคือสถานะการเป็นมาตรฐานสอดคล้องของยุโรปหรือ EN ของ ISO 10218:2025 มีการยื่นขอช่วงเปลี่ยนผ่าน 24 เดือน แต่จะได้รับการประกาศลงในราชกิจจานุเบกษาของสหภาพยุโรปหรือ OJ หรือไม่ ณ ปัจจุบันยังไม่แน่นอน หากได้รับการประกาศเป็นมาตรฐานสอดคล้อง การทำตามมาตรฐานนั้นจะเกิดผลเป็นการสันนิษฐานว่าสอดคล้องกับ Machinery Directive และ Machinery Regulation สถานะการประกาศจึงเป็นสิ่งที่ต้องติดตามอย่างต่อเนื่องในงานที่มีการส่งออก

เรื่องที่สองคือข้อกำหนดด้านความมั่นคงปลอดภัยไซเบอร์ที่เพิ่มเข้ามาในการแก้ไขปี 2025 มีการระบุว่าเนื้อหาส่วนนี้คำนึงถึง EU Machinery Regulation ที่จะเริ่มบังคับใช้ตั้งแต่เดือนมกราคม 2027 เดิมทีเมื่อพูดถึงความปลอดภัยของหุ่นยนต์ จะหมายถึงแหล่งอันตรายเชิงกลและการป้องกัน แต่ตอนนี้ความเสี่ยงอย่างการเข้าถึงโดยไม่ได้รับอนุญาตต่อหุ่นยนต์ที่เชื่อมต่อเครือข่าย และการแทรกแซงฟังก์ชันความปลอดภัย ได้ถูกระบุไว้อย่างชัดแจ้งในฐานะข้อกำหนดของมาตรฐาน

สำหรับผู้รับผิดชอบฝั่งไอทีของโรงงาน การเปลี่ยนแปลงข้อนี้อาจกระทบงานจริงมากที่สุด จะแยกเครือข่ายของเซลล์หุ่นยนต์อย่างไร จะออกแบบการควบคุมการเข้าถึงตัวควบคุมหุ่นยนต์อย่างไร จะบริหารเส้นทางการอัปเดตเฟิร์มแวร์อย่างไร ประเด็นที่ไม่เคยถูกเรียกเข้าห้องประชุมออกแบบความปลอดภัยมาก่อน กำลังเข้ามาในฐานะข้อกำหนดของมาตรฐาน เราจึงแนะนำให้พิจารณาการออกแบบเครือข่ายฝั่ง OT ควบคู่กันไปตั้งแต่ขั้นตอนแรกของการติดตั้งหุ่นยนต์อุตสาหกรรม

อนึ่ง ในภาพรวมของตลาด ข้อมูลจาก World Robotics 2025 ของ IFR ระบุว่าจำนวนหุ่นยนต์อุตสาหกรรมที่ติดตั้งใหม่ในปี 2024 อยู่ที่ 542,000 ตัว ทั่วโลก และจำนวนที่ใช้งานอยู่แตะ 4,664,000 ตัว ส่วนแบ่งของการติดตั้งใหม่แยกตามภูมิภาคคือ เอเชีย 74 เปอร์เซ็นต์ ยุโรป 16 เปอร์เซ็นต์ และทวีปอเมริกา 9 เปอร์เซ็นต์ ส่วนปี 2025 คาดว่าจะอยู่ที่ 575,000 ตัว ในเมื่อการติดตั้งกระจุกตัวอยู่ในเอเชียเช่นนี้ สถานการณ์ที่โรงงานในประเทศไทยต้องเผชิญหน้ากับการแก้ไขมาตรฐานสากล ก็น่าจะเพิ่มขึ้นอีกในอนาคต

5 เรื่องที่ต้องตัดสินใจก่อนติดตั้งหุ่นยนต์อุตสาหกรรม

เราจะแปลงเนื้อหาทั้งหมดข้างต้นให้เป็นเช็กลิสต์ก่อนการติดตั้ง

1. นับว่าคนเข้าไปในเซลล์นั้นวันละกี่ครั้ง

อย่างที่เห็นในประมาณการก่อนหน้า ตัวเลขนี้เป็นตัวกำหนดต้นทุนรวม 5 ปี ถ้าเป็นไลน์ที่มีอยู่แล้วให้วัดจริง 1 สัปดาห์ ถ้าเป็นไลน์ใหม่ให้ประมาณจากการออกแบบกระบวนการก็ได้ ถ้าแยกนับตามวัตถุประสงค์ ทั้งการเปลี่ยนรุ่นการผลิต การเติมชิ้นงาน การเคลียร์ชิ้นงานติดขัด การทำความสะอาด การตรวจสอบ และการสอนหุ่นยนต์ ก็จะเห็นช่องทางปรับปรุงในภายหลังด้วย

2. จับเวลาหยุดของหุ่นยนต์ด้วยการวัดจริง

ในบรรดาองค์ประกอบของ T ที่ใช้ในการคำนวณตาม ISO 13855 ตัวที่ครองสัดส่วนหลักคือเวลาหยุดของหุ่นยนต์ และเนื่องจากค่านี้เปลี่ยนไปตามท่าทาง ภาระ และความเร็ว ค่าจากแคตตาล็อกจึงไม่เพียงพอ กรุณาบรรจุการวัดสมรรถนะการหยุดภายใต้เงื่อนไขการใช้งานจริงของหุ่นยนต์ที่จะติดตั้ง ไว้ในแผนงานด้วย ยิ่งงานที่มีข้อจำกัดเรื่องพื้นที่รุนแรง คุณค่าของการวัดนี้ก็ยิ่งสูง

3. กำหนดสเปกของอุปกรณ์ปลายแขนและชิ้นงานให้ชัด รวมถึงความเป็นไปได้ที่จะเปลี่ยน

ถ้าจะพิจารณาโครงสร้างแบบไม่มีรั้ว จำเป็นต้องวัดแรงและแรงกดจริง และการวัดต้องทำแยกตามแต่ละคู่ของมือจับกับชิ้นงาน ในอีก 3 ปีข้างหน้าคาดว่าชิ้นงานจะเปลี่ยนมากน้อยแค่ไหน มุมมองนี้จะส่งผลอย่างมากต่อค่าบำรุงรักษาของแนวทาง C ถ้ามีแผนจะเพิ่มความหลากหลายของรุ่น ก็ควรใส่ส่วนนั้นเข้าไปในตารางเปรียบเทียบตั้งแต่ต้น

4. กำหนด PL ที่จำเป็นแยกตามฟังก์ชันความปลอดภัย และเก็บหลักฐานไว้

ในเมื่อฉบับปี 2025 ถอดข้อกำหนด PL d แบบเหมารวมออกไปแล้ว ความรับผิดชอบในการอธิบายว่าเหตุใดจึงเป็น PL ระดับนี้ก็อยู่ที่ฝั่งเรา ทั้งบันทึกการประเมินความเสี่ยง PL ที่เลือก และโครงสร้างอุปกรณ์ที่ทำให้ถึงระดับนั้น ถ้าไม่จัดทำเอกสารชุด 3 อย่างนี้ตั้งแต่ขั้นออกแบบ จะเกิดงานย้อนกลับตอนตรวจยืนยันความถูกต้องหรือตอนถูกตรวจประเมินในภายหลัง

5. กำหนดขั้นตอนการทำงานของการสอนหุ่นยนต์และการบำรุงรักษา ไปพร้อมกับสเปกเครื่องจักร

การสอนหุ่นยนต์และงานบำรุงรักษาคือช่วงที่คนเข้าใกล้หุ่นยนต์มากที่สุด ทั้งที่เป็นเช่นนั้น กลับเป็นพื้นที่ที่มักถูกเติมเข้ามาทีหลังในรูปของการชดเชยด้วยวิธีปฏิบัติงาน หลังจากสเปกเครื่องจักรถูกล็อกไปแล้ว ทั้งตำแหน่งติดตั้งอุปกรณ์อีเนเบิล การจำกัดความเร็วระหว่างการสอนหุ่นยนต์ และขั้นตอนการยืนยันร่วมกันเมื่อทำงานหลายคน ล้วนเป็นสิ่งที่ควรกำหนดไปพร้อมกับการออกแบบเครื่องจักร

คำถามที่พบบ่อย

มาตรฐานรั้วนิรภัยหุ่นยนต์ ต้องดูเอกสารฉบับใดบ้าง

แกนกลางคือ ISO 10218-1:2025 ว่าด้วยตัวหุ่นยนต์ และ ISO 10218-2:2025 ว่าด้วยระบบหุ่นยนต์และการบูรณาการ ทั้งสองฉบับประกาศเมื่อวันที่ 18 กุมภาพันธ์ 2025 นอกจากนี้ให้อ้างอิง ISO 13855 สำหรับการคำนวณระยะปลอดภัย และ ISO 13849-1 สำหรับระดับสมรรถนะของระบบควบคุมที่เกี่ยวข้องกับความปลอดภัย

อนึ่ง ค่าจำกัดของแรงและแรงกดขณะสัมผัสร่างกายมนุษย์ ซึ่งเดิมกำหนดไว้ใน ISO/TS 15066 ได้ถูกดูดเข้าไปอยู่ในตัว ISO 10218-2:2025 แล้ว ในทำนองเดียวกัน เนื้อหาของรายงานทางเทคนิคว่าด้วยอุปกรณ์ปลายแขนและการโหลดกับปลดชิ้นงานด้วยมือ คือ TR 20218-1 และ TR 20218-2 ก็ถูกรวมเข้ามาไว้ในตัวมาตรฐานเช่นกัน การที่จำนวนเอกสารที่ต้องอ้างอิงลดลง เป็นการเปลี่ยนแปลงที่น่าขอบคุณในทางปฏิบัติ

หุ่นยนต์ทำงานร่วมกับมนุษย์จำเป็นต้องมีรั้วนิรภัยหรือไม่

คำตอบที่ถูกต้องคือ มีกรณีที่จำเป็น และมีกรณีที่ไม่จำเป็น สิ่งที่ตัดสินไม่ใช่ว่าหุ่นยนต์ตัวนั้นเป็นหุ่นยนต์ทำงานร่วมกับมนุษย์หรือไม่ แต่คือผลของการประเมินความเสี่ยง

วัตถุดิบในการตัดสินมีหลักๆ 3 ข้อ ข้อแรก เมื่อมองแอปพลิเคชันทั้งชุดที่รวมอุปกรณ์ปลายแขนและชิ้นงานเข้าไปด้วย แรงและแรงกดขณะสัมผัสอยู่ในค่าจำกัดหรือไม่ ถ้าจับชิ้นงานที่คมหรือของหนัก ต่อให้ตัวหุ่นยนต์รองรับการจำกัดแรง ก็ยังต้องมีรั้วหรือมาตรการอื่น ข้อที่สอง สามารถจัดให้มีระยะหยุดที่คำนวณตาม ISO 13855 ได้หรือไม่ ข้อที่สาม ความเสี่ยงอยู่ในระดับที่ยอมรับได้ในทุกโหมดการทำงาน รวมถึงการสอนหุ่นยนต์และการบำรุงรักษาหรือไม่

มีเพียงการตัดสินที่ว่าซื้อหุ่นยนต์ทำงานร่วมกับมนุษย์มาแล้วจึงไม่ต้องมีรั้ว ที่ขัดกับวิธีคิดของมาตรฐานแบบตรงหน้า

ค่าใช้จ่ายของรั้วนิรภัยหุ่นยนต์อยู่ที่เท่าไร

ในประมาณการของบทความนี้ ซึ่งเป็นกรณีรับน้ำหนักระดับ 20 กิโลกรัม 1 เซลล์ ในประเทศไทย เราตั้งค่าใช้จ่ายเฉพาะตัวรั้วทางกายภาพและประตูไว้ที่ 180,000 บาทสำหรับโครงสร้างรั้วถาวร และ 90,000 บาทสำหรับโครงสร้างรั้วบางส่วน อย่างไรก็ตาม การเทียบเฉพาะราคาของตัวรั้วมีความหมายน้อย จำเป็นต้องดูที่ยอดรวมซึ่งนับอุปกรณ์นิรภัย การประเมินความเสี่ยง ความสูญเสียจากการเดินเครื่อง และค่าบำรุงรักษาเข้าไปด้วย

ในประมาณการชุดเดียวกัน ต้นทุนรวม 5 ปีของรั้วถาวรพร้อมประตูอินเตอร์ล็อกอยู่ที่ 1,460,000 บาท ของรั้วบางส่วนพร้อมเลเซอร์สแกนเนอร์นิรภัยอยู่ที่ 1,175,000 บาท และของโครงสร้างไม่มีรั้วที่ใช้การจำกัดแรงและแรงกดอยู่ที่ 1,215,000 บาท ซึ่งพลิกกลับกับลำดับของต้นทุนเริ่มต้น เมื่อความถี่ในการเข้าเซลล์เกิน 3.4 ครั้งต่อวัน รั้วบางส่วนพร้อมสแกนเนอร์จะถูกกว่ารั้วถาวร และต้องเกิน 9.5 ครั้งต่อวันเท่านั้น โครงสร้างแบบไม่มีรั้วจึงจะถูกกว่ารั้วบางส่วนพร้อมสแกนเนอร์ ทั้งหมดเป็นประมาณการของบริษัทเรา และจะเปลี่ยนไปตามสเปกและเงื่อนไข

ต้องปรับตัวเข้ากับ ISO 10218 ฉบับปี 2025 ภายในเมื่อไร

ไม่ได้มีการกำหนดเส้นตายเดียวกันทั่วโลกแบบเหมารวม ตัวมาตรฐานเองประกาศไปแล้วเมื่อวันที่ 18 กุมภาพันธ์ 2025

สำหรับยุโรป มีการยื่นขอช่วงเปลี่ยนผ่าน 24 เดือนในฐานะมาตรฐานสอดคล้อง EN แต่จะได้รับการประกาศลงในราชกิจจานุเบกษาของสหภาพยุโรปหรือไม่ ณ ปัจจุบันยังไม่แน่นอน ดังนั้นในงานที่ส่งไปยุโรป จำเป็นต้องติดตามสถานะการประกาศอย่างต่อเนื่อง อีกทั้งฉบับปี 2025 มีข้อกำหนดด้านความมั่นคงปลอดภัยไซเบอร์ที่มองไปถึง EU Machinery Regulation ซึ่งจะเริ่มบังคับใช้ตั้งแต่เดือนมกราคม 2027 หากเป็นเครื่องจักรสำหรับยุโรป ช่วงเวลานี้จึงเป็นหมุดหมายที่ใช้ได้จริง

หากจำกัดเฉพาะการดำเนินงานภายในประเทศไทย ไม่มีเส้นตายโดยตรงตามกฎหมาย อย่างไรก็ตาม ถ้าเป็นเครื่องจักรที่ออกแบบใหม่ เรามองว่าเหตุผลที่จะยึดตามฉบับเก่ามีน้อย โดยเฉพาะวิธีกำหนด PL และวิธีคิดที่ใช้แอปพลิเคชันทั้งชุดเป็นขอบเขตการประเมิน เป็นส่วนที่ถ้านำเอกสารออกแบบฉบับเก่ามาใช้ซ้ำ จะเกิดความไม่ลงรอยกันในภายหลัง การออกแบบตามฉบับปี 2025 ตั้งแต่งานใหม่เป็นต้นไป น่าจะเป็นวิธีเดินที่สมจริงที่สุด

สรุป

เราขอเรียบเรียงสาระสำคัญของบทความนี้ในเรื่องมาตรฐานรั้วนิรภัยหุ่นยนต์

มาตรฐานเปลี่ยนไปแล้วในปี 2025 ISO 10218-1:2025 และ ISO 10218-2:2025 ประกาศเมื่อวันที่ 18 กุมภาพันธ์ 2025 นับเป็นการแก้ไขครั้งใหญ่ครั้งแรกนับจากฉบับปี 2011 เสาหลักคือการแบ่งหุ่นยนต์เป็น Class I และ Class II การระบุข้อกำหนดความปลอดภัยเชิงฟังก์ชันอย่างชัดแจ้ง การเพิ่มข้อกำหนดด้านความมั่นคงปลอดภัยไซเบอร์ การรวมแนวปฏิบัติเรื่องอุปกรณ์ปลายแขนกับการโหลดและปลดชิ้นงานด้วยมือ และการเปลี่ยนประธานมาเป็นแอปพลิเคชันหุ่นยนต์ ส่วนค่าจำกัดแรงและแรงกดของ ISO/TS 15066 ถูกดูดเข้าไปอยู่ในตัว ISO 10218-2:2025

ความจำเป็นของรั้วไม่ได้ถูกตัดสินด้วยว่าเป็นหุ่นยนต์ทำงานร่วมกับมนุษย์หรือไม่ ข้อกำหนด PL d แบบเหมารวมถูกถอดออก และเปลี่ยนเป็นวิธีกำหนด PL ที่เหมาะสมจากการประเมินความเสี่ยงแยกตามแต่ละฟังก์ชันความปลอดภัย สิ่งที่ถูกประเมินไม่ใช่ตัวหุ่นยนต์ แต่คือแอปพลิเคชันหุ่นยนต์ทั้งชุด ซึ่งรวมอุปกรณ์ปลายแขน ชิ้นงาน และโปรแกรมงาน

สิ่งที่ตัดสินความจำเป็นและตำแหน่งคือระยะหยุด เมื่อแทน K = 1,600 mm/s, T = 0.45 วินาที และ H = 300 mm ลงในสูตร S = K x T + C ของ ISO 13855 จะได้ K x T = 720 mm, C = 1,080 mm และ S = 1,800 mm การเอารั้วออกไม่ได้แปลว่าจะประหยัดพื้นที่เสมอไป ถ้าย่นเวลาหยุดของหุ่นยนต์จาก 0.35 วินาทีเหลือ 0.15 วินาที จะได้ S = 1,480 mm ลดลงได้ 320 mm สิ่งที่ได้ผลเมื่อพื้นที่ไม่พอ ไม่ใช่การมีหรือไม่มีรั้ว แต่คือสมรรถนะการหยุด

เมื่อมองที่ 5 ปี ลำดับของต้นทุนจะสลับที่กัน ในประมาณการของบริษัทเรา ต้นทุนเริ่มต้นเรียงเป็น A ซึ่งเป็นรั้วถาวร 515,000 บาท B ซึ่งเป็นรั้วบางส่วนพร้อมสแกนเนอร์ 760,000 บาท และ C ซึ่งเป็นแบบไม่มีรั้ว 900,000 บาท คือ A น้อยกว่า B น้อยกว่า C แต่ต้นทุนรวม 5 ปีกลับพลิกเป็น B ที่ 1,175,000 น้อยกว่า C ที่ 1,215,000 และน้อยกว่า A ที่ 1,460,000 โดยส่วนต่างระหว่าง A กับ B กลายเป็น 285,000 บาท จุดพลิกอยู่ที่ความถี่ในการเข้าเซลล์ ที่ 3.4 ครั้งต่อวัน B จะถูกกว่า A, ที่ 5.3 ครั้ง C จะถูกกว่า A และที่ 9.5 ครั้ง C จึงจะถูกกว่า B ก่อนตัดสินใจเลือกแนวทาง กรุณานับก่อนว่าคนเข้าไปในเซลล์นั้นวันละกี่ครั้ง

ในประเทศไทยมีกฎกระทรวง พ.ศ. 2564 ซ้อนเข้ามา โดยกำหนดให้ต้องป้องกันการสัมผัสส่วนที่เป็นอันตรายของเครื่องจักร และบทลงโทษตามพระราชบัญญัติความปลอดภัย อาชีวอนามัย และสภาพแวดล้อมในการทำงาน พ.ศ. 2554 คือจำคุกไม่เกิน 1 ปี หรือปรับไม่เกิน 400,000 บาท หรือทั้งจำทั้งปรับ หากมีการส่งออกไปยุโรป ก็จำเป็นต้องมองไปถึง EU Machinery Regulation ที่จะเริ่มบังคับใช้ตั้งแต่เดือนมกราคม 2027 ด้วย

TOMAS TECH มีฐานอยู่ที่กรุงเทพและสนับสนุนงานด้านไอทีโรงงานและ FA ให้กับผู้ผลิตสัญชาติญี่ปุ่น เรื่องการออกแบบความปลอดภัยของหุ่นยนต์ก็เช่นกัน ท่านสามารถปรึกษาได้ตั้งแต่ขั้นก่อนเลือกรุ่นเครื่อง คือขั้นที่ยังไม่ได้เป็นสเปกเป็นเอกสาร เช่น คนเข้าไปในเซลล์นั้นวันละกี่ครั้ง ระยะหยุดจะลงตัวกับพื้นที่ที่มีหรือไม่ และระหว่างรั้วถาวร รั้วบางส่วน กับแบบไม่มีรั้ว แบบไหนเข้ากับเงื่อนไขของโรงงานท่าน ถ้ามีผังเลย์เอาต์ของไลน์ที่ใช้อยู่และขั้นตอนการทำงาน เราสามารถร่วมพิจารณาไปจนถึงขั้นตีกรอบคร่าวๆ ของแต่ละแนวทางได้ แม้จะยังอยู่ในช่วงเริ่มพิจารณา ก็ติดต่อเราได้อย่างสบายใจผ่าน หน้าติดต่อเรา

แหล่งข้อมูลอ้างอิง

• ISO | ISO 10218-1:2025 Robotics — Safety requirements — Part 1: Industrial robots — https://www.iso.org/standard/73933.html
• ISO | ISO 10218-2:2025 Robotics — Safety requirements — Part 2: Industrial robot applications and robot cells — https://www.iso.org/standard/73934.html
• The Robot Report | ISO 10218 industrial robot safety standard receives major overhaul — https://www.therobotreport.com/iso-10218-industrial-robot-safety-standard-receives-major-overhaul/
• SICK | More safety for humans and machines: the revised ISO 10218 — https://www.sick.com/us/en/more-safety-for-humans-and-machines/w/blog-robotic-norm-iso10218
• InMotion | Collaborative robot safety standards — https://www.inmotion.global/resources/cobot-safety/collaborative-robot-safety-standards/
• IBF Solutions | New standards for industrial robots EN ISO 10218-1 and -2 — https://www.ibf-solutions.com/en/seminars-and-news/news/new-standards-for-industrial-robots-en-iso-10218-1-and-2
• IFR | Global robot demand in factories doubles over 10 years, World Robotics 2025 — https://ifr.org/ifr-press-releases/news/global-robot-demand-in-factories-doubles-over-10-years
• Enviliance ASIA | ประเทศไทย กฎกระทรวงเกี่ยวกับเครื่องจักร ปั้นจั่น และหม้อน้ำ พ.ศ. 2564 — https://enviliance.com/regions/southeast-asia/th/report_4310
• TOSH | Occupational Safety, Health and Environment Act B.E. 2554 — https://www.tosh.or.th/TOSH-EN/images/file/osh-act.pdf
• KEYENCE | ความรู้ด้านความปลอดภัย การคำนวณระยะปลอดภัย — https://www.keyence.com/ss/products/safetyknowledge/caution/
• Schmersal | Calculating safety distances — https://www.schmersalusa.com/press/technical-articles/calculating-safety-distances