มีผู้คนหลายหมื่นคนขับรถข้ามสะพานคอสต้าริค้าทุกวัน โดยไม่ได้คิดว่าสะพานนี้อันตรายหรือไม่ ความไว้วางใจในการใช้สาธารณูปโภคมาจากความสำเร็จในการตรวจติดตามความปลอดภัย (Safety)และความเชื่อถือได้ (Reliability) ของรัฐบาล แต่รัฐบาลทำการตัดสินใจอย่างไรในการจัดสรรทรัพยากรที่มีจำกัดมาทำการบำรุงรักษาสะพานเพื่อยังทำให้มันปลอดภัย
อาจารย์และนักศึกษาจาก Costa Rica Institute of Technology (TEC) ที่ทำโครงการ eBridge นี้ ได้ทำการเก็บและวิเคราะห์ข้อมูลจากสะพานจำนวนมากเพื่อนำมาสร้างระบบประเมินสะพาน เป้าหมายของพวกเขาคือ ทำอย่างไรก็ได้ให้รัฐบาลสามารถทำการตัดสินใจได้รวดเร็วและง่ายขึ้นที่จะซ่อมสะพานหรือไม่ ซึ่งระบบดังกล่าวมาจากการวิเคราะห์ข้อมูลจำนวนมาก
ในสะพานหลักหนึ่งที่ใช้ในการวิเคราะห์ข้อมูลด้วย Minitab ช่วยทำให้รัฐบาลสามารถเข้าซ่อมสะพานได้ก่อนที่จะมีเหตุวิกฤตเกิดขึ้น ตอนนี้ทีมงานของโครงการทำการปรับระบบการตรวจติดตาม ด้วยการตรวจติดตามเก็บข้อมูลจากสะพานที่เลือกเป็นสิ่งตัวอย่าง และประเมินความเชื่อถือได้ และหาข้อสรุปในสิ่งที่พวกเขาวิเคราะห์พบ
สิ่งที่ท้าทาย
สะพานที่ข้ามผ่านแม่น้ำ Purires ใน Cartago, Costa Rica สะพานนี้รับน้ำหนักรถที่วิ่งผ่านได้วันละ 11,318 คัน เนื่องด้วยทรัพยากรในการซ่อมบำรุงทั่วทั้งประเทศที่มีจำกัดในแต่ละปี รัฐบาลจำเป็นที่จะต้องตัดสินใจว่าสะพานนั้นจะต้องทำการซ่อมแซมในทันทีเลย หรือสามารถรอไปซ่อมแซมในปีต่อๆไปได้
รัฐบาลตัดสินใจเริ่มทำการซ่อมแซมสะพานที่ข้ามผ่านแม่น้ำ Purires (ภาพด้านบน) โยอาศัยข้อมูลที่ได้จากนักศึกษาในการหาจุด Stress ที่เกิดขึ้นบนสะพาน
ทีมงานจากโครงการ eBridge ทำการติดตั้งเซนเซอร์ (sensors) ใต้สะพานเพื่อตรวจวัดการเคลื่อนไหว และ การสั่นสะเทือน (Vibration) ของโครงสร้างเหล็ก (Steel) และ คอนกรีต (Concrete) ในขณะที่มียานยนต์วิ่งผ่าน พวกเขาทำการเก็บข้อมูลจากจุดติดตั้งกว่า 90,000 จุด เพื่อใช้ในการวิเคราะห์และทำนายความเชื่อถือได้ของสะพานและเพื่อหาค่า Stress ที่เกิดขึ้นบนสะพานว่ามีค่าเท่าใดและค่าสูงสุดเท่าไหร่
งานที่ทำจะมีหลายขั้นตอน และต้องใช้กลวิธีทางสถิติร่วมด้วย พวกเขาจำเป็นต้องทำการพัฒนาตัวแบบทางคณิตศาสตร์เพื่อแสดงค่าสมรรถนะของสะพาน (Bridge’s performance) ตามข้อมูลที่ได้เก็บมา จากนั้นทำการวิเคราะห์และจำลองเพื่อทำนายว่าสะพานนั้นจะมีสมรรถนะอย่างไรในแต่ละสถานการณ์ที่แตกต่างกัน
Minitab ช่วยอย่างไร
ทีมงานใช้ Minitab เพื่อทำการวิเคราะห์อนุกรมเวลา (Time Series) จากข้อมูลที่ติดตั้งตัวเซนเซอร์ไว้ เพื่อดูว่าโครงสร้างเหล็กและคอนกรีตนั้นจะรองรับน้ำหนักอย่างไรเมื่อมีการจราจรเกิดขึ้นที่เวลาผ่านไป Federica Picado นักวิจัยในโครงการ eBridge กล่าวว่า “ด้วย Minitab เราสามารถเห็นค่า Outliers และ หาจุด Stress ที่เกิดได้ง่ายขึ้น” Federica Picado นักวิจัยในโครงการ eBridge
ทีมงานยังใช้การจำลองแบบ Monte Carlo เพื่อช่วยทำการวิเคราะห์สะพาน วิธีนี้จะทำการสร้างข้อมูลชุดหนึ่งขึ้นมาจากพารามิเตอร์ที่รู้ค่าและสมการที่สามารถอธิบายความสัมพันธ์ระหว่างตัวแปรต่างๆ ที่ทำให้นักวิจัยสามารถทำนายผลลัพธ์ที่จำลองสถานการณ์ต่างๆขึ้นมา ซึ่งถ้าในชีวิตจริงการเก็บข้อมูลแบบนี้อาจไม่สามารถทำได้ หรือ เสียค่าใช้จ่ายจำนวนมาก
ในการใช้ข้อมูลที่เก็บได้จากตัวเซนเซอร์ รวมถึงข้อมูลที่ได้จากคุณสมบัติของโครงสร้างของสะพาน ทางทีมงาน eBridge ได้จำลองตัวแบบด้วย Minitab โดยทำการจำลองค่า load และ ค่า resistance ที่จะทำให้เกิดค่า strain จากการใช้เส้นทางจราจรบนสะพานเหมือนกับข้อมูลที่เก็บได้จากตัวเซนเซอร์ จากจุดนี้พวกเขาจะทำการวิเคราะห์ความเชื่อถือได้ เพื่อทำนายค่าความเชื่อถือได้ เพื่อดูว่าจะมีโอกาสที่สะพานจะพังเสียหายเท่าไหร่ การวิเคราะห์ความเชื่อถือได้จะมีความแม่นยำมากน้อยเพียงใดขึ้นกับการเลือกการแจกแจงของข้อมูลนั้นถูกต้องเพียงใด และ Minitab ก็ช่วยทำให้สิ่งเหล่านี้เป็นเรื่องที่ง่ายขึ้น ท้ายที่สุดทีมงานได้กำหนดให้ข้อมูลมีการแจกแจงแบบปกติ (Normal Distribution)
ทีมงานใช้ผลลัพธ์เพื่อทำการเริ่มต้นวิเคราะห์ความเชื่อถือได้ และสร้างข้อมูลที่มีการแจกแจงแบบปกติของแบบจำลองสถานการณ์การจราจรของสะพานที่สอง และทำการวิเคราะห์ความเชื่อถือได้อีกครั้งหนึ่ง จากนั้นพวกเขาทำการเปรียบเทียบผลลัพธ์ของทั้ง 2 สถานการณ์ เพื่อดูว่าค่า load และ ค่า resistance ที่จำลองขึ้นมานั้นมีค่าเกินกว่าความสามารถในการรองรับของสะพานแล้วยังมีความปลอดภัยหรือไม่
If the bridge’s capacity was greater than the predicated stressors, the reliability index would be high enough that the bridge could be considered safe. If the reliability index was low, international safety codes could be used to make an immediate determination about the use and maintenance of the bridge.
หากการรับ load ของสะพานมากกว่าค่า stress ที่คาดการณ์ ดัชนีความน่าเชื่อถือสูงพอที่จะถือว่าสะพานนี้ปลอดภัย หากดัชนีความน่าเชื่อถือต่ำ สามารถใช้รหัสความปลอดภัยสากลเพื่อกำหนดทันทีเกี่ยวกับการใช้และการบำรุงรักษาสะพาน
ผลลัพธ์
ทีมงานที่ทำการวิเคราะห์พบว่าตัวดัชนีชี้วัดความเชื่อถือได้ของสะพานที่ข้ามแม่น้ำ Purires มีค่าต่ำ ความสามารถของโครงสร้างเหล็กและคอนกรีตของสะพานมีค่าไม่แข็งแรงและเพียงพอที่จะรับน้ำหนักตามที่คิดว่าจะเกิดขึ้นจากการสัญจรทุกวัน และความเสี่ยงของสะพานก็ไม่อยู่ในเกณฑ์ที่สามารถรอการซ่อมแซมได้ เมื่อนำผลประเมินเทียบเคียงกับมาตรฐานสากล สะพานนี้ไม่อยู่ในเกณฑ์ความปลอดภัย รัฐบาล Costa Rica จึงใช้ผลการศึกษานี้เพื่อทำการวางแผนการซ่อมแซมสะพาน
“ในการศึกษาของเราด้วย Minitab ช่วยทำให้เราสามารถสรุปได้ว่า รถบรรทุกที่ข้ามสะพานนี้เป็นเหตุที่ทำให้วัสดุเกิดการเปลี่ยนรูป” Picado ยังเสริมอีกว่า จริงๆแล้วในระยะเวลา 2 เดือนที่ทำการศึกษาสะพานพบว่าคานเหล็ก (Steel Beam) หนึ่งของสะพานเกิดพังลงมา “ยังโชคดีที่ไม่มีใครได้รับบาดเจ็บ เราดีใจที่รู้ว่าการทำนายของเรานั้นแม่นยำ และรัฐบาลได้ตัดสินใจเข้ามาทำการซ่อมแซมทันทีเมื่อพวกเราแสดงให้เห็นว่าสะพานนี้ไม่ปลอดภัยแล้ว”
ในการซ่อมแซมสะพานที่ข้ามแม่น้ำ Purires ยังคงดำเนินอยู่ โครงการ eBridge จะใช้วิธีการศึกษาแบบเดียวกันนี้กับสะพานอื่นที่มีใน Costa Rica เพื่อทำการประเมินด้วยวิธี Monte Carlo เพื่อวิเคราะห์ความเชื่อถือได้ เพื่อทำนายความเสียหายที่อาจจะเกิดขึ้นเพื่อทำให้ประชาชนของ Costa Rica มั่นใจในความปลอดภัย และลดค่าใช้จ่ายในการซ่อมแซมด้วยการทำนายสิ่งคุกคามทางด้านความปลอดภัย (Safety hazards) ก่อนที่มันจะเกิดขึ้น
บทความต้นฉบับ : On the Safe Side: Costa Rica Institute of Technology Helps Ensure Bridge Safety with Minitab
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