เรามีการใช้แร่เงินในชีวิตประจำวันในรูปแบบต่างๆ เช่น เงินตรา เครื่องประดับ เครื่องใช้ในครัว และเครื่องประดับตบแต่งบ้าน รวมไปถึงนำไปใช้ในงานอุตสาหกรรม เช่นอุตสาหกรรมพลังงานแสงอาทิตย์ และกระบวนการทำให้น้ำบริสุทธิ์เพื่อใช้ในงานที่เกี่ยวกับผลิตภาพถ่ายและชิ้นส่วนอิเลคทรอนิคส์
แร่เงินยังมีผลต่อความยั่งยืนของเศรษฐกิจโลก จึงทำให้มีความต้องการแร่เงินจำนวนหลายพันล้านออนซ์ต่อปี โดยแร่เงินที่ผลิตเข้าสู่ตลาดส่วนใหญ่มาจาก บริษัท Fresnillo ซึ่งเป็นบริษัทที่มีเหมืองแร่ใน Mexico และเป็นเจ้าของผืนดินที่มีสินแร่ที่มีมูลค่าจำนวนมาก เหมือง Saucito เป็นหนึ่งในเหมืองที่บริษัทมี และเป็นเหมืองที่มีความมั่งคั่งอย่างมากซึ่งตั้งอยู่ใน Zacatecas มีรายได้กว่า 75% มาจากการสกัดแร่เงิน
เมื่อบริษัท Fresnillo ต้องการจะเพิ่มอัตราการสกัดแยกแร่เงิน (ในที่นี้จะอ้างไปถึง recovery rate) ซึ่งถือเป็นเรื่องท้าทายอย่างหนึ่งของบริษัท เพราะวิธีการจะสกัดแยกแร่เงินไม่ใช่เรื่องง่าย และในเมื่อต้องการให้ผลผลิตเพิ่มขึ้นโดยต้องไม่ทำให้คุณภาพนั้นลดลงด้วยบริษัทจึงต้องคิดว่าจะทำอย่างไรให้อัตราการสกัดแยกแร่เงินเพิ่มขึ้นได้ โดยมีข้อจำกัดว่าวัตถุดิบแร่ที่เข้ามาในกระบวนการเป็นสิ่งที่ไม่สามารถควบคุมได้
จากข้อมูลที่มีอยู่อาจจะทำให้คุณหาสามารถคำตอบสำหรับเรื่องนี้ได้ ด้วยวิธีการของ Lean Six Sigma และการใช้โปรแกรม Minitab เป็นตัวช่วย ทำให้ทีมงานที่ดูแลโครงงานนี้สามารถค้นหาสาเหตุรากเหง้าที่ทำให้เกิดความแตกต่างของอัตราการสกัดแยกแร่เงิน (recovery rate) รวมไปถึงนำไปสร้างสมการเพื่อทำนายการสกัดแยกแร่เงินและการดำเนินงานในการนำกระบวนการผลิตแบบใหม่ไปใช้โดยคำนึงว่าผลผลิตที่ได้จะมีค่ามากที่สุดและยังคงคุณภาพได้เท่าเดิม
สิ่งท้าทาย
บริษัท Fresnillo ทำการประเมินกระบวนการสกัดแยกแร่เงินของเหมือง Saucito โดยมีวัตถุประสงค์เพื่อทำให้กระบวนการผลิตมีผลผลิตมากที่สุดโดยยังได้คุณภาพเท่าเดิม ซึ่งจากการวิเคราะห์ด้วยโปรแกรม Minitab ทำให้ได้ผลลัพธ์สุดท้ายของเหมืองที่ทำให้รายได้เพิ่มขึ้นกว่า 2 ล้านเหรียญดอลล่าร์
ที่เหมือง Saucito มีความสามารถในการสกัดแยกธาตุเงิน ออกจากแร่ที่มีองค์ประกอบของพวกตะกั่ว-สังกะสี ซึ่งมีความจำเป็นในกระบวนการแต่งแร่แยกออกเป็นสองกระบวนการ
เนื่องจากแร่เงินจะรวมอยู่กับสินแร่อื่นๆ ดังนั้นการผลิตแร่เงินจึงเป็นการผลิตที่ได้จากการสกัดแร่อื่นๆ ที่เหมือง Saucito มีความสามารถในการสกัดแยกธาตุเงินออกจากแร่ที่มีองค์ประกอบของพวกตะกั่ว-สังกะสี ซึ่งต้องใช้กระบวนการในการสกัดแยกออกเป็นสองกระบวนการ
ในขั้นตอนแรกสินแร่จะถูกทำให้เกิดเป็นรูพรุนเพื่อนำแร่เข้าสู่กระบวนการเพื่อสกัดแยกเอาตะกั่วรวมถึงจะได้แร่เงินออกมาด้วย ส่วนสินแร่ที่เหลือในขั้นตอนนี้จะเข้าสู่ขั้นตอนต่อไปเพื่อทำการสกัดเอาสังกะสีออกไป และจะได้แร่เงินอีกจำนวนหนึ่งในขั้นตอนที่สองนี้ ปริมาณแร่เงินที่ได้จากทั้งสองขั้นตอนจะถูกนำไปกำจัดสิ่งสกปรกออกจนหมด เราจะสามารถหาปริมาณแร่เงินว่ามีจำนวนเท่าใดจากขั้นตอนการสกัดแยกแร่เงินนี้ และถือเป็นค่า recovery rate
คุณภาพของสินแร่ดิบเป็นสิ่งที่ไม่สามารถควบคุมได้และถือเป็นปัจจัยสำคัญที่จะทำให้ได้ปริมาณแร่เงินที่สกัดแยกออกมาได้มากหรือน้อย รวมถึงคุณภาพของแร่เงินที่จะได้ออกมาอีกด้วย แต่ในการวิเคราะห์ของบริษัทพบว่าสามารถทำให้ปริมาณแร่เงินที่จะได้เพิ่มขึ้นมาอีก 2% โดยไม่ทำให้คุณภาพของแร่เงินลดลง
ในการทำงานของเหมือง Saucito จะมีการใช้แผนภูมิควบคุมเพื่อดูตัวชี้วัดสมรรถนะและผลลัพธ์ของกระบวนการผลิต ในส่วนการวิเคราะห์ข้อมูลใช้โปรแกรม Minitab เพื่อดูว่ากระบวนการสกัดแยกแร่เงินยังคงมีปริมาณเพิ่มขึ้นมา 2% อยู่ตลอดหรือไม่ และด้วยผลลัพธ์นี้ทำให้รายได้ของบริษัทเพิ่มขึ้นอีก 2 ล้านเหรียญดอลล่าร์
ตอนนี้ทีมต้องการดูว่าปัจจัยที่เป็นสาเหตทำให้ผลของการผลิตเกิดความแตกต่างโดยจะเลือกศึกษาปัจจัยที่สามารถควบคุมได้ และถ้ามีการนำไปควบคุมในกระบวนการผลิตจะทำให้ปริมาณแร่เงินเพิ่มขึ้น รวมทั้งลดของเสียและลดค่าใช้จ่ายในการผลิตแร่เงินลงอีกด้วย
Minitab มีส่วนช่วยอย่างไรบ้าง
“สิ่งที่ท้าทายเราเป็นอย่างมากคือ ปัจจัยที่เป็นไปได้ทั้งหมดจะต้องถูกรวมมาพิจารณา” เป็นคำพูดของ Román Cruz หัวหน้าทีม Lean Six Sigma และยังเป็น Black Belt อีกด้วย Cruz ยังบอกอีกว่า “เนื่องจาก Minitab สามารถวิเคราะห์ตัวแปรให้เราได้หลายอย่างมาก ทำให้เราสามารถใช้โปรแกรมนี้ช่วยเราทำงานได้ทุกอย่างในโครงงานนี้”
ทีมงานใช้เทคนิคของการออกแบบการทดลอง (Design of Experiments (DOE)) เพื่อประเมินความสัมพันธ์ของตัวแปรหลายๆตัว พร้อมๆกัน เช่น วัตถุดิบ น้ำ อากาศ และ สารเคมีที่เป็นตัวแยกตะกั่วกับแร่เงินออกจากกัน
Cruz บอกว่า “จากการใช้ DOE ทำให้เราเห็นผลของปัจจัยแบบ interactions หลายๆค่า ที่ไม่ได้คาดการณ์ไว้ก่อน รวมไปถึงผลลัพธ์ที่ได้จากการวิเคราะห์ยังนำมาปรับปรุงกระบวนการ ปรับค่าต่างๆของกระบวนการผลิตอีกด้วย”
ทีมงานพบว่าสารเคมี ZnSO4 , Promoter 7310 และ Frothers มีผลอย่างมีนัยสำคัญต่อปริมาณแร่เงินที่จะสกัดแยกออกมา และคุณภาพของแร่เงิน โดยความสัมพันธ์ระหว่างสารเคมีทั้งสามตัวนี้และค่าตอบสนองทั้งสองค่านี้ สามารถแสดงได้ตามรูปของ contour plots
เนื่องด้วยความสัมพันธ์ของตัวแปรเป็นแบบ 3 มิติ แต่ใน Contour plots ที่แสดงจะเป็นความสัมพันธ์แบบ 2 มิติ ตามแผนภาพด้านบนที่แสดงให้เห็นตัวแปรค่าแร่เงินที่สกัดแยกได้ (แกน Y) ที่จะมีค่ามากที่สุดเมื่อใช้สารเคมีในปริมาณมากขึ้น (ค่าในแกน X)
จาก contour plot แสดงให้เห็นว่าค่าปริมาณแร่เงินที่จะสกัดแยกได้กับคุณภาพของแร่เงินนั้นอาจต้องมีเลือกระหว่างการใช้ปริมาณสารเคมี Frothing มากหรือน้อย โดยการศึกษาพบว่าถ้าต้องการให้เกิดปริมาณแร่เงินมากขึ้นจะต้องใช้สารเคมีจำนวนมากแต่ถ้าใช้สารเคมีน้อยลงจะให้แร่เงินมีคุณภาพดีขึ้น
ทีมงานจึงมีการใช้คำสั่ง Response Optimizer ใน Minitab เพื่อทำการหาค่าที่ควรจะเป็นของปัจจัยที่เป็นสาเหตุเพื่อทำให้ได้ปริมาณแร่เงินที่จะสกัดได้มากที่สุดและตรงตามคุณภาพที่ต้องการซึ่งมีเป้าหมายปริมาณแร่เงินที่ 13,500 กรัมต่อตัน
การตั้งค่าพารามิเตอร์ต่างๆในกระบวนการทำตามขั้นตอนที่ได้จากการศึกษาวิเคราะห์ แต่ในระบบอัตโนมัติของกระบวนการผลิตในเหมืองยังไม่สามารถทำให้ผลลัพธ์ออกกมาได้ตามเป้าหมาย ทางทีมงานจึงมีการศึกษาในเรื่อง Gage R&R เพื่อที่จะทำการกำจัดสาเหตุที่น่าจะทำให้เกิดความผันแปร ซึ่งทางทีมงานได้มุ่งเน้นไปที่เรื่องระบบการควบคุมการกระจายตัว (Distribution Control System (DCS)) ที่เหมืองใช้ในกระบวนการผลิต ซึ่งเป็นระบบการจัดการเรื่องการไหลของอากาศ สารเคมีในขั้นตอนการกำจัดสิ่งสกปรกที่ออกมาจากแร่ตะกั่ว
พนักงานได้ทำการเลือกการตั้งค่าของสารเคมีสำหรับ DCS ตามประสบการณ์ของตัวเอง ในขั้นต้นของการวิเคราะห์แสดงให้เห็นว่าการตั้งค่าพารามิเตอร์ต่างๆในการผลิตมีความแตกต่างกันมากซึ่งขึ้นกับพนักงานแต่ละคน การปรับเปลี่ยนการตั้งค่าพารามิเตอร์ในกระบวนการผลิต การตั้งค่าของแต่ละคนมาจากการดูตามเกณฑ์ของคุณภาพแร่เงินที่อยู่ในแต่ละระดับความเข้มข้นของแร่ตะกั่วและถือเป็นปัจจัยหลักที่ทำให้ DCS สามารถทำได้ตามเป้าหมาย
ทางทีมงานใช้การวิเคราะห์การถดถอยเป็นตัวทวนสอบการค้นหาคำตอบของการศึกษาในครั้งนี้ เพราะว่าคุณภาพของแร่เงินที่ได้จากการสกัดแยกจากแร่ตะกั่วมีความสัมพันธ์กับคุณภาพของตัวสินแร่ดิบ ดังนั้นคุณภาพของแร่เงินที่จะได้จากการสกัดแยกจึงสามารถทำนายได้จากคุณภาพเริ่มต้นของสินแร่วัตถุดิบนั่นเอง แต่เมื่อทีมงานมีการศึกษาลงไปในรายละเอียดก็พบว่าเมื่อวัตถุดิบที่มีคุณภาพเดียวกันอาจจะให้แร่เงินที่มีคุณภาพต่างกันได้ ซึ่งเท่ากับว่าปัจจัยตัวนี้มีความไม่สม่ำเสมอ และการที่พนักงานใช้วิจารณญานของตนเองในการปรับแต่งพารามิเตอร์ต่างๆก็เป็นส่วนหนึ่งที่ทำให้เกิดความผันแปรในค่าผลลัพธ์ด้วย
ผลของการศึกษา
ทีมงานได้สร้างตัวแบบ DCS อันใหม่ขึ้นมาตามผลที่ได้จากการวิเคราะห์ของ Minitab และใส่ลงไปในระบบควบคุมการผลิต ตัวแบบอันใหม่นี้จะเป็นการปรับเปลี่ยนสารเคมีที่ใช้ให้เหมาะสมกับคุณภาพเริ่มต้นของแร่วัตถุดิบ เพื่อทำให้ได้คุณภาพของแร่เงินในขั้นสุดท้ายของกระบวนการผลิตที่ดีที่สุด ด้วยการใช้ประโยชน์จากตัวแบบทางสถิติแทนที่จะเป็นการใช้วิจารณญานของตัวเอง ทำให้สามารถประหยัดสารเคมีได้ถึง 12% ในแต่ละครั้งการผลิต ซึ่งเท่ากับเป็นการลดทั้งต้นทุนและของเสียของกระบวนการผลิตอีกด้วย
การวิเคราะห์ความสามรถของกระบวนการเป็นการทวนสอบว่าการปรับปรุงนั้นได้ผลจริง และ พิสูจน์ว่าเหมือง Saucito ได้ทำให้การสกัดแยกแร่เงินนั้นได้ตามเป้าหมายที่วางไว้ รวมไปถึงทำให้รายได้ของบริษัท Fresnillo เพิ่มขึ้นอีกเดือนละ 2 ล้านเหรียญ และค่าเฉลี่ยของปริมาณแร่เงินที่สกัดได้เพิ่มขึ้นจาก 87% เป็น 89% และปริมาณแร่เงินที่คุณภาพต่ำกว่าเป้าหมายลดลงเหลือ 68%
การเปรียบเทียบความสามารถของกระบวนการสกัดแยกแร่เงินของก่อนและหลังการปรับปรุงวิธีการทำงาน สรุปได้จากรายงานที่ได้จากโปรแกรมของ Minitab ที่ได้จากการทำงานของส่วน Assistant แสดงผลการวิเคราะห์ว่าเมื่อค่าเฉลี่ยของกระบวนการเปลี่ยนไปมีค่าเข้าใกล้เป้าหมายมากขึ้น รวมทั้งความผันแปรของค่าผลลัพธ์ลดลงทำให้เห็นผลการเปลี่ยนแปลงอย่างมีนัยสำคัญ
เพื่อทำให้เกิดการปรับปรุงที่ยั่งยืน จึงทำการเพิ่มส่วนการใช้ Minitab ในการใช้แผนภูมิควบคุมเพื่อควบคุมกระบวนการในการตรวจจับตัวชี้วัดที่มีความสำคัญในกระบวนการผลิตและผลผลิตสุดท้ายของกระบวนการ
แต่สิ่งที่ทีมงานได้รับจากการใช้ Minitab ในการวิเคราะห์ข้อมูลเพื่อปรับปรุงกระบวนการสกัดแยกแร่นั้น คือการประยุกต์ใช้เครื่องมือในการปรับปรุงการใช้ประโยชน์ของทรัพยากรธรรมเพื่อให้เกิดประโยชน์กับอุตสาหกรรมและมนุษย์อย่างมากมาย
Cruz กล่าวไว้อีกว่า “เราได้รับผลลัพธ์ที่ดีเกินคาด เพราะเราได้ค้นพบสิ่งใหม่ของการทำงาน มันเป็นเรื่องน่าประทับใจมากที่ได้เห็นการวิเคราะห์ข้อมูลด้วย Minitab และถือเป็นการเปลี่ยนมุมมองในการทำงานของเราอีกด้วย”
บทความต้นฉบับ : Digging Deep: Fresnillo Increases Silver Recovery with Lean Six Sigma
ต้นฉบับนำมาจาก Minitab Case Study, แปลและเรียบเรียงโดยสุวดี นำพาเจริญ,
บริหารจัดการ SCM Blog โดยชลทิชา จำรัสพร บริษัท โซลูชั่น เซ็นเตอร์ จํากัด ตัวแทน Minitab ในประเทศไทย
เพิ่มเติมเกี่ยวกับบริษัท Minitab
Minitab ช่วยให้บริษัทและองค์กรต่างๆ สามารถมองเห็นแนวโน้มของข้อมูล, แก้ปัญหาและค้นพบประเด็นสำคัญจากข้อมูลเชิงลึก โดยนำเสนอชุดโซลูชั่นที่ครอบคลุมทุกด้านและดีที่สุดสำหรับซอฟต์แวร์ในระดับเดียวกัน ที่ใช้สำหรับการวิเคราะห์ข้อมูลและการปรับปรุงกระบวนการ
ด้วยวิธีการที่เป็นเอกลักษณ์ และการนำเสนอซอฟต์แวร์และบริการแบบองค์รวม Minitab ช่วยให้องค์กรเข้าถึงกระบวนการตัดสินใจในส่วนที่ช่วยผลักดันให้เกิดความเป็นเลิศทางธุรกิจได้ดีขึ้น ความง่ายในการใช้งานที่โดดเด่นกว่าใครมีส่วนช่วยให้ Minitab สามารถทำให้การเข้าถึงข้อมูลเชิงลึกเป็นเรื่องที่ง่าย ทีมงานของ Minitab ซึ่งประกอบด้วยผู้เชี่ยวชาญทางด้านการวิเคราะห์ข้อมูลที่ได้ผ่านการอบรมมาเป็นอย่างเข้มงวด จะช่วยให้ผู้ใช้งานมั่นใจว่าจะได้รับประโยชน์สูงสุดจากการใช้งานวิเคราะห์ข้อมูลและพร้อมที่จะให้คำปรึกษาตลอดเวลาที่ใช้งานเพื่อนำไปสู่การตัดสินใจที่ดีขึ้น รวดเร็ว และแม่นยำ
เป็นเวลากว่า 50 ปีที่ Minitab ได้ช่วยองค์การต่าง ๆ เพิ่มรายได้ ควบคุมและลดต้นทุน เพิ่มคุณภาพ เสริมสร้างความพึงพอใจของลูกค้า และเพิ่มประสิทธิภาพ ธุรกิจและองค์นับหมื่นทั่วโลกใช้ Minitab Statistical Software®, Companion by Minitab®, Minitab Workspace®, Salford Predictive Modeler® and Quality Trainer® เป็นเครื่องมือช่วยในการค้นพบและปรับปรุงความบกพร่องในกระบวนการ