โมดูล 3/5 · สัปดาห์ 7–9 · 27 ชม.

ทางเลือกและความเป็นไปได้

UAT 493 โครงงานเทคโนโลยีระบบอากาศยานไร้คนขับและระบบอัตโนมัติ 1

เวลาเรียนประมาณ 90 นาทีร่าง รอตรวจปรับปรุงล่าสุด 27 กันยายน 2569

เมื่อเรียนจบโมดูลนี้ ผู้เรียนจะสามารถ

สร้างแนวคิดทางเลือกหลายแบบที่ต่างกันจริง ไม่ใช่รุ่นย่อยของแนวคิดเดียว
ใช้ Pugh matrix เปรียบเทียบแนวคิดกับแนวคิดอ้างอิงและวนรอบปรับแนวคิด
คัดแนวคิดผ่านด่านความเป็นไปได้ด้านเทคนิค กฎหมาย ต้นทุน เวลา และความปลอดภัย
เขียนเหตุผลของการเลือกแนวคิดที่ตรวจย้อนกลับถึงข้อกำหนดได้

ความรู้พื้นฐานที่ควรมี: UAT 493 โมดูล 1–2 · UAT 316 (ความเป็นไปได้และต้นทุนตลอดอายุ)

ทำไมต้องรู้

ทีมส่วนใหญ่ตัดสินใจเลือกแนวคิดตั้งแต่วันแรก แล้วใช้เวลาที่เหลือหาเหตุผลมาสนับสนุน การเปรียบเทียบทางเลือกอย่างเป็นระบบบังคับให้ถามว่ามีทางที่ดีกว่าไหม และบันทึกไว้ว่าทำไมจึงเลือก ซึ่งกรรมการสอบโครงงานจะถามเสมอ วิชา UAT 316 สอนการวิเคราะห์ต้นทุนและตารางถ่วงน้ำหนักแล้ว บทนี้ใช้เครื่องมือที่เหมาะกับขั้นแนวคิดซึ่งข้อมูลยังไม่ละเอียด คือ Pugh matrix

สร้างทางเลือกที่ต่างกันจริง

สำหรับปัญหาตรวจคันคลอง ทีมร่างแนวคิดสี่แบบ

A (อ้างอิง) โดรนหลายใบพัด บังคับด้วยมือ ตรวจภาพด้วยคน
B โดรนหลายใบพัด บินอัตโนมัติตาม waypoint และใช้ AI หาจุดชำรุด
C โดรน VTOL บินอัตโนมัติไกลกว่า ตรวจภาพด้วยคน
D กล้องติดตั้งประจำตามแนวคลอง

แนวคิด D ไม่ใช่โดรนเลย การมีทางเลือกที่ต่างแนวช่วยตรวจว่าโดรนเป็นคำตอบที่เหมาะจริงหรือไม่

Pugh matrix

Pugh concept selection (Pugh, 1991) เทียบแต่ละแนวคิดกับ แนวคิดอ้างอิง (datum) ทีละเกณฑ์ ดีกว่าให้ + แย่กว่าให้ − เท่ากันให้ S เหมาะกับขั้นแนวคิดเพราะไม่ต้องใช้ตัวเลขละเอียดที่ยังไม่มี

ตัวอย่างที่ 1 เทียบแนวคิด B, C และ D กับ A

criteria = ["survey time", "detection quality", "covers all 2 km", "cost", "ease of permission",
            "weather tolerance", "skill needed", "safety"]
scores = {  # +1 ดีกว่า A, 0 เท่ากัน, -1 แย่กว่า
    "B": [1, 1, 0, -1, 0, 0, 1, 1],
    "C": [1, 0, 0, -1, -1, 1, 0, 0],
    "D": [1, -1, -1, -1, 1, 1, 1, 1],
}
for name, s in scores.items():
    plus, minus = s.count(1), s.count(-1)
    weak = [c for c, v in zip(criteria, s) if v < 0]
    print(f"{name}: +{plus} -{minus} net {plus - minus:+d}  weaknesses: {', '.join(weak)}")

B: +4 -1 net +3  weaknesses: cost
C: +2 -2 net +0  weaknesses: cost, ease of permission
D: +5 -3 net +2  weaknesses: detection quality, covers all 2 km, cost

B ได้คะแนนสุทธิสูงสุด แต่ Pugh matrix ไม่ได้มีไว้หาผู้ชนะจากผลรวม ให้ดูที่จุดอ่อนแต่ละข้อ D ครอบคลุมแนวคลองไม่ได้ทั้ง 2 km ซึ่งเป็นข้อกำหนด Must จึงตกไป แม้คะแนนรวมไม่ต่ำ ส่วน B อ่อนเรื่องต้นทุน ทีมอาจลดต้นทุนด้วยการใช้โมเดล AI ที่รันบนสถานีภาคพื้นหลังบิน แล้วประเมินรอบใหม่โดยใช้ B เป็นแนวคิดอ้างอิง Pugh แนะนำให้ทำแบบนี้วนหลายรอบจนแนวคิดดีขึ้น

ตาราง Pugh แปดเกณฑ์ คอลัมน์ A อ้างอิงเป็น S ทั้งหมด คอลัมน์ B C D แสดงบวกสีเขียว ลบสีชมพู และ S สีเทา แถวล่างผลรวมสุทธิ B บวก 3 C ศูนย์ D บวก 2 — ภาพที่ 1 Pugh matrix ของสามแนวคิดเทียบแนวคิดอ้างอิง

ด่านคัดความเป็นไปได้

แนวคิดที่ดีบนกระดาษอาจทำไม่ได้จริง ให้ผ่านด่านทีละด่าน ไม่ผ่านด่านใดต้องปรับหรือตัดออก

ห้าด่านเรียงจากซ้ายไปขวา เทคนิค กฎหมาย ต้นทุน เวลา และความปลอดภัย ด่านแคบลงเรื่อย ๆ ปลายทางคือผ่าน ด้านล่างเขียนว่าไม่ผ่านด่านใดด่านหนึ่งให้ปรับแนวคิดหรือตัดออก — ภาพที่ 2 ด่านคัดความเป็นไปได้ของแนวคิด

เทคนิค เทคโนโลยีพร้อมระดับใด (TRL) และทีมทำได้ในหนึ่งปีการศึกษาหรือไม่
กฎหมาย บินได้ภายใต้เงื่อนไขทั่วไป หรือต้องขออนุญาตแบบ Specific (ดู UAT 313 และแนวปฏิบัติ PDRA ของ กพท.)
ต้นทุน อยู่ในงบของโครงงาน (วิธีคำนวณต้นทุนตลอดอายุดู UAT 316)
เวลา ส่งมอบทันภาคการศึกษาถัดไป
ความปลอดภัย ความเสี่ยงต่อคนและทรัพย์สินจัดการได้

ปฏิบัติการประจำโมดูล

ชิ้นงานโครงงาน: การศึกษาทางเลือก

ระดมความคิดแนวคิดอย่างน้อยสี่แบบที่ต่างกันจริง รวมอย่างน้อยหนึ่งแบบที่ไม่ใช่โดรน
เลือกเกณฑ์ 6–10 ข้อจากข้อกำหนดในโมดูล 2 แล้วทำ Pugh matrix ด้วยโค้ดตัวอย่างที่ 1
ปรับแนวคิดที่ดีที่สุดเพื่อแก้จุดอ่อน แล้วทำ Pugh รอบที่สองโดยใช้แนวคิดนั้นเป็นแนวคิดอ้างอิง
ผ่านแนวคิดสุดท้ายเข้าด่านความเป็นไปได้ทั้งห้า บันทึกหลักฐานของแต่ละด่าน
เขียนเหตุผลการเลือกหนึ่งหน้า ที่อ้างถึงข้อกำหนดทุกข้อที่เกี่ยวข้อง

ข้อผิดพลาดที่พบบ่อย

ระวัง

ทางเลือกทุกแบบเป็นแนวคิดเดิมที่ต่างแค่รายละเอียด
เลือกผู้ชนะจากคะแนนรวม โดยไม่ดูจุดอ่อนที่ขัดกับข้อกำหนด Must
ทำ Pugh รอบเดียว แล้วหยุด
ใช้เกณฑ์ที่ไม่เชื่อมกับข้อกำหนด
ข้ามด่านกฎหมาย จนถึงวันจะบินทดสอบ

สรุป

สร้างทางเลือกที่ต่างกันจริง รวมทางเลือกที่ไม่ใช่โดรน
Pugh matrix เทียบกับแนวคิดอ้างอิงด้วย + − S ใช้หาจุดอ่อนและปรับแนวคิดหลายรอบ
แนวคิดต้องผ่านด่านเทคนิค กฎหมาย ต้นทุน เวลา และความปลอดภัย
เหตุผลการเลือกต้องตรวจย้อนกลับถึงข้อกำหนดได้

แบบฝึกตรวจความเข้าใจ

แนวคิดหนึ่งได้ + ห้าข้อ − สองข้อ คะแนนสุทธิเท่าใด
ใน Pugh matrix แนวคิดอ้างอิงได้ค่าอะไรในทุกเกณฑ์
ทำไมแนวคิด D จึงตกไปแม้คะแนนสุทธิเป็นบวก
หลังปรับแนวคิดแล้ว Pugh แนะนำให้ทำอะไร
ด่านใดตรวจว่าต้องขออนุญาตบินแบบ Specific หรือไม่

เฉลย

$5 - 2 = + 3$
S (เท่ากัน)
ครอบคลุมแนวคลองไม่ได้ทั้ง 2 km ซึ่งเป็นข้อกำหนด Must
ประเมินรอบใหม่โดยใช้แนวคิดที่ปรับแล้วเป็นแนวคิดอ้างอิง
ด่านกฎหมาย

สรุปสูตรสำคัญ

คะแนนสุทธิของ Pugh

net = # (+) - # (-)

แหล่งอ้างอิงหลัก

Pugh, S. (1991). Total design: Integrated methods for successful product engineering. Addison-Wesley. link
Dym, C. L., Little, P., & Orwin, E. J. (2013). Engineering design: A project-based introduction (4th ed.). Wiley. link
National Aeronautics and Space Administration. (2016). NASA systems engineering handbook (NASA/SP-2016-6105 Rev 2). link
National Aeronautics and Space Administration. (2023). Technology readiness levels. link
สำนักงานการบินพลเรือนแห่งประเทศไทย. (2568). แนวปฏิบัติในการขอปฏิบัติการบินอากาศยานซึ่งไม่มีนักบินโดยใช้การประเมินความเสี่ยงที่เป็นไปตามเงื่อนไขที่กำหนดสำหรับการบินเกินกว่าระยะสายตา (CAAT-GM-UAS-PDRA101 ปรับปรุงครั้งที่ 00). link