เจาะลึก Hardware-in-the-Loop (HIL): เทคโนโลยีพลิกโฉมอุตสาหกรรมไทย จาก PTS Combination

ในโลกที่เทคโนโลยีก้าวไปอย่างไม่หยุดยั้ง การพัฒนาระบบที่ซับซ้อนอย่างยานยนต์ไฟฟ้า อิเล็กทรอนิกส์กำลัง หรือโครงข่ายไฟฟ้าอัจฉริยะ จำเป็นต้องมีเครื่องมือที่แม่นยำและมีประสิทธิภาพสูงเพื่อลดความเสี่ยงและเร่งการพัฒนา บริษัท พีทีเอส คอมบิเนชั่น จำกัด (PTS Combination Co., Ltd.) กำลังก้าวขึ้นมาเป็นผู้นำในการนำเสนอโซลูชัน Hardware-in-the-Loop (HIL) Simulation ซึ่งเป็นเทคโนโลยีที่กำลังพลิกโฉมการทดสอบและพัฒนาผลิตภัณฑ์ในภาคอุตสาหกรรมของประเทศไทย 

Techsauce ได้มีโอกาสพูดคุยกับ คุณเพ็ญพิมล ลือขจร กรรมการผู้จัดการ บริษัท พีทีเอส คอมบิเนชั่น จำกัด เพื่อเจาะลึกถึงวิสัยทัศน์ จุดแข็ง และความท้าทายในการผลักดันเทคโนโลยี HIL ในบ้านเรา

จากเครื่องมือวัดสู่ HIL: การเดินทางที่ขับเคลื่อนด้วยวิสัยทัศน์

คุณเพ็ญพิมลเล่าถึงจุดเริ่มต้นที่น่าสนใจของ PTS Combination ที่เริ่มต้นจากการเป็นผู้เชี่ยวชาญด้านการออกแบบและพัฒนาระบบ รวมถึงเป็นพันธมิตรทางวิศวกรรมในด้านระบบไฟฟ้า พลังงาน ยานยนต์ไฟฟ้า และอิเล็กทรอนิกส์กำลัง แม้จะมีความเชี่ยวชาญด้านเครื่องมือวัดทางวิศวกรรมที่ใช้กับอุปกรณ์จริง แต่เมื่อระบบมีความซับซ้อนมากขึ้น การลงทุนเพื่อตั้งห้องทดสอบจริงก็ไม่ใช่เรื่องง่าย ทั้งยังใช้ต้นทุนและเวลาที่สูงมาก นี่จึงเป็นจุดที่ HIL เข้ามาตอบโจทย์ได้อย่างสมบูรณ์แบบ เพราะมันคือการสร้างแบบจำลองเสมือนจริงของระบบที่เราต้องการควบคุม แล้วนำตัวควบคุม (Controller) ที่เราออกแบบจริงไปเชื่อมต่อและทดสอบ HIL จะจำลองสภาพแวดล้อมเสมือนให้ Controller ทำงานราวกับว่ากำลังทำงานกับระบบจริง ๆ ทั้งหมดนี้เกิดขึ้นแบบเรียลไทม์ ทำให้การทดสอบเป็นไปอย่างละเอียด แม่นยำ และที่สำคัญคือ ปลอดภัยกว่าการทดสอบกับอุปกรณ์จริงมาก

แรงบันดาลใจหลักที่ทำให้ PTS Combination มุ่งเข้าสู่ HIL มาจากการเล็งเห็นช่องว่างและโอกาสในประเทศไทย ต่างจากหลายประเทศในยุโรปที่ใช้ HIL กันอย่างแพร่หลาย การนำ HIL เข้ามาในประเทศไทยจึงเป็นการยกระดับนวัตกรรมในประเทศให้แข็งแกร่งและแม่นยำขึ้น โดยเฉพาะในงานวิจัยและพัฒนาผลิตภัณฑ์ยุคใหม่ ซึ่งปัจจุบันประเทศไทยกำลังพยายามก้าวไปสู่จุดนั้น

“จุดแข็งของเราคือการทำงานด้วยใจ และนำเสนอ โซลูชันแบบครบวงจร ตั้งแต่การวิเคราะห์ ตรวจสอบข้อผิดพลาด ไปจนถึงการบริการหลังการขาย และที่สำคัญคือการ ฝึกอบรมการใช้งาน ให้ลูกค้าสามารถใช้ผลิตภัณฑ์ของเราได้อย่างภาคภูมิใจและนำไปใช้งานได้จริง นอกจากนี้ เรายังเป็นส่วนหนึ่งในการขับเคลื่อนอุตสาหกรรม 4.0 และตอบโจทย์นโยบาย Thailand 4.0 อีกด้วย” 

HIL: ปลดล็อกข้อจำกัดของการทดสอบแบบเดิม

เมื่อเจาะลึกถึงประโยชน์ของ HIL คุณเพ็ญพิมลอธิบายถึงข้อได้เปรียบที่เหนือกว่าการทดสอบแบบดั้งเดิมอย่างชัดเจน ได้แก่

• ความปลอดภัย: การทดสอบกับระบบไฟฟ้าแรงสูงหรือยานยนต์ที่มีความเสี่ยงสูงจะกลายเป็นเรื่องปลอดภัยในสภาพแวดล้อมจำลอง ประการต่อมาคือ 
• ต้นทุนที่ลดลงอย่างมหาศาล: ไม่จำเป็นต้องสร้างต้นแบบจริงทุกครั้ง ทำให้ประหยัดค่าใช้จ่ายในการพัฒนาได้มาก 
• ร่นระยะเวลาการทดสอบ: เพราะสามารถทำซ้ำได้หลายครั้ง ปรับเปลี่ยนเงื่อนไข และจำลองสถานการณ์ต่างๆ ได้อย่างรวดเร็วและยืดหยุ่น ประโยชน์เหล่านี้ส่งผลให้ HIL กลายเป็นเครื่องมือสำคัญในการพัฒนาระบบที่ซับซ้อนให้สามารถควบคุมและวัดผลได้อย่างแท้จริงและแม่นยำ

แล้วอุตสาหกรรมใดบ้างที่ควรนำ HIL ไปใช้? คุณเพ็ญพิมลระบุว่า HIL เหมาะอย่างยิ่งกับหน่วยงานที่ต้องการระบบควบคุมที่ซับซ้อนและมีงานวิจัยเชิงลึกด้านนวัตกรรม เช่น ยานยนต์ไฟฟ้าและยานยนต์อัตโนมัติ ที่ต้องการทดสอบระบบควบคุมต่างๆ อย่างละเอียด หรือในภาคระบบโครงข่ายไฟฟ้าอัจฉริยะ (Smart Grid) ที่เกี่ยวข้องกับแรงดันสูงและระบบควบคุมพลังงานที่ซับซ้อน รวมถึง ระบบฝังตัว (Embedded System) และที่สำคัญคือในภาคการศึกษาและวิจัย ซึ่งเป็นจุดเริ่มต้นที่สำคัญในการสร้างความเข้าใจและการประยุกต์ใช้ HIL ในประเทศ

การวัดผลที่จับต้องได้และการสร้าง Test Case ที่สำคัญยิ่ง

จากการใช้งานจริง ลูกค้าของ PTS Combination มักเห็นผลลัพธ์ที่ชัดเจนที่สุดในเรื่องของ ระยะเวลาในการพัฒนาผลิตภัณฑ์ที่สั้นลงอย่างมาก ซึ่งส่งผลโดยตรงต่อมูลค่าในการนำผลิตภัณฑ์ออกสู่ตลาดที่รวดเร็วขึ้น รวมถึงการลดความเสี่ยงและเพิ่มความสามารถในการทำซ้ำของระบบ คุณเพ็ญพิมลระบุว่าตัววัดผลหลักที่ใช้คือ เวลาในการทดสอบที่ลดลง, จำนวนครั้งในการทดสอบที่เพิ่มขึ้น, ความสามารถในการปรับเปลี่ยนเงื่อนไขที่หลากหลาย และที่สำคัญที่สุดคือความปลอดภัย ซึ่งเป็นประโยชน์มหาศาลที่ไม่อาจประเมินค่าเป็นตัวเงินได้

หัวใจสำคัญอีกประการหนึ่งที่ทำให้ HIL ใช้งานได้จริงในภาคธุรกิจคือ การพัฒนา Test Case ที่มีคุณภาพ คุณเพ็ญพิมลเน้นย้ำว่า Test Case ช่วยในการค้นหาจุดบกพร่องเชิงลึกของระบบที่เรากำลังพัฒนา ซึ่งสถานการณ์บางอย่าง เช่น การลื่นไถลของรถยนต์ หรือข้อผิดพลาดในระบบพลังงานไฟฟ้า ไม่สามารถจำลองได้ด้วยซอฟต์แวร์เพียงอย่างเดียว HIL จึงเป็นเครื่องมือที่ขาดไม่ได้ในการจำลองสถานการณ์จริงและประเมินผลกระทบต่อระบบ เพื่อให้มั่นใจในเรื่องความปลอดภัยของทรัพย์สินและชีวิต

ความท้าทายและการก้าวข้ามในประเทศไทย

แม้ว่า HIL จะมีประโยชน์มหาศาล แต่การผลักดันเทคโนโลยีนี้ในประเทศไทยก็ยังคงเผชิญกับความท้าทายหลักสองประการ นั่นคือ บุคลากร และ ราคา คุณเพ็ญพิมลชี้ให้เห็นว่าระบบการศึกษาของไทยยังไม่ตอบโจทย์ความต้องการของอุตสาหกรรมมากนัก โดยเฉพาะพื้นฐานด้าน HIL, การเขียนโปรแกรม และการทำซอฟต์แวร์ ทำให้ขาดแคลนบุคลากรที่มีความรู้และทักษะเฉพาะทาง

ส่วนเรื่องราคา ภาคธุรกิจบางส่วนยังมองว่า HIL มีราคาสูง โดยไม่ได้พิจารณาถึงการประหยัดค่าใช้จ่ายในระยะยาวที่ HIL มอบให้เมื่อเทียบกับการเกิดข้อผิดพลาดในการผลิตจริง หรือความเสียหายที่อาจเกิดขึ้นหากไม่มีการทดสอบที่รัดกุม ดังนั้นการสร้างความเข้าใจที่ถูกต้องเกี่ยวกับผลตอบแทนจากการลงทุน (ROI) ของ HIL จึงเป็นสิ่งสำคัญ

คุณเพ็ญพิมลยังเสริมด้วยว่า ประเทศไทยยังขาดการสนับสนุน Research and Development (R&D) อย่างจริงจังและต่อเนื่อง การพัฒนาเทคโนโลยีขั้นสูงต้องใช้เวลาและงบประมาณที่มั่นคง ไม่ใช่แค่การสนับสนุนแบบกว้างๆ เพียงช่วงสั้นๆ นอกจากนี้ยังขาดแรงจูงใจทางภาษี สำหรับการลงทุนในเทคโนโลยี HIL ซึ่งหากมีก็จะช่วยกระตุ้นให้ภาคอุตสาหกรรมหันมาลงทุนมากขึ้น รวมถึงความร่วมมือระหว่างภาครัฐ ภาคการศึกษา และภาคอุตสาหกรรมที่ยังไม่เป็นรูปธรรมเพียงพอ และโครงสร้างพื้นฐานสำหรับการผลิตและพัฒนา HIL ที่ยังไม่สมบูรณ์เท่าที่ควร การเริ่มต้นปลูกฝังความรู้ด้าน HIL ในระดับมหาวิทยาลัยจึงเป็นสิ่งจำเป็นเพื่อสร้างบุคลากรที่มีศักยภาพในอนาคต

บทเรียนจากเพื่อนบ้านและการฝากข้อคิดถึงผู้บริหาร

เมื่อมองไปยังประเทศเพื่อนบ้านอย่างสิงคโปร์ มาเลเซีย และเวียดนาม เราจะเห็นความก้าวหน้าที่น่าสนใจ สิงคโปร์นำ HIL ไปใช้ในการพัฒนา Smart City และระบบไฟฟ้าอัจฉริยะอย่างกว้างขวาง มาเลเซียนำไปใช้ในอุตสาหกรรม ยานยนต์ไฟฟ้าส่วนเวียดนามมีการนำ HIL มาใช้ในการพัฒนา โครงข่ายไฟฟ้าและระบบแบตเตอรี่อย่างจริงจัง สิ่งเหล่านี้สะท้อนให้เห็นถึงการลงทุนที่เข้มแข็งในโครงสร้างพื้นฐานด้าน R&D ซึ่งเป็นปัจจัยสำคัญที่ทำให้ประเทศเหล่านี้ก้าวหน้าไปอย่างรวดเร็ว

สำหรับองค์กรหรือผู้บริหารที่กำลังพิจารณานำ HIL มาใช้ คุณเพ็ญพิมลมีคำแนะนำที่น่าสนใจว่า ไม่จำเป็นต้องลงทุนเองทั้งหมด หากงบประมาณเป็นข้อจำกัด การร่วมมือกับมหาวิทยาลัยหรือหน่วยงานภาครัฐที่จัดตั้งขึ้นมาเพื่อสนับสนุนการใช้งาน HIL ก็เป็นทางเลือกที่ดี HIL ไม่ใช่แค่เครื่องมือ แต่เป็นเครื่องมือเชิงกลยุทธ์ที่สำคัญมาก หากเรามองถึงประโยชน์ในระยะยาว เช่น การช่วยรักษาเศรษฐกิจของชาติในด้านยานยนต์ไฟฟ้าและระบบไฟฟ้า HIL จะช่วยพัฒนาประสิทธิภาพของ Controller ได้เกือบ 100% และในด้านพลังงานไฟฟ้าก็ช่วยปรับปรุงการใช้พลังงานของระบบให้ถูกต้องและป้องกันเหตุการณ์ไม่คาดฝันได้ นี่คือการสร้างความมั่นใจว่าระบบที่ออกแบบจะตอบสนองตามที่เราต้องการได้จริงและถูกต้องแม่นยำ

คุณเพ็ญพิมลทิ้งท้ายด้วยความหวังว่า ภาครัฐและภาคการศึกษาจะให้การสนับสนุนเทคโนโลยีขั้นสูงอย่าง HIL อย่างจริงจังและต่อเนื่อง เพราะนี่คือจุดเริ่มต้นของการพัฒนานวัตกรรมของประเทศ การลงทุนใน HIL คือการลงทุนในอนาคตที่สดใสของอุตสาหกรรมไทย