อยากรู้ : ผลิตอาหารสัตว์ ทำยังไง? (3)

อยากรู้ :  ผลิตอาหารสัตว์  ทำยังไง? (3)

Series : Easy Production - Thailand 4.0

เกริ่นนำ : บทความเหล่านี้เขียนขึ้นเพื่อเล่าเรื่องการผลิตในอุตสาหกรรมต่างๆ รอบตัวเราแบบเข้าใจได้ง่ายๆ สำหรับผู้ที่อยากเรียนรู้โลกกว้าง สอดรับกับนโยบายไทยแลนด์ 4.0 โดยใช้ประสบการณ์ของผู้เขียน มาถ่ายทอดโดยใช้การเล่าเรื่อง ภาษาที่ใช้ก็อาจจะบ้านๆ หน่อย เพื่อเข้าใจได้ง่าย  เนื้อหาจะแบ่งเป็นหลายตอน ผู้อ่านสามารถเลือกเฉพาะบทความที่สนใจได้

          ความเดิมจากตอนที่แล้ว กล่าวถึงกระบวนการในการผลิตอาหารสัตว์ ต้องประกอบด้วยสูตรการผลิต ที่บอกว่าใช้วัตถุดิบอะไรเป็นจำนวนเท่าไหร่ และต้องผ่านขั้นตอนที่ใช้เครื่องจักรต่างๆ สำหรับบทความนี้ เล่าถึงวิธีคำนวณเพื่อผลิตสินค้าให้มีความคุ้มค่าที่สุด จากวัตถุดิบที่เรามีอยู่จำกัด  และได้จำนวนผลผลิตที่ต้องการ ผมกำลังพูดถึงการทำ Optimization

        ถ้าเป็น 10 ปีที่แล้ว ศาสตร์ในเรื่อง Optimization ที่พูดถึงการจัดการสิ่งของที่มีอยู่อย่างจำกัด ให้เกิดความคุ้มค่าที่สุด จะยังไม่แพร่หลายในเมืองไทย พูดง่ายๆ ไม่ค่อยมีใครพูดถึง เป็นเพราะ กว่าจะได้คำตอบซักเรื่อง ต้องมีทฤษฎีเยอะ คำนวณแยะ ดูแล้วน่าปวดหัว และซอพท์แวร์ที่ใช้ก็มีราคาแพง  แต่มาระยะหลัง ไมโครซอพท์จัดให้เอง เรียก tool ตัวนี้ว่า Solver เป็นติ่งนึง ในเอ็กเซลครับ ปัจจุบันมีหนังสือทยอยออกมาแล้วครับ ใครสนใจก็ซื้อหามาศึกษากัน  และบทความนี้ ใช้ Solver เป็นตัวอย่างในการหาจุดเหมาะสม

         การทำ Optimization เริ่มจากการกำหนดโมเดล ที่มีองค์ประกอบหลัก 3 ส่วน คือ

-       วัตถุประสงค์ที่ต้องการ (Objective)  เช่น ต้องการค่าสูงสุด หรือค่าต่ำสุด

ค่าสูงสุด เช่น กำไรสูงสุด , ค่าต่ำสุด เช่น ต้นทุนต่ำสุด

-       เงื่อนไข (Constraint) ข้อมูลส่วนใหญ่ที่เรานำมาคำนวณจะเป็น Hard constraint เช่น วัตถุดิบที่จำกัด หรือ กำลังการผลิตที่จำกัด แต่สามารถปรับ constraint เหล่านี้ให้เป็น Soft constraint ได้ เพื่อให้ผู้ใช้งานได้ปรับแต่งได้

-       ตัวแปร (Variable) คือสิ่งที่เราต้องการหาคำตอบ เพื่อบรรลุวัตถุประสงค์ที่ต้องการ

        จำลองโมเดลการผลิตอาหารสัตว์ โดย map เข้ากับองค์ประกอบหลัก 3 ส่วน

-       Objective : คือต้องการผลิตโดยมีกำไรสูงสุด

-       Constraint : คือวัตถุดิบที่มีอย่างจำกัด, เปอร์เซนต์ของวัตถุดิบที่ใช้, จำนวนที่                 ต้องการผลิต,

-       Variable : คือจำนวนวัตถุดิบแต่ละชนิด ที่เกิดจากการคำนวณ เพื่อให้ได้กำไร              สูงสุด

       ข้อมูลเบื้องต้นสำหรับใช้ในการคำนวณ สำหรับโจทย์ ที่ต้องการผลิตอาหารสัตว์ 2 ชนิด โดยใช้วัตถุดิบร่วมกัน 3 ชนิด

1.    สัดส่วนเปอร์เซนต์ของวัตถุดิบในอาหารแต่ละชนิด ได้มาจาก BOM การผลิต

                                              

2.    ราคาต้นทุนของวัตถุดิบแต่ละชนิด              

3.    ราคาขายอาหารสำเร็จรูปแต่ละชนิด 

4.    Stock คงเหลือของวัตถุดิบทั้ง 3 ชนิด ณ วันปัจจุบัน                        

              

  

            เขียนรูปแบบได้ ดังนี้

                   

                     

             และนำมาเขียนในรูปสมการ เพื่อลงในตาราง excel ได้ดังรูป

             

   

 

ตัวแปรตัดสินใจคืออะไร

-       คือค่าของวัตถุดิบแต่ละชนิด ที่ใช้ในการผลิตสินค้าแต่ละชนิด

ผลลัพธ์คืออะไร

-       คือค่าที่โปรแกรมคำนวณให้ เมื่อสั่ง run program

       สัมประสิทธิ์คืออะไร

-       คือค่าที่คำนวณจาก มูลค่าขายของสินค้า หักด้วย มูลค่าต้นทุนวัตถุดิบ

 สัมประสิทธิ์ เกิดจาก

Max 2.9(R1A+R2X+R3A)+ 3(R1B+R2B+R3B) – 2.5(R1A+R1B) – 2.6(R2A+R2B) – 2.84(R3A+R3B)

Max 0.4R1A + 0.3R2A + 0.06R3A + 0.5R1B + 0.4R2B + 0.16R3B  

  

      กำไรสูงสุดคืออะไร

-        คือค่า Max ที่เกิดจากการคำนวณตามสมการด้านบน

       ค่าที่เหลือ คืออะไร

-       ค่าที่เหลือ คือค่าที่เกิดจากการสร้างสมการและนำไปแทนที่ในตาราง เช่น

เงื่อนไขที่ให้ใช้วัตถุดิบที่ 1 สำหรับอาหารชนิดที่ 1 ต้องมากกว่า 30%

แทนด้วยสมการคือ R1A > 0.3 (R1A + R2A + R3A) 

             à 0.7R1A – 0.3R2A – 0.3R3A > 0

และนำค่าสัมประสิทธิ์ของสมการไปแทนลงในตาราง

  

       ค่ากำหนด และค่าคำนวณคืออะไร

-       คือค่าที่เอาไว้ใช้กำหนดเป็น constraint สำหรับการคำนวณ เช่นบรรทัดที่ 21

ค่ากำหนด ($J$21) คือวัตถุดิบมีเพียง 5000 kg

ดังนั้น ผลการคำนวณ ($I$21) ต้องมีการใช้ไม่เกิน และเขียนใน constraint ได้ดังรูป

      เมื่อสั่งคำนวณ ได้ผลลัพธ์ดังรูป

     

        

สำหรับการผลิตอาหารครั้งนี้ สรุปได้ดังนี้  

ผลิตอาหาร A 10000 Kg โดยใช้ ปลาป่น 4000 Kg, มันเส้น 4000 Kg, กากถั่ว 2000 Kg

ผลิตอาหาร B 4000 Kg โดยใช้ ปลาป่น 1000 Kg, มันเส้น 1800 Kg, กากถั่ว 1200 Kg

และมีกำไรสูงสุด 4332 บาท

           สำหรับการทำ optimization โดยใช้ solver สามารถนำไปใช้ประโยชน์ได้อีกมาก เช่น การจัดเส้นทางขนส่ง การวางแผนผลิต การตัดชิ้นงาน การกำหนดลำดับความสำคัญของการผลิต การคำนวณหลายวัตถุประสงค์ และอื่นๆ ซึ่งผมขอนำเสนอในโอกาสต่อไป

สำหรับผู้ที่สนใจบทความนี้ สามารถติดตามจาก

https://www.facebook.com/ConsultChorn
https://consultchorn.blogspot.com/

ผมจะนำเสนอบทความที่เกี่ยวข้องกับการผลิตสินค้าในแต่ละอุตสาหกรรม ที่ได้ไปมีส่วนออกแบบระบบจัดการข้อมูลการผลิต มาแบ่งปันให้ท่านที่สนใจ ได้ศึกษาและนำไปประกอบการทำงานในอนาคตครับ