การเฝ้าป้องกันอย่างมีประสิทธิภาพด้วยข้อบังคับมาตราฐานอย่างมีระบบ

source: MM Das IndustrieMagazin 41/2005
ตีพิมพ์นิตยสารรายเดือน เอ็มเอ็มเมกาซีน เดือนมกราคม พ.ศ.2551

ผลิตภัณฑ์/ เทคนิคของพื้นผิววัสดุ
การเฝ้าป้องกันอย่างมีประสิทธิภาพด้วยข้อบังคับมาตราฐานอย่างมีระบบ

เรื่องการเคลือบผิววัสดุเพื่อการป้องกันการเกิดสนิมและการพุกร่อนในวัสดุเหล็ก

ฮาราล์ด แคมส์, เบอร์น ดุร์มเม่อ และ เยอร์ก เกอร์เค่อ
HARALD KÄMPF, BERND DRUMMER UND JÖRG GEHRKE

ตามแผนการพัฒนาของบริษัทไฟล์/ แผนกการเคลือบผิววัสดุ (Frei-Lacke) ได้มุ่งเน้นการพัฒนาการเคลือบผิววัสดุเหล็กด้วยระบบการเคลือบผิววัสดุแบบ 2 ชั้น เพื่อมุ่งเน้นการป้องกันการเกิดสนิมของวัสดุเหล็กในงานก่อสร้างทั่วไป ซึ่งให้เป็นไปตามมาตราฐานทางอุตสาหกรรมแห่งสถาบันของประเทศเยอรมนี DIN EN ISO 12944 (DIN = Deutsches Institut für Normung) เป็นความร่วมมือและพัฒนาการผลิตการเคลือบผิววัสดุเหล็กด้วยระบบการเคลือบผิววัสดุแบบ 2 ชั้น ดำเนินการโดยบริษัท โวเบค โอเบอร์เฟคเช่นชู้ส จำกัด (Wobek Oberflächenschutz GmbH) ณ เมืองสโตล์แบร์ก (Stollberg) รวมไปถึงการพัฒนาร่วมของการประยุกต์นำไปใช้ทางด้านเทคนิคการก่อสร้าง

โวเบค (Wobek Oberflächenschutz GmbH) ยังได้เผยแพร่ความรู้ในการดูแลรักษาขั้นพื้นฐานสำหรับวัสดุเหล็กที่ได้ถูกผลิตตามโครงการความร่วมมือควบคู่ไว้ด้วย ส่วนในเรื่องของความสามารถในประสิทธิภาพของระบบการเคลือบผิววัสดุแบบ 2 ชั้นเพื่อการป้องกันการเกิดสนิมและการพุกร่อนนั้น ได้ถูกนำไปตรวจสอบทางด้านคุณภาพในสถาบันวิจัยสำหรับการป้องกันการเกิดสนิมและการพุกร่อนของวัสดุ เดรสเดน (Institut für Korrosionsschutz Dresden GmbH) ซึ่งการทดสอบและวิจัยได้กระทำตรงตามมาตราฐานทางอุตสาหกรรมของสถาบันประเทศเยอรมนี DIN EN ISO 12944 ที่ได้กำหนดไว้ ทางสถาบันได้ทำการทดสอบและวิจัยเฝ้าสังเกตุเน้นในความปลอดภัยในคุณภาพของผลิตภัณฑ์ดังที่ได้กล่าวมาแล้วข้างต้น

การเอาใจใส่ดูแลในด้านสิ่งแวดล้อมของระบบการเคลือบผิววัสดุ

ความแข็งแรงและความทนทานของวัสดุเหล็กจากการเคลือบผิววัสดุด้วยวิธีแบบต่างๆนั้น มีความสำคัญและมีความหมายอย่างยิ่ง จากข้อความดังกล่าวในภาคอุตสาหกรรม โรงงานอุตสาหกรรมเป็นจำนวนมากได้ตระหนักและเล่งเห็นความสำคัญดังกล่าว ที่จะค้นหาและวิจัยประสิทธภาพของการป้องกันการเกิดสนิมและการพุกร่อนของวัสดุ ซึ่งนำไปสูในเรื่องการผลิตวัสดุสำเร็จรูปด้วยการเคลือบผิววัสดุเพื่อการป้องกันการเกิดสนิมและการพุกร่อน ได้พัฒนาการเคลือบผิววัสดุด้วยสารชนิดต่างๆ มากมายที่นำมาใช้ในการเคลือบผิว ทั้งนี้ทั้งนั้นการผลิตและการเคลือบผิววัสดุจะต้องตรงตามข้อบังคับของกฏหมายที่ได้ระบุไว้ในเรื่องของการลดค่าการปล่อยสารวีโอซี (VOC-Emissionen) เพื่อเป็นการเอาใจใส่ดูแลในด้านสิ่งแวดล้อมของระบบการเคลือบผิววัสดุ

จากมาตราฐานทางอุตสาหกรรมของสถาบันประเทศเยอรมนีที่ DIN EN ISO 12944 (เรื่องการป้องกันการเกิดสนิมและการพุกร่อนของวัสดุหล็กด้วยระบบการเคลือบผิววัสดุ) ได้ระบุรายละเอียดข้อบังคับไว้เฉพาะในส่วนของระบบการเคลือบผิววัสดุด้วยสารเคลือบที่เป็นของเหลว ดังนั้นการควบคุมดูแลมาตราฐานของการเคลือบผิววัสดุจึงมีความสำคัญอย่างมากในเรื่องการควบคุมมาตราฐานให้อย่างทั่วถึงในเรื่อง “การป้องกันการเกิดสนิมและการพุกร่อนสำหรับวัสดุเหล็ก” ซึ่งในปัจจุบันทางสถาบันมาตราฐานแห่งประเทศเยอรมนี (Deutsches Institut für Normung) ได้วางกฏเกณฑ์ในมาตราฐานข้อบังคับดังกล่าวไว้ในข้อบังคับที่ DIN 5563 “เรื่องวัสดุเคลือบผิว, เพื่อการป้องกันการเกิดสนิมและการพุกร่อนของเหล็กด้วยระบบการเคลือบผิววัสดุ” ดังตัวอย่างของขอบเขตมาตราฐานของการเคลือบผิววัสดุด้วยสังกะสี ซึ่งได้แสดงไว้ในมาตราฐานข้อบังคับหน้าที่ 01(Merkblatt St. 01) เรื่องการเคลือบผิวของวัสดุที่ทำจากเหล็ก

ระบบการเคลือบผิววัสดุแบบ 2 ชั้นพิเศษนั้นกำลังอยู่ระหว่างการรับรองคุณภาพว่าสามารถเพิ่มประสิทธิภาพของการป้องกันการเกิดสนิมและการพุกร่อนของวัสดุได้จริงหรือไม่ เพื่อสามารถทำการตลาดการขายในลำดับต่อไปได้ สิ่งหนึ่งที่ชัดเจนแน่นอนแล้วว่าเงื่อนไขการยอมรับในเรื่องการตลาดก็คือประสิทธิภาพในด้านเคมีภัณฑ์และวัสดุภัณฑ์ รวมไปถึงผลประโยชน์ทั้งทางตรงและทางอ้อมที่ผู้ใช้จะได้รับจากการใช้ระบบการเคลือบผิววัสดุแบบ 2 ชั้น เช่นเกณฑ์การปลดปล่อยของสารวีโอซีในวัสดุ ซึ่งจะเป็นประโยชน์ทางอ้อมของการอนุรักษ์สิ่งแวดล้อม ทางบริษัท โวเบค โอเบอร์เฟคเช่นชู้ส จำกัด (Wobek Oberflächenschutz GmbH) มีประสบการณ์อย่างมากมายในการผลิตวัสดุเหล็กด้วยระบบการเคลือบผิววัสดุแบบ 2 ชั้นรวมถึงการรับประกันในเรื่องคุณภาพของวัสดุที่ผลิตออกจากบริษัท

การป้องกันการเกิดสนิมและการพุกร่อนของวัสดุอย่างมีประสิทธิภาพบนพื้นฐาน 2 เงื่อนไข

โดยทั่วไประบบการเคลือบผิววัสดุแบบ 2 ชั้นนั้น ในการผลิตวัสดุจะมีประสิทธิภาพที่ดีได้นั้นจะต้องผ่านเงื่อนไขที่สำคัญ 2 เงื่อนไข ก็คือเงื่อนไขของการนำวัสดุที่นำมาใช้เคลือบที่จะต้องมีคุณภาพดีพอที่สามารถทนต่อแสงแดดและภูมิอากาศในสภาวะต่างๆได้ยาวนานเมื่อนำมาใช้เคลือบบนพื้นผิววัสดุ และเงื่อนไขของผลกระทบหลังการเคลือบผิววัสดุที่จะต้องไม่มีผลกระทบในภายหลังของการแตกร้าวของวัสดุ

ขบวนการการเคลือบผิววัสดุในชั้นแรก (Grundpulver) จะประกอบด้วยวัสดุที่นำมาใช้เคลือบจะเป็นชนิดพิเศษในเรื่องของความเหนียวและความแข็งแรงของสาร โดยขบวนการการเคลือบผิววัสดุจะผลิตในอุณหภูมิที่มากกว่า 160 องศาเซลเซียส เพื่อเป็นการยืนยันในคุณสมบัติที่ดีของการผลิต ในทางตรงกันข้ามข้อเสียในบางประการที่ได้รับแจ้งในภายหลังจากการทดสอบและวิจัยจากสถาบันสำหรับการป้องกันการเกิดสนิมและการพุกร่อนของวัสดุ เดรสเดนนั้น (Institut für Korrosionsschutz Dresden) ข้อเสียก็คือไม่มีการทดสอบในเรื่องของผลกระทบในเรื่องประจุไฟฟ้าอิเล็คโทรเคมีและคาร์โทด ซึ่งได้ถูกละเลยในการทดสอบและวิจัย ซึ่งในความเป็นจริงแล้วไม่ควรที่จะละเลยในเรื่องดังกล่าว

ในการเคลือบผิววัสดุในชั้นที่สอง (Deckbeschichtung) จะประกอบด้วยวัสดุที่ถูกผลิตภายใต้อุณหภูมิที่มากกว่า 180 องศาเซลเซียส ซึ่งจะเป็นผลดีสำหรับคุณภาพของวัสดุ ทั้งการเคลือบด้วยพื้นผิวชั้นแรกและชั้นที่สอง (Grundpulver und Deckschicht) จะถูกควบคุมการผลิตอย่างใกล้ชิด ซึ่งจะเน้นในส่วนของการเคลือบผิวผสมผสานในระหว่างพื้นผิวของชั้นที่หนึ่งและชั้นที่สอง (Grundpulver und Deckschicht) ซึ่งจะต้องมีการตรวจสอบการผลิต, การเก็บรักษา และการขนส่งของวัสดุที่ผลิตอย่างเข้มงวดด้วยเจ้าหน้าที่ ซึ่งถึงแม้จะมีเครื่องจักรผลิตอัตโนมัติและทันสมัยเพียงใดก็ตามที ในการติดตั้งวัสดุที่มีการเคลือบผิวแบบ 2 ชั้นนั้นก็ควรที่จะต้องระมัดระวังในเรื่องคุณภาพของวัสดุในช่วงระหว่างของการขนส่งและเก็บรักษาวัสดุเพราะความแข็งแรงและทนทานของวัสดุที่ผลิตนั้นจะขึ้นอยู่กับเรื่องของสภาวะอุณหภูมิต่างๆ ดังนั้นควรมีการควบคุมดูแลสภาวะอุณหภูมิอย่างเคร่งครัด รวมไปถึงความคงทนของวัสดุต่อแสงแดดและฤดูกาล ซึ่งวัสดุที่ผลิตจะต้องมีประสิทธิภาพและคุณภาพในการป้องกันการเกิดสนิมและการพุกร่อนได้จากสภาวะต่างๆ ได้ตามที่กำหนดไว้

การป้องกันการเกิดสนิมและการพุกร่อนที่ดีขึ้นด้วยระบบการเคลือบผิววัสดุแบบ 2 ชั้นแทนที่เคลือบผิววัสดุแบบ 1 ชั้น

ในหลักทั่วไปของประสิทธิภาพในการป้องกันการเกิดสนิมและการพุกร่อนนั้นไม่ได้ขึ้นอยู่กับเพียงการผลิตวัสดุแต่รวมถึงการดูแลรักษาวัสดุด้วย ซึ่งเป็นหลักพื้นฐานของการผลิตวัสดุด้วยระบบการเคลือบผิวแบบ 2 ชั้น ในการเคลือบผิววัสดุแบบ 1 ชั้นนั้นจะอยู่ในเกณฑ์คัดแยกที่ซี 3 (Korrosivitätskategorien C3) ส่วนการเคลือบผิววัสดุแบบ 2 ชั้นจะอยู่ในเกณฑ์คัดแยกที่ ซี 4 และซี 5 (Korrosivitätskategorien C4, C5) ซึ่งเป็นเกณฑ์คัดแยกที่อยู่ในกรณีที่วัสดุรับน้ำหนักที่จะต้องรับน้ำหนักมาก

ภายหลังจากการทดสอบและวิจัยของสถาบันวิจัยสำหรับการป้องกันการเกิดสนิมและการพุกร่อนของวัสดุ เดรสเดน (Institut für Korrosionsschutz Dresden GmbH) ได้ระบุความเหมาะสมและเกณฑ์ข้อบังคับสำหรับระบบการเคลือบผิววัสดุแบบ 2 ชั้นไว้ในเกณฑ์ชั้นสูงสุดซึ่งอยู่ในเกณฑ์คัดแยกที่ “ซี5-ไอ วัสดุที่ใช้งานแบบคงทน (C5-I Schutzdauer lang)” และ “ซี5-เอ็ม วัสดุที่ใช้งานแบบทนทาน (C5-M Schutzdauer lang)”

ระบบการเคลือบผิววัสดุแบบ 2 ชั้นนั้นทางบริษัทไฟล์/ แผนกการเคลือบผิววัสดุ (Frei-Lacke) ได้ผลิตวัสดุและเคลือบผิววัสดุในชั้นแรก (Grundpulver) ตรงตามกฏวัสดุที่ PE1204A และการเคลือบผิววัสดุในชั้นที่สอง (Deckpulver) ตรงตามกฏวัสดุที่ PP1004A ส่วนการตรวจสอบคุณภาพและประสิทธิภาพของระบบการเคลือบผิววัสดุแบบ 2 ชั้นจะอยู่ในมาตราฐานทางอุตสาหกรรมของสถาบันประเทศเยอรมนี DIN EN ISO 12944-6 และตามโครงสร้างของการตรวจสอบด้วยวิธี TL/TP KOR-Stahlbauten ดังได้แสดงในภาพที่ 1

********************************
********************************
********************************
ภาพที่ 1: การตรวจสอบคุณภาพวัสดุด้วยวิธี TL/TP KOR-Stahlbauten (แหล่งข้อมูล: Frei-Lacke)

การเคลือบผิววัสดุแบบ 2 ชั้นเป็นการเพิ่มคุณภาพและความคงทนของวัสดุด้วยการนำสารที่เป็นของเหลวมาใช้ในการเคลือบ (ชนิด 2K-PUR) ในส่วนเรื่องการติดตั้งและการก่อสร้างของวัสดุที่ได้ผลิตนั้นทางบริษัทโวเบค ได้พัฒนาเรื่องของการขนส่งควบคู่กันไปด้วยเพื่อเป็นการรักษาคุณภาพของวัสดุ เพราะฉะนั้นในภาพรวมของระบบการเคลือบผิววัสดุแบบ 2 ชั้นเป็นการเพิ่มประสิทธิภาพของการป้องกันการเกิดสนิมและการพุกร่อนตรงตามมาตราฐานทางอุตสาหกรรมของการใช้สารเคลือบชนิดเหลวในมาตราฐานที่ DIN EN ISO 12944-5 ซึ่งเป็นประโยชน์ต่อการใช้งานในภาคการก่อสร้างงานเครื่องกลเป็นส่วนใหญ่ แต่ในส่วนภาคงานเครื่องจักรกลรวมถึงงานเครื่องยนต์พาหนะก็สามารถนำระบบดังกล่าวมาใช้ได้เช่นเดียวกัน ซึ่งกล่าวโดยสรุปในเรื่องระบบการเคลือบผิววัสดุเพื่อการป้องกันการเกิดสนิมและการพุกร่อนในวัสดุเหล็กรวมไปถึงการผลิตวัสดุก่อนออกมาใช้งานในด้านต่างๆนั้น ควรจะต้องมีมาตราฐานระบุรายละเอียดข้อบังคับไว้ในทุกขั้นตอนของการผลิตและการเคลือบผิววัสดุอย่างมีระบบ เพื่อเป็นการที่จะควบคุมคุณภาพของวัสดุที่ผลิตออกมาจากโรงงานให้มีคุณภาพและความทนทานตรงตามที่ต้องการที่ได้กำหนดไว้

ประวัดิการไหลของวัสดุ

ประวัติความเป็นมาของการไหลของวัสดุเพื่อการวางแผนการจัดการสิ่งแวดล้อม

เป็นเวลานานมาแล้วก่อนที่การไหลของวัสดุจะกลายเป็นเครื่องมือหนึ่งสำหรับการจัดการสิ่งแวดล้อม, ทรัพยากร, และขยะของเสีย เราเคยได้ใช้หลักการของการไหลของวัสดุในสาขาทางด้านอุตสาหการ, เคมี, เศรษฐศาสตร์, วิศวกรรม, และชีววิทยา เป็นต้นมาก่อนแล้ว ในหลักการพื้นฐานของการไหลของวัสดุมีอยู่อย่างง่ายๆ คือการสร้างความสมดุลของสสารที่มีอยู่นั้นเอง หรืออีกนัยหนึ่งก็คือปริมาณวัตถุที่เข้าระบบก็จะต้องเท่ากับปริมาณวัตถุที่ออกจากระบบนั่นเอง ซึ่งจากหลักฐานที่มีอยู่หลักการดังกล่าวได้ถูกอธิบายขึ้นมากว่าสองพันปีที่แล้ว โดยนักเขียนชาวกรีก และต่อมาระหว่างปี ค.ศ. 1743-1794 นักเคมีชาวฝรั่งเศส Antoine Lavoisier ได้กล่าวไว้อย่างชัดเจนในเรื่องสสารทางเคมีว่า ปริมาณสสารจะไม่มีการสูญเสียหรือสูญหายไปแต่จะแปรเปลี่ยนเป็นพลังงานในรูปอื่นๆ ภายหลังจากการเกิดปฏิกิริยา
จนมาถึงในศตวรรษที่ 20 การใช้หลักการของการไหลของวัสดุได้ถูกพัฒนาและปรากฏในงานด้านต่างๆ ของการศึกษาในช่วงเวลาที่แตกต่างกัน ก่อนที่จะนำวิธีและหลักการของการไหลของวัสดุไปใช้งานจริงนั้น วิธีการดำเนินการได้ถูกพัฒนามาโดยตลอดซึ่งนักวิจัยจำนวนมากได้ใช้กฏของการใช้วัตถุเพื่อมุ่งไปสู่ขบวนการของความสมดุล ในด้านวิศวกรรมการจัดการและเคมีเป็นเรื่องปกติที่จะตรวจสอบวิเคราะห์และสร้างความสมดุลของค่าการเข้าและออกของปฏิกริยาเคมี ในด้านแขนงวิชาเศรษฐศาสตร์ ลีโอนทีฟ (Leontief) ได้กล่าวไว้ในค่าการเข้า-ออกในระหว่างปี ค.ศ.1930-1940 ว่าการลงทุนด้วยพื้นฐานที่ใช้แพร่หลายของวิธีการพิจารณาค่าการเข้า-ออกสามารถแก้ปัญหาของทางเศรษฐศาสตร์ได้ ในการศึกษาครั้งแรกในแขนงของการจัดการทรัพยากรและสิ่งแวดล้อมได้ปรากฏในระหว่างปี ค.ศ.1970-1980 ในพื้นที่หลักๆ สองพื้นที่ของการดำเนินการคือ 1) เมืองขนาดใหญ่ และ 2) การวิเคราะห์ของมลพิษในพื้นที่หนึ่งๆ เช่น เส้นทางน้ำ หรือเขตชุมชนที่อยู่อาศัย ทศวรรษหลังจากนั้น MFA ได้กลายเป็นเครื่องมือที่แพร่หลายในแขนงด้านวิทยาการต่างๆ ประกอบด้วยการควบคุมการจัดการ (process control), การบำบัดของเสียและน้ำเสีย (waste and wastewater treatment), การจัดการสารอาหารในภาคเกษตรกรรม (agricultural nutrient management), การจัดการคุณภาพของน้ำ (water-quality management), การจัดการและนำไปใช้ใหม่ของทรัพยากรธรรมชาติ (resource conservation and recovery), การออกแบบผลิตภัณฑ์ (product design), การประเมินวัฏจักรของชีวิต (life cycle assessment: LCA), และอื่นๆ

การไหลของวัสดุสำหรับการวางแผนผังโรงงานปัจจุบันแปรเปลี่ยนเป็นการไหลของวัสดุสำหรับการจัดการสิ่งแวดล้อมที่สำคัญ

จากชื่อเรื่องข้างต้นดังกล่าวพยายามที่จะแสดงและชี้ให้ท่านผู้อ่านเห็นถึงการประยุกต์นำไปใช้และประโยชน์จากการไหลของวัสดุ (Flow of Materials) ที่มีมาช้านานแล้วในสาขาต่างๆ เช่น เคมี, วิศวกรรมเป็นต้นโดยเฉพาะอย่างยิ่งสาขาทางด้านอุตสาหการเพื่อการวางแผนผังโรงงาน ซึ่งปัจจุบันนั้น การไหลของวัสดุก็ได้ถูกนำมาใช้งานทางด้านการวางแผนการจัดการสิ่งแวดล้อม (Material Flow for Environment Management) ซึ่งเป็นงานวิจัยและค้นคว้าของอาจารย์มหาวิทยาลัยชื่อดังในทวีปยุโรป [2] ซึ่งบทความนี้ได้แบ่งออกเป็น 2 ตอนด้วยกันเพื่อให้ผู้อ่านสามารถจะเข้าใจง่ายยิ่งขึ้น ในส่วนตอนที่ 1 ท่านผู้อ่านจะสามารถเข้าใจหลักพื้นฐานในภาพรวมของการวางแผนผังโรงงานและความสำคัญของการไหลของวัสดุในขบวนการผลิต ภายหลังจากนั้นในตอนที่ 2 ก็จะอธิบายถึงหลักพื้นฐานของการไหลของวัสดุเพื่อการวางแผนการจัดการสิ่งแวดล้อม พร้อมทั้งตัวอย่างการใช้งานของการไหลของวัสดุเพื่อการวางแผนการจัดการสิ่งแวดล้อมในพื้นที่ต่างๆ ในปัจจุบัน

ตอนที่ 1: การไหลของวัสดุ – หัวใจสำคัญของขบวนการผลิตของการวางแผนผังโรงงาน

การวางแผนผังโรงงานอย่างมีระบบ เป็นวิธีการจัดการสำหรับการวางแผนผังโรงงานอันประกอบด้วยขั้นตอนต่างๆ (Phases), แผนการเชิงปฏิบัติ (Pattern of Procedures), และการกำหนดแบบแผนของแต่ละองค์ประกอบตลอดจนพื้นที่ต่างๆ ในส่วนที่เกี่ยวข้องกับการวางแผนผังโรงงานอย่างเป็นสัดส่วนและเหมาะสม สำหรับการวางแผนผังโรงงาน ผลิตภัณฑ์หรือวัตถุดิบ (P: Product), ปริมาณผลิตภัณฑ์ (Q: Quantity), ขบวนการผลิตและอุปกรณ์ (R: Routing), สิ่งสนับสนุนการผลิต (S: Supporting), และเวลา (T: Time) ตลอดจนกิจกรรมหรือพื้นที่ต่างๆ ที่รวมในผังโรงงาน ข้อมูลต่างๆ เหล่านี้ ต่างก็เป็นข้อมูลพื้นฐานขั้นแรกที่จะใช้ประกอบการวางแผนผังโรงงานในแผนการเชิงปฏิบัติของ SLP (The Systematic Layout Planning Pattern)

การไหลของวัสดุ (Flow of Materials) ก็จะเป็นขั้นตอนถัดมาและเป็นองค์ประกอบที่สำคัญของขบวนการผลิตรวมไปถึงเป็นสิ่งสำคัญสูงสุดของการวางแผนผังโรงงาน ซึ่งผู้วางแผนผังโรงงานจะต้องทำการวิเคราะห์ปริมาณการไหลของวัสดุทิศทางและลำดับขั้นตอนการไหล ตลอดจนพื้นที่ที่เกี่ยวข้องจากข้อมูลพื้นฐานในขั้นแรก (P, Q, R, S, T และกิจกรรมต่างๆ) ดังแผนภูมิที่ได้แสดงในรูปที่ 1 ในพื้นที่การทำงานหรือพื้นที่สำหรับการผลิต และพื้นที่สำหรับสิ่งสนับสนุนการผลิต ที่ได้กำหนดอยู่ในแผนนั้น จะเป็นข้อมูลอย่างดีที่จะพัฒนา และจัดทำแผนภาพแสดงความสัมพันธ์ของกิจกรรมต่างๆ กิจกรรมใดที่มีความสัมพันธ์กับกิจกรรมการบริการ หรือกิจกรรมสนับสนุนการผลิต หรือลักษณะการทำงานต้องติดต่อกันบ่อยครั้ง จะมีความสำคัญมากกว่าความสัมพันธ์พื้นฐานเฉพาะการไหลของวัสดุแต่เพียงอย่างเดียว
เมื่อนำผลการวิเคราะห์การไหลของวัสดุ และความสัมพันธ์ของกิจกรรม (Activity Relationship) ซึ่งจะเขียนอยู่ในรูปของแผนภูมิความสัมพันธ์ (Relationship Chart) มาพิจารณาร่วมกันก็สามารถเขียนเป็นแผนภาพความสัมพันธ์ (Relationship Diagram) โดยพิจารณาความสัมพันธ์กิจกรรมต่างๆ ของแต่ละแผนกในตำแหน่งและทิศทางที่เหมาะสม โดยไม่คำนึงถึงลักษณะรูปทรงของพื้นที่ที่เป็นจริงของแต่ละกิจกรรมว่าเป็นอย่างไร

******************************

******************************
รูปที่ 1 แผนการเชิงปฏิบัติของการวางแผนผังโรงงานอย่างเป็นระบบ [1]



วิธีสร้างแผนภูมิและแผนภาพการไหลของวัสดุในขบวนการผลิต (Flow Process Chart and Flow Diagram)

แผนภูมิการไหลของวัสดุในขบวนการผลิต (Flow Process Chart) คือแผนภูมิที่เขียนขึ้นเพื่อบันทึกขั้นตอนการทำงานหรือบันทึกขั้นตอนในกระบวนการแปรรูปวัตถุดิบ จนกระทั่งเป็นผลิตภัณฑ์
แผนภูมิการไหลของวัสดุในขบวนการผลิต แบ่งออกได้เป็น 2 แบบ คือ 1) แบบบันทึกขั้นตอนการทำงานของคน (Man Type) เป็นแผนภูมิที่บันทึกเฉพาะขั้นตอนการทำงานของคนเพียงอย่างเดียวเท่านั้นที่เคลื่อนที่ผ่านไปตามขั้นตอนต่างๆ และ 2) แบบบันทึกขั้นตอนการแปรรูปของวัตถุดิบ (Material Type) เป็นแผนภูมิที่บันทึกเฉพาะขั้นตอนการแปรรูป หรือขั้นตอนที่วัตถุดิบจะต้องผ่าน หรือถูกกระทำในการแปรรูปของวัตถุดิบนั้นจนกระทั่งกลายเป็นผลิตภัณฑ์
การสร้างแผนภูมิการไหลของวัสดุในขบวนการผลิต เราจะใช้เครื่องหมายสัญลักษณ์ของความสัมพันธ์ในขบวนการวิศวกรอุตสาหการที่ Gilbreths เป็นผู้พัฒนาเครื่องหมายในระยะแรก ซึ่งใช้กันแพร่หลายในนักคณิตศาสตร์ วิศวกรเคมี หรือนักปฏิบัติการวิเคราะห์ ภายหลังจากนั้นสมาคมวิศวกรรมเครื่องกล แห่งสหรัฐอเมริกา (ASME) ได้ปรับปรุงเปลี่ยนแปลงเครื่องหมายเหล่านั้น ให้เป็นมาตรฐานสากล ดังแสดงในรูปที่ 2

**********************

**********************
รูปที่ 2 สัญลักษณ์ที่สำคัญในการสร้างแผนภูมิการไหลของวัสดุในขบวนการผลิตตามมาตรฐาน ASM No. 101 [1]

วิธีการสร้างแผนภูมิการไหลของวัสดุในขบวนการผลิต สามารถแบ่งออกได้เป็น 2 วิธีคือ 1) สร้างเป็นแผนภูมิแบบง่ายๆ ไม่เป็นแบบฟอร์ม โดยเขียนลงในกระดาษเปล่า และ 2) สร้างเป็นแผนภูมิในรูปแบบฟอร์มอย่างละเอียด ตัวอย่างแบบฟอร์มของแผนภูมิการไหลได้แสดงไว้ในรูปที่ 3

************************

************************
รูปที่ 3 ตัวอย่างแผนภูมิการไหลของขบวนการผลิตในใบสั่งซื้อ [3]

แผนภาพการไหลเป็นแบบแปลนที่ย่อส่วนของสภาพการทำงานจริงลงบนแผ่นกระดาษและจะต้องใช้ควบคู่ไปกับแผนภูมิการไหลด้วยกันเสมอ ตัวอย่างแผนภาพการไหลได้แสดงไว้ในรูปที่ 4

**********************************

**********************************
รูปที่ 4 ตัวอย่างแผนภาพการไหลจากใบสั่งซื้อ [3]

การวิเคราะห์การไหลของวัสดุในขบวนการผลิต

ผลจากการทราบถึงขบวนการผลิต (Routing) อันเป็นข้อมูลพื้นฐานสำหรับการวิเคราะห์การไหลของวัสดุ (Flow of Materials) จะต้องสามารถทดสอบและพิสูจน์ให้เห็นจริงได้อย่างมีเหตุผลและถูกต้อง หลักการตรวจสอบแบบง่ายๆ ของขบวนการผลิต เริ่มแรกมีการพัฒนาโดย Allan H. Mogensen ซึ่งได้กำหนดวิธีการตรวจสอบในแต่ละขั้นตอนของขบวนการผลิต ดังต่อไปนี้ 1) กำจัด (Eliminate) หน่วยทำงานนี้สำคัญหรือไม่ สามารถกำจัดหรือตัดทิ้งได้หรือไม่, 2) รวม (Combine) เราสามารถรวมหน่วยงานต่างๆ เข้าด้วยกันได้หรือไม่, 3) เปลี่ยนลำดับ ขั้นตอนการทำงาน สถานที่ หรือคน เราสามารถเปลี่ยนหรือจัดใหม่ได้หรือไม่, และ 4) ปรับปรุงรายละเอียด (Improve Details) เราสามารถปรับปรุงวิธีการทำงาน หรืออุปกรณ์ในแต่ละหน่วยทำงานได้หรือไม่
หากขบวนการผลิตเป็นผลที่พอใจแล้ว ผู้วางแผนก็สามารถเริ่มทำการวิเคราะห์การไหลของวัสดุ (Flow of Materials) ได้ ซึ่งในการวิเคราะห์การไหลของวัสดุ เพื่อจะให้ได้ลำดับขั้นตอนการเคลื่อนย้ายวัสดุที่ดีที่สุดนั่นคือ วัสดุที่ไหลผ่านขบวนการต้องเป็นระบบทางตรง ไม่เป็นระบบทางอ้อมหรือวกวนซับซ้อนไปมา โดยการวิเคราะห์การไหลของวัสดุเราจะพิจารณาถึงองค์ประกอบที่สำคัญ 2 ประการ คือ ความเข้มการไหลของวัสดุ และการระบายของเสีย เศษขยะ เศษวัสดุ และอื่นๆ ซึ่งการระบายของเสียและเศษวัสดุ เป็นปัญหาสำคัญของการวางผังในส่วนที่เกี่ยวกับการขนถ่ายวัสดุในโรงงาน ส่วนใหญ่แล้วในระบบการผลิตอาจมีของเสีย หรือเศษวัสดุสูงถึง 20%-30% เศษวัสดุเหล่านี้กลายเป็นเรื่องที่ต้องกังวลในการขน วัสดุบางอย่างอาจสกปรก มีคม มีอันตราย รวมไปถึงอาจสามารถนำมารีไซเคิลกับมาใช้อีกครั้งได้ ซึ่งต่างก็ต้องอาศัยวิธีการที่แตกต่างในการจัดการเศษวัสดุ ดังแสดงตัวอย่างแผนผังการไหลของวัสดุที่ระบุความเข้มการไหลและการสูญเสียในขั้นตอนต่างๆ ของขบวนการผลิตในรูปที่ 5

**************************

**************************
รูปที่ 5 ตัวอย่างแผนผังการไหลของวัสดุ ที่แสดงความเข้มการไหล และการสูญเสีย [1]


ตอนที่ 2: การไหลของวัสดุ – หัวใจสำคัญของการวางแผนการจัดการสิ่งแวดล้อม

หลังจากที่เราทราบถึงหลักพื้นฐานและความสำคัญของการไหลของวัสดุในขบวนการผลิตในโรงงานพอสังเขปเป็นที่เรียบร้อยแล้ว ในตอนที่ 2 นี้ก็จะกล่าวถึง การไหลของวัสดุเพื่อการวางแผนการจัดการสิ่งแวดล้อม ซึ่งได้ใช้หลักพื้นฐานคล้ายๆ กับการไหลของวัสดุในขบวนการผลิตในโรงงาน

การไหลของวัสดุเพื่อการวางแผนการจัดการสิ่งแวดล้อม

เนื่องจากปัจจุบัน “สถานการณ์ภาวะโลกร้อน” เป็นหัวข้อที่สำคัญซึ่งมีผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมและสิ่งมีชีวิตที่อาศัยอยู่บนโลก ซึ่งท่านผู้อ่านก็คงได้รับข่าวสารมามากมายแล้วในปัจจุบัน การวางแผนการจัดการสิ่งแวดล้อมที่ดี จึงเป็นวิธีหนึ่งที่สำคัญสำหรับการป้องกันต่อการเกิดความหายนะและความสูญเสียอย่างรุนแรงในด้านสิ่งแวดล้อมในอนาคต จึงมีนักวิทยาศาสตร์มากมายที่พยายามวิจัยและค้นคว้าหาหนทางแก้ไขในเรื่องดังกล่าว บทความนี้ได้นำเสนอการประยุกต์นำไปใช้หลักพื้นฐานของการไหลของวัสดุเพื่อการจัดการสิ่งแวดล้อม
การไหลของวัสดุสำหรับการวางแผนการจัดการสิ่งแวดล้อมนั้นเป็นวิธีการประเมินอย่างเป็นระบบของการไหลและการกักเก็บของวัสดุ โดยกำหนดระบบด้วยหลักสำคัญ 2 ประการ คือ พื้นที่และเวลา ในส่วนพื้นที่ของการวางแผนการจัดการสิ่งแวดล้อมสามารถที่จะควบคุมตั้งแต่พื้นที่ที่มีขนาดเล็กจนไปถึงพื้นที่ที่มีขนาดใหญ่ เช่น พื้นที่เขตบริษัท หรืออาคารสถานที่หนึ่งๆ, พื้นที่เขตนิคมอุตสาหกรรม, พื้นที่ลุ่มแม่น้ำ, พื้นที่ชุมชน, จังหวัด จนไปถึงระดับพื้นที่ทั้งประเทศ เป็นต้น
ภายหลังที่ได้กำหนดพื้นที่ที่แน่นอนสำหรับการใช้การไหลของวัสดุเพื่อการวางแผนการจัดการสิ่งแวดล้อม เราก็จะกำหนดวัสดุหรือวัตถุที่เราจะศึกษาและประเมินเพื่อการจัดการสิ่งแวดล้อมในเขตพื้นที่ ตัวอย่างเช่น ปริมาณน้ำเสีย, ปริมาณขยะ, สารตะกั่ว, ธาตุไนโตรเจน, ธาตุฟอสฟอรัส หรือธาตุที่เป็นอันตรายอื่นๆ เป็นต้น

หลักพื้นฐานของการไหลของวัสดุเพื่อการจัดการสิ่งแวดล้อม

หลักพื้นฐานของการไหลของวัสดุเพื่อการจัดการสิ่งแวดล้อมนั้นมีหลักการง่ายๆ คือปริมาณวัสดุหรือวัตถุที่กำหนดก่อนเข้าระบบจะเท่ากับปริมาณวัสดุที่กักเก็บในระบบรวมกับปริมาณวัสดุที่ออกจากระบบนั่นเอง ดังสมการข้างล่าง และในรูปที่ 6 แสดงการพิจารณาการไหลของวัสดุก่อนเข้าและออกจากระบบ

******************************

******************************
รูปที่ 6 การพิจารณาการไหลของวัสดุก่อนเข้าและออกจากระบบ [2]

วิธีปฏิบัติของการไหลของวัสดุเพื่อการวางแผนการจัดการสิ่งแวดล้อม

อย่างที่เราทราบกันแล้วจากบทความข้างต้นว่าการไหลของวัสดุได้ถูกนำมาใช้ในสาขาต่างๆ โดยเฉพาะขบวนการผลิตในโรงงาน ในระหว่างปี ค.ศ. 1980, Baccini และ Brunner ได้ทำการพัฒนาวิธีการใช้ของการไหลของวัสดุเพื่อการวางแผนการจัดการสิ่งแวดล้อมไว้อย่างจริงจังและเข้าใจง่าย ดังได้แสดงวิธีการใช้ในแผนภูมิในรูปที่ 7

*****************************

*****************************
รูปที่ 7 ลำดับขั้นตอนการใช้งานด้วยวิธีการไหลของวัสดุ [2]


ตัวอย่างการใช้งานของการไหลของวัสดุเพื่อการวางแผนการจัดการสิ่งแวดล้อม

ท้ายของบทความนี้ขอเสนอตัวอย่างการใช้งานของการไหลของวัสดุสำหรับการจัดการสิ่งแวดล้อมที่ใช้อยู่ในปัจจุบันสำหรับการวางแผนการจัดการสิ่งแวดล้อมด้วยวิธีการไหลของวัสดุ ซึ่งมีการนำไปใช้มากมายหลายพื้นที่และหลายด้านด้วยกัน ตัวอย่างเช่น การวางแผนการจัดการน้ำในภาพรวมและสารประเภทพลาสติกในประเทศออสเตรีย แสดงไว้ในรูปที่ 8 และ 9 ,การนำมาใช้ใหม่ของสารแคดเมียมจากขบวนการการเผาขยะชุมชนในรูปที่ 10 และการไหลของวัสดุในประเทศญี่ปุ่นในรูปที่ 11

*************************************

*************************************
รูปที่ 8 การวางแผนการจัดการน้ำด้วยวิธีการไหลของวัสดุ, ประเทศออสเตรีย [2]

*************************************

*************************************
รูปที่ 9 การวางแผนการจัดการพลาสติกด้วยวิธีการไหลของวัสดุ, ประเทศออสเตรีย [2]

*************************************

*************************************

รูปที่ 10 การนำมาใช้ใหม่ของสารแคดเมียมจากขบวนการการเผาขยะชุมชนด้วยวิธีการไหลของวัสดุ [2]

*************************************

*************************************

รูปที่ 11 การไหลของวัสดุในประเทศญี่ปุ่น [4]

เอกสารอ้างอิง
[1] ตรีสัตย์, การออกแบบและวางผังโรงงาน ISBN 974-7949-34-2
[2] Brunner, P. H., Rechberger, H. 2004. Practical Handbook of Material Flow Analysis. Advance Methods in Resource and Waste Management. Lewis Publishers.
[3] ดร.จันทร์ศิริ สิงห์เถื่อน, การวิเคราะห์กระบวนการ (Process Analysis), มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์
[4] H. Brunner, 2002. Material Flow Analysis (MFA): a Key Tool for Water Quality Management, Vienna University of Technology
[5] H. Brunner, 2002. Thermal Waste Treatment – a Necessary Element for Sustainable Waste Management, Vienna University of Technology