Manufacturing Systems คืออะไร
การเริ่มต้นของกรรมวิธีการผลิตสมัยใหม่
เริ่มต้นขึ้นในราวปี ค.ศ. 1800 ซึ่ง Eli Whitney
ได้สร้างเครื่องปั่นฝ้ายขึ้น
นอกจากนั้นในช่วงเวลานั้นเขายังได้สร้างเครื่องกัดโลหะ (milling machine)
และพัฒนาเครื่องจักรอื่นๆ ขึ้นมาอีกหลายชนิด
การเกิดสงครามกลางเมืองขึ้นเป็นตัวเร่งเร้าสำคัญที่นำไปสู่การพัฒนากระบวนการผลิตขึ้นในสหรัฐอเมริกา
Fredderick W. Taylor ได้ทำการทดลองและวิเคราะห์ถึงแง่มุมต่างๆ
ที่เกี่ยวเนื่องกับกระบวนการผลิต
และต่อมาเขาได้ตีพิมพ์ผลงานออกมาเผยแพร่โดยใช้ชื่อว่า “ศิลปะในการตัดโลหะ”
ในบทความของเขาได้แสดงให้เห็นว่าวิทยาศาสตร์ คือ พื้นฐานสำคัญ
ของกระบวนการผลิต ต่อมาศาสตราจารย์ Myron L. Begeman
ได้กระตุ้นให้มีการเผยแพร่ความรู้ใหม่ๆ
เกี่ยวกับกระบวนการผลิตไปสู้นักศึกษาที่เรียนด้านนี้
ความหมายของการผลิต
คำว่า “การผลิต” ในภาษาอังกฤษมีการใช้คำอยู่ 2 คำคือ Manufacturing และ Production ซึ่งมีความหมายต่างกันดังนี้
1.
Manufacturing หมายถึง
กระบวนการเปลี่ยนแปลงวัตถุดิบหรือวัสดุให้กลายเป็นผลิตภัณฑ์หรือสินค้าที่สามารถจับต้องได้
ซึ่งแบ่งออกเป็น 2 ประเภท คือ
1) ผลิตภัณฑ์หรือสินค้าเพื่อการอุปโภคบริโภค (Consumer Goods) เช่น รถยนต์ อาหารกระป๋อง เครื่องใช้ไฟฟ้าต่างๆ เป็นต้น
2)
ผลิตภัณฑ์หรือสินค้ากึ่งสำเร็จรูป (Producer Goods) คือ
ผลิตภัณฑ์หรือสินค้าที่จะนำไปผลิตต่ออีกครั้งหนึ่ง เช่น เหล็กเส้น
เหล็กแผ่น ยางแผ่น อลูมิเนียมเส้น เป็นต้น
นอกจากความหมายดังกล่าข้างต้นแล้ว
Manufacturing ยังรวมเอากิจกรรมต่างๆ ที่เกี่ยวกับการผลิตเข้าไปด้วย
ซึ่งประกอบด้วย การออกแบบและการจัดทำเอกสาร การเลือกวัสดุ การวางแผน
การผลิต การประกันคุณภาพ การจัดการและการตลาด
2. Production หมายถึง
กระบวนการเปลี่ยนแปลงวัตถุดิบหรือวัสดุให้กลายเป็นผลิตภัณฑ์สำเร็จ
เช่นเดียวกันกับคำว่า Manufacturing แต่แตกต่างกันตรงที่ Production
จะรวมเอางานบริการต่างๆ เข้าไปด้วย เช่น การผลิตอาหารกระป๋อง
บริษัทประกันภัย
บริการที่ได้รับจากโรงพยาบาลและการเข้ารับการศึกษาจากมหาวิทยาลัย เป็นต้น
นิยามของการผลิต
การศึกษาเกี่ยวกับกรรมวิธีการผลิตเราสามารถกำหนดได้เป็น
2 แนวทางด้วยกันคือ กระบวนทางด้านเทคโนโลยีการผลิต (Technologic)
และเศรษฐศาสตร์ของการผลิต (Economic)
โดยกระบวนการทางด้านเทคโนโลยีของการผลิตจะเป็นการประยุกต์กระบวนการทางกายภาพ
และทางเคมีมาใช้เพื่อเปลี่ยนแปลงรูปทรงเรขาคณิต
หรือคุณสมบัติของวัสดุให้เป็นชิ้นส่วนหรือผลิตภัณฑ์ที่ต้องการ
ซึ่งกระบวนการทางด้านเทคโนโลยีนี้จะรวมถึง
การประกอบชิ้นส่วนเพื่อให้เป็นผลิตภัณฑ์ด้วย
ดังนั้นกระบวนการที่เหมาะสมกับการผลิต
จะต้องมีการผสมผสานกันที่ดีระหว่างเครื่องจักรกล เครื่องมือ
ต้นกำลังและคนงาน โดยกระบวนทั้งหมดนี้
จะต้องมีการจัดลำดับของการปฏิบัติงานของแต่ละขั้นตอนตั้งแต่วัตถุดิบเข้าสู่กระบวนการจนกระทั่งได้ผลิตภัณฑ์ดังรูปที่
2.1 (ก)
สำหรับเศรษฐศาสตร์ของการผลิตจะหมายถึง
การเปลี่ยนแปลงหรือแปรรูปวัสดุที่ถูกป้อนเข้าไปในกระบวนการแล้วทำให้เกิดมูลค่าสูงขึ้น
ซึ่งการเพิ่มมูลค่านี้อาจจะกระทำได้โดยการเปลี่ยนแปลงรูปทรงของชิ้นงาน
หรือปรับปรุงคุณสมบัติให้ดีขึ้นหรือทั้งสองอย่างรวมกัน ยกตัวอย่างเช่น
การเปลี่ยนแปลงและปรับปรุงเหล็กหล่อให้เป็นเหล็กกล้า
การแปรรูปทรายให้เป็นแก้ว และการแปรรูปปิโตรเลียม (Petroleum)
ให้เป็นเม็ดพลาสติก จากนั้นก็นำเม็ดพลาสติกมาแปรรูปให้เป็นขวดพลาสติก
เก้าอี้ หรือผลิตภัณฑ์จากพลาสติก เป็นต้น ซึ่งสิ่งต่าง ๆ
ที่กล่าวมานี้เป็นกระบวนการที่ทำให้เกิดมูลค่าเพิ่มขึ้นทั้งสิ้นดังรูปที่
1.1 (ข)
(ก) กระบวนการทางด้านเทคโนโลยีการผลิต (ข) กระบวนการทางด้านเศรษฐศาสตร์การผลิต
รูปที่ 1.1 การกำหนดแนวทางทั้ง 2 ชนิดของการผลิต
(ที่มา : Mikell P. Groover. 1996.)
ประวัติความเป็นมาของการผลิต
ประวัติความเป็นมาของการผลิตสามารถแยกออกได้เป็น
2 เรื่องคือ (1)
ประวัติเกี่ยวกับการค้นพบและการประดิษฐ์วัสดุรวมทั้งกระบวนของการผลิตวัสดุเหล่านั้นและ
(2) การพัฒนาของระบบของการผลิต
โดยที่วัสดุและกระบวนการผลิตนั้นได้มีวิวัฒนาการมายาวนานหลายพันปีแล้ว
ไม่ว่าจะเป็นกระบวนการหล่อ การตีขึ้นรูปด้วยค้อนและการเจียระไน เป็นต้น
ส่วนระบบของการผลิตมักจะหมายถึง แนวทางการจัดองค์กรของคน
เครื่องจักรกลและอุปกรณ์ต่าง ๆ
ที่จะใช้ในกระบวนการผลิตให้เกิดประสิทธิภาพมากที่สุด
ในหัวข้อนี้จะกล่าวถึงประวัติความเป็นมาของการผลิต
ที่มีวิวัฒนาการซึ่งพอสรุปได้ดังนี้
วิวัฒนาการของการผลิตในระยะเริ่มต้น
มีหลักฐานเกี่ยวกับการผลิตที่อาศัยหลักการของการแบ่งกลุ่มคนงาน
(Division of Labor) โดยการแบ่งงานทั้งหมดออกเป็นงานย่อย
และในแต่ละงานย่อยนั้นจะจัดให้คนงานรับผิดชอบตามกลุ่มงานนั้น ๆ
เช่นในประเทศจีนเมื่อประมาณ 1,600 ปีก่อนคริสต์กาล
แต่หลักการของการผลิตซึ่งได้รับการยอมรับคือ หลักเศรษฐศาสตร์ของ Adam Smith
[1723. – 1790.]
ชาวอังกฤษที่ได้ตีพิมพ์ผลงานที่ว่าด้วยหลักการและเหตุแห่งโภคทรัพย์แห่งชาติ
(Wealth of Nations) ในปี ค.ศ. 1776.
และนอกจากนี้เขายังได้พัฒนาแนวความคิดเกี่ยวกับการเพิ่มผลผลิตจากคนงาน
โดยแสดงให้เห็นว่าการเพิ่มผลผลิตจะขึ้นอยู่กับการแบ่งกลุ่มของคนงานและการให้ค่าจ้างกับคนงาน
วิวัฒนาการของการผลิตในช่วงแรก
วิวัฒนาการของการผลิตในช่วงแรกจะอยู่ระหว่างปี
ค.ศ. 1760. – 1830.
ซึ่งเริ่มต้นที่ประเทศอังกฤษและเป็นช่วงเวลาที่มีการประดิษฐ์เครื่องจักรชนิดต่าง
ๆ มาใช้เพื่อการผลิตดังนี้
1. การประดิษฐ์เครื่องจักรไอน้ำของวัตต์
(Watt’s Steam Engine) ในปี ค.ศ. 1776. และมีการสร้างจริงในปี ค.ศ. 1785.
ซึ่งถือได้ว่าเป็นเทคโนโลยีใหม่ของเครื่องต้นกำลังสำหรับอุตสาหกรรมในขณะนั้น
2. การพัฒนาเครื่องมือกล (Machine Tools) โดย John Wilkinson ที่ได้ประดิษฐ์เครื่องคว้าน (Boring Machine) เมื่อประมาณปี ค.ศ. 1775.
3.
การประดิษฐ์เครื่องกรอได้ (Spining Jenny) เครื่องทอผ้า (Power loom)
และเครื่องจักร อื่น ๆ ที่ใช้ในอุตสาหกรรมเสื้อผ้า
โดยมีจุดมุ่งหมายเพื่อเพิ่มผลผลิต
4. ระบบของโรงงาน (Factory System)
ซึ่งเป็นแนวทางใหม่ของการจัดองค์กรเพื่อการผลิตเป็นจำนวนมากโดยใช้หลักการพื้นฐานของการแบ่งกลุ่มคนงาน
วิวัฒนาการของการผลิตในประเทศอังกฤษได้แพร่หลายมายังประเทศสหรัฐอเมริกา
เช่น การผลิตแบบแลกเปลี่ยนชิ้นส่วน (Interchangeable Parts)
ซึ่งเป็นระบบการผลิตตามแนวความคิดของ Eli Whitney. ในปี ค.ศ. 1797.
โดยหลักการของ Whitney.
ก็คือการผลิตชิ้นส่วนสำหรับประกอบให้มีขนาดภายใต้พิกัดความเผื่อ
(Tolerance) ที่กำหนด ซึ่งจะทำให้ผู้ประกอบสามารถที่จะเลือกชิ้นส่วนต่าง ๆ
มากใช้งานและแลกเปลี่ยนกันได้
หลักการดังกล่าวนี้ถือได้ว่าเป็นจุดเริ่มต้นของระบบการผลิตเป็นจำนวนมาก
(Mass Production) อีกด้วย
วิวัฒนาการของการผลิตในช่วงที่สอง
วิวัฒนาการของการผลิตในช่วงนี้มีผลกระทบต่อระบบการผลิตซึ่งพอสรุปได้ดังนี้
1. เป็นระบบการผลิตแบบเป็นจำนวนมาก
2. แนวคิดของการจัดการเชิงวิทยาศาสตร์
3. ระบบสายงานประกอบ
4. การใช้พลังงานไฟฟ้าในโรงงาน
ภายหลังปี
ค.ศ. 1800. เป็นต้นมา ได้มีการพัฒนาแนวความคิดของการจัดการเชิงวิทยาศาสตร์
(Seientific Management) เกิดขึ้นในประเทศสหรัฐอเมริกา
ทั้งนี้เพื่อตอบสนองความต้องการในการวางแผนและควบคุมกิจกรรมต่าง ๆ
ที่มีจำนวนการเติบโตของผู้ผลิตเพิ่มสูงขึ้น
โดยผู้เริ่มต้นแนวความคิดดังกล่าว คือ Frederick W. Taylor. [ค.ศ. 1856. –
1915.] และต่อมา Frank Gilbreath. [1868. – 1924.] และภรรยาชื่อ Lillan.
[1876. – 1972.] และบุคคลอื่น ๆ อีกหลายท่านซึ่งจะไม่ขอกล่าวถึงในที่นี้
สำหรับหลักการสำคัญของการจัดการเชิงวิทยาศาสตร์ มีดังนี้
• การศึกษาการเคลื่อนไหว (Motion Study) เป็นการศึกษาการเคลื่อนไหวเพื่อนำมาวิเคราะห์และปรับปรุงวิธีการทำงานที่เหมาะสมที่สุด
•
การศึกษาการทำงาน (Work Study)
เป็นการศึกษาเพื่อหาเวลามาตรฐานสำหรับการปฏิบัติงานชิ้นหนึ่ง ๆ
ซึ่งจะทำให้เราทราบเวลารวมที่จะต้องใช้ในการผลิตชิ้นงานทั้งหมด
• การยืดหรือขยายการใช้มาตรฐานในอุตสาหกรรม
•
ระบบการกำหนดอัตราค่าจ้าง (Piece-rate System) เป็นการกำหนดอัตราค่าจ้าง
ซึ่งควรจ่ายเป็นอัตราส่วนกับผลผลิต นั่นหมายความว่า
ถ้าคนทำงานมากก็ควรได้รับค่าจ้างมากด้วย
• การใช้ข้อมูลที่เก็บรวบรวมไว้ การเก็บบันทึกและการจัดทำบัญชีต้นทุนของการปฏิบัติงานในโรงงาน
ในปี
ค.ศ. 1913. Henry Ford. ได้นำระบบการผลิตแบบสายงานการประกอบ (Assembly
Line) มาติดตั้งใช้งานที่ Highland Park. มลรัฐมิชิแกน
เพื่อใช้ในการผลิตชิ้นส่วนของเครื่องยนต์ที่มีปริมาณการผลิตมาก
ซึ่งผลก็ปรากฏว่าสามารถเพิ่มผลผลิตได้ถึงสี่เท่า
ปี ค.ศ. 1881.
ได้มีการก่อสร้างสถานีผลิตกำลังกระแสไฟฟ้าขึ้นเป็นครั้งแรกในเมืองนิวยอร์คและต่อมาไม่นานก็ได้มีการนำมอเตอร์ไฟฟ้ามาเป็นต้นกำลังขับเพื่อปฏิบัติการต่าง
ๆ ในโรงงานที่มีเครื่องจักรกล
ซึ่งจะให้กำลังส่งและมีความสะดวกมากกว่าการใช้เครื่องจักรไอน้ำ
วิวัฒนาการของการผลิตในช่วงที่สาม
เป็นวิวัฒนาการของการผลิตซึ่งอยู่ในช่วงที่เรียกว่า
“ระบบของการผลิตแบบอัตโนมัติ” (Automation of Manufacturing)
ซึ่งเป็นเทคโนโลยีการผลิตที่ได้นำคอมพิวเตอร์มาช่วยในกระบวนต่าง ๆ เช่น
การออกแบบ การวิเคราะห์ การควบคุมเครื่องจักรกลที่ใช้ในการผลิต
หุ่นยนต์อุตสาหกรรม และระบบการผลิตแบบยืดหยุ่น เป็นต้น
โดยรายละเอียดของเทคโนโลยีการผลิตเหล่านี้ผู้เขียนจะได้กล่าวถึงในบทต่อ ๆ
ไป
อุตสาหกรรมการผลิต (Manufacturing Industries)
อุตสาหกรรม
หมายถึง การทำสิ่งของเพื่อให้เกิดเป็นสินค้าหรือการทำกิจการใด ๆ
ก็ตามที่ทำให้ผลออกมาแล้วมีมูลค่าเพิ่มขึ้นในทางด้านเศรษฐศาสตร์
อุตสาหกรรมเป็นส่วนประกอบของกิจการใด ๆ และเป็นการจัดองค์กรเพื่อการผลิต
การจัดจำหน่ายและการบริการ ซึ่งแบ่งออกได้เป็น 3 กลุ่มใหญ่ ๆ ดังนี้
1. อุตสาหกรรมที่นำหรือสกัดจากธรรมชาติมาใช้
2.
อุตสาหกรรมการผลิต เป็นอุตสาหกรรมที่นำวัตถุดิบมาปรับปรุงเปลี่ยนแปลง
โดยใช้แรงงานจากคนหรือเครื่องจักรกลเพื่อเปลี่ยนสภาพเป็นเครื่องอุปโภคบริโภคหรือสินค้ากึ่งสำเร็จรูป
3. อุตสาหกรรมเพื่อการบริการ เป็นอุตสาหกรรมที่มีการดำเนินการในลักษณะการให้บริการ
ชนิดของการผลิต (Types of Production)
การแบ่งชนิดของการผลิตตามปริมาณของผลิตภัณฑ์ผลิตแบ่งออกได้เป็น 3 ชนิดคือ
1. การผลิตตามใบสั่ง (Job shop Production)
2. การผลิตเป็นรุ่น (Batch Production)
3. การผลิตจำนวนมาก (Mass Production)
การผลิตตามใบสั่ง
การผลิตชนิดนี้จะเป็นการผลิตสินค้าหรือผลิตภัณฑ์ตามความต้องการของลูกค้า
ปริมาณการผลิตอยู่ระหว่าง 1-100 ชิ้นต่อปี การผลิตมีความแปรผันมาก
ทั้งนี้ก็เพราะว่าผลิตภัณฑ์มีความหลากหลาย
ดังนั้นเครื่องจักรกลและอุปกรณ์ที่ใช้ในการผลิตจะต้องเป็นแบบเอนกประสงค์
และมีความยืดหยุ่นที่ทำงานได้หลายอย่าง
อีกทั้งจำเป็นต้องใช้พนักงานที่มีความชำนาญและทักษะสูงเพื่อให้สามารถผลิตผลิตภัณฑ์ได้ทุก
ๆ ประเภท ตัวอย่างของผลิตภัณฑ์ชนิดนี้ได้แก่ เครื่องมือกล
ชิ้นส่วนเครื่องบิน เครื่องมือและอุปกรณ์พิเศษ เป็นต้น
การผลิตเป็นรุ่น เป็นการผลิตที่มีปริมาณของผลิตภัณฑ์ปานกลาง คืออยู่ระหว่าง
100 - 1,000 ชิ้นต่อปี ซึ่งในบางครั้งอาจจะเป็นการผลิตแบบต่อเนื่อง
ผลิตภัณฑ์มีความหลากหลายปานกลาง
และมีบ่อยครั้งที่จำนวนของการผลิตขึ้นอยู่กับปริมาณการสั่งซื้อ (Order)
หรือการผลิตเพื่อการจัดเก็บ (Stocked) และรอจำหน่าย
สำหรับเครื่องจักรกลและอุปกรณ์ที่จะนำมาใช้เพื่อการผลิตแบบเป็นรุ่นนี้จะเป็นเครื่องจักรแบบเอนกประสงค์
(General – Purpose Machine) แต่ถูกออกแบบมาเพื่อให้มีอัตราในการผลิตสูง
ยกตัวอย่างเช่น เครื่องกลึงเทอเรท (Turret Lathed)
ซึ่งมีป้อมมีดที่สามารถจับยึดเครื่องมือตัดที่จะใช้ได้มากกว่าเครื่องกลึงชนิดใช้งานทั่วไป
และอาจจะต้องมีการออกแบบอุปกรณ์จับยึดและกำหนดตำแหน่ง (Jig & Fixture)
มาใช้ร่วมกับเครื่องจักรกลเพื่อให้มีอัตราในการผลิตสูงขึ้น
ตัวอย่างของการผลิตภัณฑ์ชนิดนี้ ได้แก่ หนังสือ
เฟอร์นิเจอร์และอุตสาหกรรมผลิตชิ้นส่วน เป็นต้น
การผลิตเป็นจำนวนมาก การผลิตชนิดนี้จะเป็นการผลิตแบบต่อเนื่อง
ซึ่งมีปริมาณการผลิตและความต้องการสูง คือประมาณ 10,000 - 1,000,000
ชิ้นต่อปี ผลิตภัณฑ์จะมีลักษณะเป็นมาตรฐาน
ดังนั้นในสายงานการผลิตจึงจำเป็นต้องใช้เครื่องจักรกลและอุปกรณ์ผลิตเป็นแบบพิเศษเฉพาะอย่าง
(Special Purpose Machine) ที่มีความเที่ยงตรงและอัตราการผลิตในปริมาณสูง
โดยไม่จำเป็นต้องใช้พนักงานที่มีความชำนาญและทักษะสูงเหมือนการผลิตแบบตามใบสั่ง
ตัวอย่างเครื่องจักรกลในการผลิตเช่น เครื่องปั๊ม (Punch Press)
เครื่องฉีดพลาสติก (Injection Molding Machine)
และเครื่องผลิตสกรูอัตโนมัติ
ส่วนเครื่องมือพิเศษที่ใช้กับเครื่องจักรที่กล่าวมานี้ก็ได้แก่ ชุดดาย (Die
Set) โมล (Mold) และเครื่องมือตัดขึ้นรูป
สำหรับตัวอย่างของผลิตภัณฑ์ชนิดนี้ได้แก่ นัต สกรู
แหวนรองและผลิตภัณฑ์จากโมลพลาสติก เป็นต้น
การแบ่งกลุ่มของกระบวนการผลิต
พื้นฐานของกระบวนการผลิต (Manufacturing Processes) สามารถแบ่งออกได้เป็น 2 กลุ่ม ใหญ่ ๆ ด้วยกันคือ
1. การปฏิบัติการของกระบวนการ (Processing Operation)
2. การปฏิบัติการของการประกอบ (Assembly Operation)
ปฏิบัติการของกระบวนการ
จะเป็นกรรมวิธีการเปลี่ยนแปลงรูปร่างของวัสดุจากขั้นตอนหนึ่ง
ไปสู่อีกขั้นตอนหนึ่ง จนกระทั่งได้เป็นผลิตภัณฑ์ในขั้นตอนสุดท้าย
หรือเป็นการเพิ่มมูลค่าให้กับวัสดุโดยวิธีการเปลี่ยนคุณสมบัติ
ส่วนปฏิบัติการของการประกอบ
จะหมายถึงกระบวนการที่จะทำให้ชิ้นส่วนตั้งแต่สองชิ้นขึ้นไปมาประสาน
หรือต่อเข้าด้วยกัน
1.
การปฏิบัติการของกระบวนการ
เป็นกระบวนการเปลี่ยนแปลงวัสดุชิ้นงานจากขั้นตอนหนึ่ง
ไปยังอีกขั้นตอนหนึ่งจนกระทั่งได้เป็นผลิตภัณฑ์ในขั้นสุดท้าย
ซึ่งการปฏิบัติการของกระบวนการนี้จะใช้พลังงานเพื่อทำให้วัสดุชิ้นงานเกิดการเปลี่ยนแปลงรูปร่าง
คุณสมบัติทางกายภาพหรือการทำให้เกิดมูลค่ากับวัสดุ
ส่วนพลังงานอาจจะได้จากเครื่องจักรกล ความร้อน ไฟฟ้าและเคมี
โดยพลังงานจะถูกประยุกต์เพื่อใช้ในการควบคุมเครื่องจักรกลและเครื่องมือด้วย
และนอกจากนี้ยังจำเป็นต้องใช้พลังงานจากคนงานซึ่งมีความสำคัญต่อการควบคุมเครื่องจักรกล
หรือควบคุมขั้นตอนการผลิตและการนำชิ้นส่วนเข้า-ออกจากเครื่อง
ก่อนและหลังการปฏิบัติในแต่ละรอบงานอีกด้วย ในรูปที่ 1.3
แสดงรูปแบบโดยทั่วไปของการปฏิบัติการของกระบวนการ
รูปที่ 1.3 แสดงรูปแบบโดยทั่วไปของการปฏิบัติการของกระบวนการ
(ที่มา : Mikell P. Groover. 1996.)
จากรูปที่
1.3 วัสดุจะถูกป้อนเข้าไปในกระบวนการ
ซึ่งพลังงานจะถูกประยุกต์ใช้โดยเครื่องจักรกลและเครื่องมือต่าง ๆ
เพื่อจะทำการเปลี่ยนแปลงวัสดุไปเป็นชิ้นส่วนที่สมบูรณ์
และจากรูปเราจะเห็นว่าในการปฏิบัติการของกระบวนการผลิตนั้นจะทำให้เกิดเศษวัสดุ
(Scrap) และของเสีย (Waste) ขึ้น
ดังนั้นจุดประสงค์หนึ่งที่มีความสำคัญในกระบวนการผลิตคือจะต้องพยายามลดของเสียและเศษวัสดุให้เหลือน้อยที่สุด
ในการปฏิบัติการของกระบวนการ
โดยปกติมักจำเป็นจะต้องใช้กระบวนการที่มากกว่าหนึ่งกระบวนการ
เพื่อที่จะทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงตั้งแต่นำวัสดุเข้าจนกระทั่งเป็นผลิตภัณฑ์ในขั้นสุดท้าย
ซึ่งกระบวนการจะมากหรือน้อยนั้นก็ขึ้นอยู่กับรูปร่างของชิ้นงานที่ต้องการและเงื่อนไขที่ถูกกำหนดโดยฝ่ายออกแบบ
การปฏิบัติการของกระบวนการแบ่งออกได้เป็น 3 กระบวนการดังนี้
1.1 กระบวนการขึ้นรูป
1.2 กระบวนการปรับเปลี่ยนคุณสมบัติ
1.3 กระบวนการตกแต่งผิว
1.1
กระบวนการขึ้นรูป โดยส่วนมากแล้วกระบวนการขึ้นรูปจะเป็นการนำความร้อน
และแรงจากเครื่องจักรกลหรือทั้งสองรวมกันมาใช้เพื่อเปลี่ยนแปลงขนาดและรูปทรงของชิ้นส่วน
ซึ่งแบ่งออกได้เป็น 4 ประเภทคือ
• การหล่อ การขึ้นรูปด้วยแม่พิมพ์ และกระบวนการอย่างอื่นที่มีลักษณะการเริ่มต้นด้วยการทำให้วัสดุร้อนจนกลายเป็นของเหลวและกึ่งของเหลว
• กระบวนการขึ้นรูปวัสดุผง
• กระบวนการเปลี่ยนแปลงรูปร่าง
• กระบวนการตัดเนื้อวัสดุออก
1.2
กระบวนการปรับเปลี่ยนคุณสมบัติ
เป็นกระบวนการลำดับที่สองที่ต่อเนื่องจากกระบวนการขึ้นรูป
โดยการทำให้วัสดุชิ้นงานมีมูลค่าเพิ่มขึ้นด้วยการปรับเปลี่ยนคุณสมบัติทางกลหรือคุณสมบัติทางกายภาพ
ซึ่งจะไม่มีการเปลี่ยนแปลงรูปทรงของวัสดุชิ้นงานแต่อย่างใด เช่น
กระบวนการปรับปรุงคุณสมบัติด้วยความร้อน (Heat Treatments)
ซึ่งประกอบด้วยกระบวนการอบอ่อน (Annealing) และกระบวนการชุบแข็ง
(Hardening) วัสดุจำพวกโลหะ เป็นต้น
1.3 กระบวนการตกแต่งผิว
การปฏิบัติการของกระบวนการตกแต่งผิวจะประกอบด้วย การทำความสะอาด
การปรับปรุงและการเคลือบหรือกระบวนการเคลือบด้วยฟิล์มบาง
โดยกระบวนการทำความสะอาดนี้อาจจะทำได้ทั้งกระบวนการทางเคมีและกระบวนการทางกล
เพื่อขจัดสิ่งสกปรก น้ำมันหรืออื่น ๆ ออกจากผิวของวัสดุ
ส่วนกระบวนการปรับปรุงผิว ประกอบด้วย กระบวนการทำงานทางกล เช่น
การพ่นเม็ดเหล็ก (Shot Peening) และการพ่นเม็ดทราย (Sand Blasting) เป็นต้น
กระบวนการเคลือบและกระบวนการเคลือบด้วยฟิล์มบางนั้น
จะถูกนำมาประยุกต์ใช้เพื่อการเคลือบผิวของชิ้นส่วน เช่น การชุบผิวด้วยไฟฟ้า
(Electroplating) การชุบผิวอะลูมิเนียม (Anodizing)
และการเคลือบผิวด้วยอินทรีย์วัตถุที่เรียกว่า “การพ่นสี” (Painting)
เป็นต้น การเคลือบผิวมีจุดมุ่งหมายเพื่อ ป้องกันการกัดกร่อน การทำให้เกิดสี
ป้องกันการสึกหรอและการเตรียมผิวเพื่อไปยังลำดับขั้นต่อไปของกระบวนการ
การเคลือบผิวเป็นกระบวนการที่ถูกนำมาใช้มากสำหรับวัสดุจำพวกโลหะ
และในบางกรณีจะถูกนำมาใช้บนกระบวนการประกอบด้วย เช่น
การเชื่อมประกอบตัวถังของรถยนต์ ซึ่งจะต้องมีการพ่นสี
และทำการเคลือบผิวอีกครั้งหนึ่ง
นอกเหนือจากนี้กระบวนการเคลือบยังถูกนำไปปรับใช้กับงานเคลือบวัสดุที่เป็นกึ่งตัวนำไฟฟ้า
(Semi Conductor) ในแผงวงจรร่วม (Integrated Circuits : IC)
ของชิ้นส่วนสำหรับงานไมโครอิเล็กทรอนิกส์อีกด้วย
2. การปฏิบัติการของการประกอบ (Assembly Operation)
พื้นฐานของการผลิตชนิดที่สองของกระบวนการผลิตคือ
การประกอบ
ซึ่งเป็นกระบวนการนำชิ้นส่วนตั้งแต่สองชิ้นหรือมากกว่ามาต่อเข้าด้วยกันเพื่อให้เกิดรูปลักษณ์แบบใหม่
(Entity) ขึ้นมา โดยกระบวนการของการประกอบแบ่งออกได้เป็น 2 ลักษณะคือ
2.1
กระบวนการต่อแบบถาวร (Permanent) ประกอบด้วย การเชื่อม การบัดกรีแข็ง
การบัดกรีอ่อนและการต่อด้วยสารเคมีหรือวัสดุประสาน (Adhesive Bonding)
เป็นต้น
2.2 กระบวนการประกอบทางกล (Mechanical Assembly)
เป็นกระบวนการต่อชิ้นส่วนที่มีวัตถุประสงค์เพื่อให้สามารถถอด-ประกอบได้
เช่น การประกอบด้วย สกรู โบล์ต นัต การจับยึดด้วยเกลียว (Threaded
Fasteners) โดยวิธีอื่น ๆ การย้ำหมุดและการประกอบด้วยการสวม (Fitting)
เป็นต้น
นอกเหนือจากการปฏิบัติการของกระบวนการและการประกอบแล้ว
ในกระบวนการผลิตยังจำเป็นต้องมีระบบสนับสนุนต่าง ๆ
เพื่อช่วยให้การผลิตผลิตภัณฑ์เป็นไปอย่างมีประสิทธิภาพ ซึ่งประกอบด้วย
1. การขนถ่ายและจัดเก็บวัสดุ (Material Handling and Storage)
2. ตรวจสอบและการทดสอบ (Inspection and Testing)
3. การควบคุม (Control)
