Chat with us, powered by LiveChat

การสืบสวนความเสียหาย (Failure Investigation)

Applicad Public Company LimitedArticle - SolidWorks Simulationการสืบสวนความเสียหาย (Failure Investigation)

Jun

22

2017

การสืบสวนความเสียหาย (Failure Investigation)

การสืบสวนความเสียหาย (Failure Investigation)
การวิเคราะห์ความเสียหาย (Failure Analysis)
Sherlock Holmes แห่งงานวิศวกรรม ตอนที่ 2 “การค้นหาข้อเท็จจริง”

รองศาสตราจารย์ ดร.ปองวิทย์ ศิริโพธิ์ และผู้ช่วยศาสตราจารย์ ดร.พัชราภรณ์ บุณยวานิชกุล
Design Clinic Project ภาควิชาวิศวกรรมการบินและอวกาศ คณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์

จากตอนเดิม Sherlock Holmes แห่งงานวิศวกรรม ตอนที่ 1 ผู้เขียนได้พาผู้อ่านมารู้จักกับกระบวนการ หรืออุปกรณ์ที่เราพยายามนำมาใช้ค้นหา รากของปัญหา อุปกรณ์ที่กล่าวถึง ในตอนที่ 1 เป็นเครื่องมือที่ใช้หาตรรกะ และ Common Sense ลงในกระบวนการคิด RCA หรือ Root Cause Analysis และการใช้เทคนิค 5-Whys?  ฉบับนี้ผู้เขียน จะเขียนหัวข้อย่อยในกระบวนการดังกล่าว  ซึ่งเน้นเรื่องเครื่องมือที่ใช้ “หาข้อเท็จจริง”  ในโลกตามกระบวนการ ทางวิทยาศาสตร์ วิศวกรรม และเทคโนโลยี  ในการพิสูจน์ทราบข้อเท็จจริงมีกระบวนการ หรือวิธีการใหญ่ๆ ไม่มากนัก โดยรวมแบ่งออกเป็น 2 วิธี ดังนี้

  1. การพิสูจน์ทราบ โดยกระบวนการในการคำนวณ คณิตศาสตร์ และทฤษฎีที่เกี่ยวข้อง
  2. การพิสูจน์ทราบโดยวิธีการทดสอบ ทดลอง

ในกระบวนการที่ 2 ยังสามารถแบ่งย่อยออกเป็น 2 ระดับ ได้แก่

  • การทดสอบ ทดลอง ในระดับห้องปฎิบัติการ ในระดับนี้จะอ้าง หรือดำเนินการตามมาตรฐานต่างๆ ที่เป็นสากล เช่น ASTM ASME DIN ฯลฯ
  • จะเป็นระดับการทดสอบเสมือนจริง หรือในพื้นที่จริงโดยระดับของความง่าย/ยากในการทดสอบจะขึ้นอยู่กับแต่ละกรณี

ถ้าเราหันมาถามตัวเองว่า ถ้าจะมีใครหรือองค์กรใด หน่วยงานไหน พยายามที่จะให้เรามีความเชื่อถือในอุปกรณ์ของเขา เราจะเลือกวิธีพิสูจน์ทราบหรือค้นหาข้อเท็จจริงโดยวิธีการแบบไหน ผมเชื่อว่าผู้อ่านหลายท่านจะยกมือเลือกแบบที่ 2 หรือการพิสูจน์ทราบโดยวิธีการทดสอบ ทดลอง

สิ่งที่เป็นเงาร้ายของวิธีนี้คงหนีไม่พ้นเรื่องค่าใช้จ่าย โดยเฉพาะเครื่องมือในการทดสอบ ทดลองจะต้องได้รับการสอบเทียบและตรวจเทียบจนมั่นใจว่าเครื่องมือที่ใช้ทดสอบนั้นใช้อ้างอิงได้ แม้แต่ตัวชิ้นงานหรืออุปกรณ์ที่เราสนใจเองยังเป็นอีกอุปสรรคหนึ่ง ทั้งเรื่องของเวลาในการผลิต หรือทำต้นแบบขึ้นมารวมถึงค่าใช้จ่ายในกิจกรรมดังกล่าว ทั้งหมดนี้ หมายความว่าชิ้นงานที่ทำขึ้นมาเป็นต้นแบบจะยังไม่มีใครยืนยัน หรือรับรองได้ว่าจะสามารถผ่านการทดสอบที่ตั้งใจไว้ได้ ทั้งนี้การทดสอบดังกล่าวจะเป็นแบบระดับชั้นไหนก็ได้ กล่าวคือในระดับห้องปฎิบัติการ หรือในชั้นของการทดสอบในพื้นที่จริง

ครั้งนี้มาดูวิธีการคือ กระบวนพิสูจน์ทราบโดย การคำนวณ การวิเคราะห์ และภาคทฤษฎี ถามว่าขั้นตอน หรือขบวนการนี้ มีความจำเป็นหรือไม่ คำตอบคือ แน่นอน ยังมีความจำเป็นไม่น้อย ทั้งผู้อ่านและผู้เขียนไม่ต้องพูดกันมากถึงเทคโนโลยีและวิทยาการสมัยใหม่ที่เข้ามาทำให้ขั้นตอนหรือกระบวนการดังกล่าวนี้ มีความง่าย สะดวก รวดเร็วและมีความเที่ยงตรงมากขึ้น ผู้เขียนเชื่อว่า ผู้อ่านที่หยิบบทความ นี้มาอ่าน หรือเห็นหัวข้อแล้ว เลือกที่จะอ่าน คงเป็นผู้มีความรู้ ความเข้าใจ ในขบวนการนี้อยู่ หรือบางท่านอาจมีประสบการณ์หลายสิบปี อีกนัยยะหนึ่ง คงไม่มีความจำเป็นต้องโฆษณา ถึงอุปกรณ์ หรือขบวนการนี้มาก แต่ผู้เขียนจะเน้นในหัวข้อนี้ถึงกระบวนการนำเอาอุปกรณ์เครื่องมือนี้ไปใช้ให้เกิดประโยชน์อย่างถูกต้อง และมีประสิทธิภาพมากยิ่งขึ้น ความสะดวกสบายของเครื่องมือในสมัยปัจจุบัน เรียกว่าเครื่องมือที่ใช้ในการจำลองทางคณิตศาสตร์ หรือ Simulation เป็นสิ่งที่ติดตามมาพร้อมกับความสะดวกในการใช้งาน ความสวยงามรวมถึงสีสันของผลที่มีการแสดงให้ง่ายในการเข้าใจ ซึ่งมาพร้อมกับอันตรายด้วย

ผู้เขียนจะเตือนลูกศิษย์ที่เข้ามาเรียนวิชาลักษณะแบบนี้อยู่ทุกครั้ง เครื่องมือนี้ง่าย สะดวก น่าใช้ แต่เป็นเครื่องมือที่พร้อมจะทำให้วิศวกรที่ดีมีความเข้าใจในทฤษฎี มีความละเอียด และมีไหวพริบของความเป็นวิศวกรที่ดีขึ้นๆ ไปอีก แต่เครื่องมือตัวเดียวกัน ก็พร้อมที่จะให้วิศวกรที่รู้ไม่จริงในภาคทฤษฎี มีความรับผิดชอบต่ำ มีไหวพริบของความเป็นวิศวกรน้อย จะเป็นวิศวกรที่น่ากลัว และสามารถสร้าง      ภัยพิบัติ ได้อย่างมั่นใจทีเดียว ในบทความนี้ ตั้งสมมติฐานว่า เรากำลังจะพูดถึงวิศวกรในแบบแรก เพราะตัดเงื่อนไขนี้ออกไป แล้วหลับตานึกภาพพร้อมๆ กัน น่าจะเห็นได้อย่างชัดเจนว่า กระบวนการพิสูจน์ทราบข้อเท็จจริง ที่ผู้เขียนกล่าวมาทั้งหมดในเบื้องต้นนี้ จะเป็นการดีมากถ้าทำให้ 2 กระบวนการคือ กระบวนการพิสูจน์ทราบแบบการคำนวณทางคณิตศาสตร์และทฤษฎี กับขบวนการพิสูจน์ทราบโดยการทดลอง สามารถเกิดขึ้นในเวลาเดียวกัน และแน่นอน เครื่องมือที่ทำเช่นนั้นได้ คือสิ่งที่ผู้เขียนเรียกว่า Simulation

 

หลักการขึ้นรูปและจำลองเหตุการณ์   Modeling and Simulation Concepts

ตอนนี้ถึงเวลาที่จะกล่าวถึง เครื่องมือที่จะใช้หาข้อเท็จจริงในทางลึกกันแล้ว ซึ่งวิธีที่มีประสิทธิภาพมากที่สุดในการนำกระบวนการทั้งสอง ที่กล่าวมาข้างต้น กระบวนการนี้รู้จักกันในชื่อที่เรียกว่า การจำลอง Simulation และขั้นตอนแรกในการทำ Simulation ซึ่งจะเป็นตัวชี้ผิดชี้ถูก ของการค้นหาข้อเท็จจริงคือการทำ  Modeling โดยปกติเป็นเรื่องไม่ง่าย ในการที่จะขึ้นรูป หรือที่เรียกว่า Modeling เพื่อจะทำการ Simulation แน่นอนกระบวนการพิสูจน์ทราบ จะมีความหลากหลาย ขึ้นอยู่กับการประยุกต์ใช้งานนั้นๆ เช่น ถ้าเป็นเรื่องของ Fluid Dynamics, Energy Systems, เรื่องการวิเคราะห์โครงสร้าง  Concept  หรือแนวคิดในการทำ Modeling จะมีความแตกต่างกัน

โดยทั่วๆ ไปกล่าวได้ว่า Modeling และ Simulation จะเป็น sub set ของ Systems Theory, Control Theory, Numerical Analysis, Computer Science, Artificial Intelligence  หรือ Operations Research ในปัจจุบันกล่าวได้ว่า การทำ Modeling  และ Simulation เกือบจะกลายเป็นแนวคิดที่เป็นพื้นฐาน หรือที่เรียกว่า Paradigm ของการวิเคราะห์ทางวิศวกรรมในอนาคต คำว่า  Paradigm จะให้นิยามหรืออธิบายได้ว่าเป็นกระบวนการคิด ขบวนการ การดำเนินการวิเคราะห์ เพื่อตอบคำถาม ในกระบวนการทางวิศวกรรม และวิทยาศาสตร์ สิ่งนี้จะเป็นหัวใจของบทความนี้ คือ ที่กล่าวมาตั้งแต่เริ่มต้น กระบวนการพิสูจน์ทราบ โดย 2 วิธีใหญ่ๆ สามารถที่จะรวมกันเข้ามาเป็นวิธีเดียวกัน และให้ผลที่ทำให้เราเห็นภาพ หรือคำตอบได้อย่างชัดเจน โดยการทำ Modeling and Simulation

กรณีศึกษา

เพื่อให้เกิดความกระจ่าง และมีความเข้าใจในการทำ Modeling บทความนี้ จะให้แนวคิดผ่านทางกรณีศึกษาดังต่อไปนี้

กรณีศึกษาที่ 1 ประสิทธิภาพของเครื่องเป่าผม

ในการทำ Modeling and Simulation ผู้เขียน จะขอแนะนำให้เริ่มเป็นขั้นตอน ง่ายดังนี้ครับ

  1. คำถาม: วัตถุประสงค์ของการทำ Modeling and Simulation นี้คืออะไร?

คำตอบ: ประสิทธิภาพของการไหลของอากาศ, ช่องทางเข้า, ช่องทางออก, การถ่ายโอนความร้อน, เสียงของเครื่องเมื่อทำงาน

  1. คำถาม: มีกี่สาขาวิชา หรือทฤษฏี ที่เกี่ยวข้อง

คำตอบ: Fluid Dynamics, Heat Transfer, Noise and Vibration

  1. เมือได้คำตอบที่ชัดเจน ในข้อ 1 และ 2 แล้ว การทำ Modeling ก็ไม่ใช้เรื่องยากอีกต่อไป กล่าวคือ
    • ชิ้นส่วนใดที่ไม่เกียวข้องในข้อ 1 และ 2 ไม่จำเป็น
    • Domain ของการศึกษา ควรน้อยที่สุด (ในกรณีศึกษานี้ ไม่สามารถทำ Plane Symmetrical ได้)
    • จุดต่อเชื่อมควรให้มีน้อยที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้

 

กรณีศึกษาที่ 2 Strength Analysis ของ ปีกนก

 

  1. คำถาม: วัตถุประสงค์ของการทำ Modeling and Simulation นี้คืออะไร?

คำตอบ: strength analysis ของปีกนก

  1. คำถาม: มีกี่สาขาวิชา หรือ ทฤษฏี ที่เกี่ยวข้อง

คำตอบ: Strength of Material, Statics, Dynamics

  1. ใช้กระบวนการคิดแบบเดียวกันกรณีที่ 1
    • ชิ้นส่วนใดที่ไม่เกี่ยวข้องในข้อ 1 และ 2 ไม่จำเป็น
    • Domain ของการศึกษาควรน้อยที่สุด (ในกรณีศึกษานี้ ไม่สามารถทำ Plane Symmetrical ได้)
    • จุดต่อเชื่อมกำหนดให้มีน้อยที่สุดที่จะเป็นไปได้

จากสองกรณีศึกษาข้างต้นและย้อนไปถึงบทความตอนแรก คงเป็นแนวทางให้ผู้อ่านได้พอเห็นของกระบวนการ หรืออุปกรณ์ที่เราพยายามนำมาใช้ค้นหารากของปัญหา รวมถึงการจำแนกแยกแยะในเรื่องการใช้เครื่องมือในการค้นหาข้อเท็จจริงตามขั้นตอนและกระบวนการที่ให้ผลเป็นข้อมูลทางวิทยาศาสตร์ ผู้เขียนหวังเป็นอย่างยิ่งว่าบทความนี้จะเป็นประโยชน์ต่อผู้อ่านให้เข้าใจการเรียนรู้และใช้งานเครื่องมือต่างๆ โดยมีพื้นฐานความรู้เป็นสำคัญ และนำไปใช้ให้เหมาะสมต่อไป

 

ศึกษาข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับเครื่องมือที่จะเข้ามาช่วยในการวิเคราะห์ได้ที่ : https://www.applicadthai.com/solidworks-simulation/

 

Sherlock Holmes แห่งงานวิศวกรรม ตอนที่ 1

เห็นข้อผิดพลาดงานออกแบบก่อนการผลิตจริง

การเลือกใช้วัสดุ (Material) ในการออกแบบให้เหมาะสมกับการใช้งาน

วิเคราะห์ความร้อนกับ SolidWorks

ความสำคัญของความล้าของวัสดุ (Fatigue) ในการออกแบบ

 

RELATED POST

บทความนี้เป็นประโยชน์ต่อท่านหรือไม่
(No Ratings Yet)
Loading...