เป็นที่ทราบโดยทั่วกันว่า อาชีพวิศวกรนั้น มีบทบาทสำคัญในการสร้างสรรค์ ออกแบบ และผลิตสิ่งต่างๆมากมาย ที่เกี่ยวข้องกับผู้คน ไม่ว่าจะเป็นตึกรามบ้านช่อง ตึกสูง รถยนต์ เครื่องบิน อุปกรณ์เครื่องใช้ต่างๆ และอื่นๆอีกมากมาย ซึ่งสิ่งที่วิศวกรต้องคำนึงถึงตามมานอกจากการออกแบบเพื่อใช้งานนั้น ก็คือความปลอดภัยของผู้ใช้งาน หากไม่ได้มีการเผื่อเหตุการณ์ไม่คาดฝัน หรือเผื่อค่าต่างๆไว้ ก็อาจนำพามาซึ่งความสูญเสียอันร้ายแรงได้ วิธีการแก้ปัญหาที่กล่าวมานั่นก็คือการใช้ค่า safety factor(SF) ในการเพิ่มความปลอดภัย อาทิเช่นการนำ SF ไปคูณกับแรงที่คาดว่าต้องรับ หรือนำค่าแรงที่วัสดุทนได้ไปหาร SF เพื่อนำไปพิจารณาในการออกแบบต่างๆต่อไป สิ่งที่กล่าวมาอาจจะเป็นเพียงวิธีการคิดง่ายๆ กลับสามารถช่วยชีวิตคนนับล้าน และยืดอายุการใช้งานของสิ่งต่างๆได้เป็นพันๆเท่า แต่ถึงกระนั้น SFก็ไม่ได้ทรงพลังและมีแต่ข้อดีอย่างที่ทุกคนคิด หากจะนำไปใช้ก็ต้องมีความรู้และเข้าใจมันเป็นอย่างดีด้วย จากที่กล่าวมาข้างต้น ทุกคนก็ได้ทราบแล้วว่าค่า SF มีประโยชน์อย่างไรคร่าวๆแล้ว แต่ก็อาจจะติดใจตรงคำว่า"ยืดอายุการใช้งานของสิ่งต่างๆได้เป็นพันๆเท่า" คำถามคือ ทำไมการใช้ค่า SF ที่ส่วนมากก็จะเป็นค่าไม่ถึง 10 ด้วยซ้ำ กลับยืดอายุการใช้งานได้ขนาดนั้น ปัจจัยที่ทำให้เกิดเหตุการณ์นี้มีหลายตัวมาก แต่ปัจจัยหลักๆพวกเราชาววิศวกรก็ต้องขอนำเสนอสิ่งที่เรียกว่า Fatigue หรือความล้าของวัสดุ หากจะอธิบายโดยคร่าวๆ ก็ให้นึกภาพการนำคลิปหนีบกระดาษที่ยืดออกมาบิดไปมาเบาๆจนหัก เพราะว่าตัวคลิปหนีบกระดาษนั้นรับแรงซ้ำๆจนขาดออกจากกันได้ สิ่งนี้คือการเกิด fatigue โดยมันเกิดกับทุกอย่างตลอดเวลา และเป็นปัจจัยใหญ่นึงที่ส่งผลให้เกิดความเสียหายหลายๆอย่างขึ้น แต่สิ่งนี้สามารถแก้ไขได้ด้วยการออกแรงให้น้อยกว่าที่วัสดุรับได้ถึงระดับหนึ่ง แล้ววัสดุนั้นจะทนแรงแบบเดิมซ้ำๆได้เพิ่มขึ้นแบบทวีคูณ ซึ่งถ้าเราต้องการที่จะใช้แรงเท่าเดิม เราก็เปลี่ยนวิธีเป็นการเพิ่มวัสดุที่รับแรงให้เพิ่มขึ้นแทน ทำให้สิ่งที่เราออกแบบรับแรงได้มากขึ้นเป็น SF เท่า แต่อายุการใช้งานกลับเพิ่มขึ้นกว่านั้นหลายเท่า ยกตัวอย่างเช่นเครื่องยนต์รถที่ต้องหมุนถึงหลายพันรอบต่อนาที จึงมีเรื่องความล้าอย่างมาก และใช้ SF แก้ไขได้ หลังจากที่เรารู้ข้อดีและประโยชน์ใหญ่หลวงของ SF แล้ว ก็ย่อมมีคำถามว่า ถ้ามันดีขนาดนั้นแล้วทำไมเราถึงไม่ใช้ค่า SF ที่สูงๆตลอดเวลาล่ะ คำตอบก็คือเรื่องของค่าใช้จ่ายครับ ค่า SF ที่สูง ก็มีความหมายว่า วัสดุที่ใช้เพิ่มขึ้น น้ำหนักที่เพิ่มขึ้น การออกแบบที่ยากขึ้น เชื้อเพลิงที่ใช้มากขึ้น รวมๆแล้วก็เป็นค่าใช้จ่ายมหาศาลที่ต้องแลกมา ดังนั้นแล้ว การออกแบบสิ่งใดก็ตามก็ต้องตั้งค่า SF ให้เหมาะสมกับการใช้งาน เช่น เครื่องบิน ที่บรรทุกผู้คนเป็นร้อย ทุกคนคงคิดว่าค่า SF คงเยอะมากเป็น 3-5 เท่าแน่ๆ แต่ความจริงแล้วคือประมาณแค่ 1.5-2 ซึ่งน้อยกว่ารถยนต์ด้วยซ้ำ นั่นเป็นเพราะเมื่อพิจารณาแล้ว เครื่องบินกินน้ำมันสูงมาก จึงต้องคำนึงถึงการประหยัดน้ำมัน รวมทั้งการใช้งานเครื่องบินนั้นอยู่บนอากาศ การรับแรงไม่ได้เยอะเท่าเครื่องจักรที่รับแรงมากจากการสัมผัสและกระทบ ทำให้ค่า SF ตามที่กล่าวมาเพียงพอ ตัวเครื่องบินจึงเบาลง น้ำมันที่ต้องใช้ก็ลดลงไปด้วย (ถึงค่าความปลอดภัยจะน้อย แต่ก็ผ่านการคิดคำนวณและออกแบบมาอย่างดี ดังนั้นขอให้ขึ้นเครื่องบินอย่างสบายใจได้ครับ) อีกตัวอย่างคือตึกต่างๆในไทยและญี่ปุ่น ที่มีค่า SF แตกต่างกัน ของไทยไม่ได้เจอภัยธรรมชาติมากจึงใช้ค่าปรกติ ในขณะที่ญี่ปุ่น ต้องใช้ค่าเป็น 3-5 เท่า เพื่อกันแผ่นดินไหวและสึนามิ แต่ก็ต้องก่อสร้างในราคาที่สูงขึ้น แสดงให้เห็นถึงการนำค่าSFมาใช้ให้เหมาะสมกับงานครับ สุดท้ายนี้ ก็อยากจะให้ทุกคนนำเรื่อง Safety Factor ไปประยุกต์ใช้งานกับชีวิตประจำวันนะครับ ไม่ว่าจะเป็นเรื่องง่ายๆ เช่น การเผื่อค่าใช้จ่าย อย่างประสบการณ์ที่ผมเคยเจอมากับตัว คือการที่ผมไปเที่ยวกับเพื่อนๆต่างจังหวัด แล้วคำนวณเงินไว้ในหัวคร่าวๆไว้แล้ว แต่ก็นำค่า SF เผื่อค่าเอาไว้ เตรียมเงินเพิ่มอีก 10% ของที่คิดไว้ ปรากฏว่าในทริปเกิดความเสียหายกับทรัพย์สินที่พัก ทำให้เงินที่นำไปนั้นสามารถช่วยเหลือเพื่อนๆที่ไม่ได้พกเงินสำรองไว้ได้ หรือว่าจะเป็นการทำงาน คิดไว้ว่าจะทำเสร็จใน 2 วัน แต่ก็เผื่อไว้ราวๆ 3-4 วันก่อนเดดไลน์ ในกรณีที่ทำผิด หรือถูกตีกลับ ผมเองก็เคยประสบมาเองเช่นกัน ขอให้คำนึงว่า การเผื่ออะไรไว้ อาจจะมีข้อดีอะไรซ่อนอยู่อย่างคาดไม่ถึง แต่ก็ต้องพิจารณากับความเหมาะสม และผลที่ตามมาด้วย เหมือนกับบทความที่ผมกล่าวไว้ข้างต้นนะครับ ขอบคุณครับขอบคุณรูปภาพภาพปก โดย Pixabay จาก Pexelsภาพที่ 1 โดย Cameron Casey จาก pexels.comภาพที่ 2 โดย Pixabay จาก pexels.comภาพที่ 3 โดย Pixabay จาก pexels.comภาพที่ 4 โดย cottonbro จาก pexels.comขอบคุณข้อมูล จากSafety Factor — Accendo ReliabilityCar Safety Factor - What is Critical for Safety? - Joel BaskinSUMMARY OF SAFETY CRITERIA IN DESIGN (researchgate.net)Structural Safety Measures for Airplanes (researchgate.net)อัปเดตข่าวสาร และแหล่งเรียนรู้หลากหลายแบบไม่ตกเทรนด์ บน App TrueID โหลดเลย ฟรี !