随着我國的人工成本越來越高、招工難、人員管理難度加大、質量要求趨嚴、減少安全事故等諸多因素，盡管進行自動化升級有前期投入成本較高的缺點，然已成為不可避免的主流趨勢。

　　産業界公認的數據是：自動化升級項目的投入産出比一般在1:4～1:6。但筆者在不同性質的企業，目睹有些自動化項目在投入使用後，易出現與生産工藝匹配欠妥故産品質量不穩定;先天故障偏多故效率低下、或維護費用高昂等諸多問題，導緻自動化項目的整體收益欠佳，甚至不少嶄新的自動化設備或産線被直接廢棄或閑置。

　　于是，如何确保自動化項目的質量、效率、投入産出比等指标符合預期要求，已成了一個無法回避的話題。

　　自動化項目的主要管理流程

　　不同的自動化項目、不同的企業，盡管很難完全相同，但自動化項目的主要流程一般會包括：項目提出與評估、預算與招投标、供方選擇與合同簽訂、設計與制造、安裝與調試、試産與驗收、使用與維護、後期管理(例如技改、封存、報廢)等。

　　可采取“網絡圖”、“甘特圖”等方式來制作自動化項目的實施計劃。

　　自動化項目的實施責任方

　　對于自動化項目數量不多的企業，從各部門抽調人員組成一個臨時項目組，是可行的。

　　對于自動化項目數量繁多、又有心長期進行自動化升級的企業，則有必要成立專門的自動化項目管理部門、或在設備管理部門内增加此職能。

　　項目提出與評估

　　因為自動化項目需要耗費精力、資金等，尤其是大中型的項目，耗費動辄數十萬元甚至更多，故宜考慮其目的為何：效率提升(包括省人、省力等);質量工藝更穩定;單位原料消耗量減少;能耗降低;安全系數增加;排污減少;節省空間等。當然，一個自動化項目可包含不止一個目的，例如自動立體倉系統既可提高物流效率、減少貨物堆積造成的壓壞壓傷，也可節省倉儲空間(倉儲場地費用)。

　　實際上，對于企業人員來說，厘清自動化項目之目的并不難。但随之而來的一個問題卻需要給予足夠的留意：在人員精力、資金有限時，往往無法将整個産品價值流全盤進行自動化升級，在此情況下，究竟在哪個環節優先實施自動化項目?

　　建議參考高德拉特的“TOC原則”(瓶頸管理，Theory of Constraints)，在整個産品價值流的瓶頸環節，優先實施自動化升級項目。依據TOC原則，隻有當在瓶頸環節提升了多少效率時，則整個價值流的效率才會提高多少。換言之，在非瓶頸環節所進行的自動化項目，雖不至于完全沒有意義，但卻錯失了“利用最少的資源，取得最大化收益”杠杆作用。若企業的流程較為複雜，無法直接準确判定瓶頸環節，則建議采用“VSM(價值流程圖，Value Steam Mapping)”、“産線平衡率”來分析與識别瓶頸環節。

　　接着需要對自動化升級項目進行進一步評估，包括：投入産出比、與現有設備的銜接性、産品工藝匹配度、可操作性、性能可靠性、維修維護便捷性、備件供應、使用壽命、法規符合性(例如排污指标、安全性)、能耗指标、售後服務等。

　　在評估投入産出比時，宜采用“LCC(全壽命周期成本，Life Cycle Cost)”方法，以免忽略該項目在使用、維護維修、能源消耗、報廢等環節的費用投入。

　　供方選擇與合同簽訂

　　自動化項目可内部自主完成、或選擇供方來完成。選擇供方時，應從供方的質量、價格、交付期、同類項目經驗、售後服務、市場口碑等方面來進行綜合考慮。

　　對于投資額度較大的自動化項目，有必要去實地考察供方已在市場上完成的同類項目，并全面觀察其在運行過程中的各類指标狀況。

　　簽訂項目合同時，因為(尤其是非标)自動化項目在投産後故障較多、投産後産品不合格率偏高等問題，故而合同應特别規定清楚：售後服務内容與方式、應提交的技術資料，例如：結構圖、原理圖、備品備件規格清單、針對所有關鍵部件的維護規範等。

　　設計與制造

　　在設計的過程中，應要求供方設法超越“自動化”、追求“自働化(Jidoka)”。所謂“自働化”，即讓設備或系統擁有人的智慧——當被加工的産品出現不良時，設備或系統能即時判斷并自動停止。追求“自働化”可達到兩個目的：一是不生産不良品(實現零缺陷);另可節省監控設備運行的看護人(實現省人化)。當然，“自働化”不僅可針對質量控制，也完全可以應用到安全、能耗、排污等方面。例如：用圍欄将機器人操作區域予以隔離，隻要打開圍欄，則機器人自動停止作業，如此可避免機器人動作對人員的傷害。

　　鑒于(尤其是非标)自動化項目的可靠性較易出現偏差，繼而在使用過程中故障停機較為頻繁，所以在設計階段，不宜任由供方隻憑經驗進行設計，而有必要要求供方實施FMEA(失效模式與後果分析)或類似方法，然後采取改進措施。必須依據合同或方案要求對設計結果進行逐一驗證。

　　對于故障停機頻次較高、損失較大、維修耗時較長的自動化設備部位，在設計階段就宜考慮如何便于将來在投産後實施“模塊化維修”模式，即利用功能正常的“模塊”替換發生故障的“模塊”，先讓自動化設備盡快恢複生産，然後再離線維修發生故障的“模塊”。

　　應參與供方對自動化項目所實施的設計與制造過程，以便令項目進度受控，且确保項目結果達到預期要求。可派出“跨部門專業小組”确認供方的設計與制造，例如：工藝質量人員确認對産品質量的影響;生産人員确認可操作性;維修人員确認設備的可靠度、維護維修便捷性等。

　　有必要時，應邀請第三方對項目制造過程(與安裝與調試、試産與驗收)予以監理。

　　安裝與調試

　　在安裝自動化設備時，應結合産品工藝流程特點和精益原則，采取科學的布局(例如連續流、U型單元線等);并采用能及時響應的物流供應方式(例如“水蜘蛛”、AGV小車等)。

　　備注：“水蜘蛛”即生産線上專門從事按照生産看闆進行物料準備、物料傳遞的人員。

　　自動化設備的安裝與調試，一般會包括基礎築造、清理和抄平、設備部件拆洗和裝配、吊裝、安裝精度的确定、安裝(含地腳螺栓與墊鐵)、灌漿等。

　　在安裝環節中，需要特别注意“設備安裝三要素”：通過找正、找平、找标高，使設備的中心線、水平性和标高達到規定的要求，以保證安裝精度。安裝精度将直接影響自動化設備在投産後的性能。

　　安裝完工後，先進行不通電檢查，例如：設備的穩固性、部件正确性、密封性(無洩漏)、接線正确性與牢靠性、接地可靠性等。此環節需要足夠的細心，否則會釀成嚴重後果。例如：若相線與零線之間沒有設置壓敏電阻，則一旦零線漏接或松動脫落、或者相線與零線接反，通電後就會容易導緻大面積的電子零部件的損壞，例如：PLC、PID(比例-積分-微分控制器)、DCS(分布式控制系統)、單相輸入伺服驅動器等。

　　接下來進行通電調試，此環節宜參考“先單點後單機、先單機後聯動、先低速後高速、先空載後仿真、先仿真後負載、先輕載後滿載、先短時後長時”的原則。

　　備注1：“單點調試”即屏蔽PLC程序,通過強制置位/複位等操作,測試所有I/O功能;

　　備注2：“仿真調試”即采用替代物進行調試，例如在自動化沖壓設備上用紙闆代替鋁箔;在清洗槽裡用清水代替酸液等。

　　自動化項目安裝與調試過程中，應注意采取措施以确保人員與财産的安全。例如：在雨季或多雷區，必須把防雷措施預備到位，以避免雷擊損壞自動化設備和控制系統、傷害人員。

　　試産與驗收

　　自動化項目應按合同規定期限進行持續試産。試産之前，應對員工與維護維修人員進行适當的訓練。

　　試産時，應對自動化項目的各項運行參數、單位時間産量、合格品率、安全隐患、故障停機、能耗等情況予以記錄，并分析其各種性能趨勢與規律，必要時采取改善措施。一般在前期設計環節，就配套相應的軟件模塊，以便将各種運行數據進行自動記錄、分析并指明改善方向。

　　應依據自動化項目在試産期所呈現的運行規律，制作有針對性的操作指導書、自主維護指導書、專業維護指導書。三類指導書均應包括安全要求。

　　試産期滿後，應依據合同要求進行驗收。因常出現資料移交不齊備而導緻後期合同雙方的糾紛，故而驗收時的資料移交，建議參考和執行《國家重大建設項目文件歸檔要求與檔案整理規範》。

　　使用與自主維護

　　(由生産操作者執行)

　　在小批量、多品種的生産狀況下，換産活動較為頻繁于是生産時間浪費較多，建議實施“快速換産”方法。

　　備注：“快速換産”即通過優化換産流程而使換産時間壓縮到十分鐘之内。主要步驟有:區分内外部設置、将内部設置轉為外部設置、壓縮内部設置時間、壓縮外部設置時間、新換産流程的标準化。

　　自動化項目的小停機普遍較為頻繁，而導緻小停機的主要原因，除了設備本身、原料質量等因素外，也與生産操作者的操作習慣、保養息息相關。因此，有必要詳細規定并由操作者實施的自主維護，含崗位清掃、崗位點檢、崗位品控、崗位維護四方面的内容及要求。例如：從外觀上，應确保自動化設備應符合“四無”要求(無灰塵、無松動、無油污、無雜物)。

　　備注：“小停機”即五分鐘之内、不需維修隻需進行調整的瞬停。

　　專業維護(由維修人員執行)

　　考慮到自動化設備的突發故障一般會造成較大損失(效率、能耗、安全隐患、質量等)，故應摒棄“不壞不修，壞了才修”的事後維修模式，而應采用預防維修模式。在維護維修策略選擇方面，建議考慮下述策略的組合：

　　一、對于分散型的單機自動化設備，若設備數量較多，則宜實施“輪保”模式，即采用時間滾動方式，輪流定期對一台或幾台設備進行專業維護、檢修;在完成所有單機設備的維護與檢修後，然後開始一個新的循環;

　　二、對于由多台設備組成的聯動自動化産線，因為其頻繁的停機維修會導緻效率損失加劇，故一般宜實施“同步維修”模式，即在維修某一故障時，同時把全線所有關鍵部位也予以檢查、維護和維修;

　　三、無論是單機還是自動化産線，除了盡量實施前文提及的“模塊化維修”模式之外，同時均應考慮實施 “視情維修”，即采用離線或在線的探測手段，随時掌握設備的狀況，以便可及時采取預防性維修。例如：油液分析、振動測試、紅外測溫儀等;若生産任務繁重而專門的維護時間不足時，則應考慮“機會維修”模式，例如：在(停機)換産時，同時實施維護、檢修。

　　四、對于維修停機将導緻較嚴重損失的自動化設備，例如某火電廠一個機組維修停機一天，就會導緻約500萬元的利潤損失，則應考慮采用“快速搶修”(通過采用“ECRSI”等方法，以縮短維修周期)。備注：“ECRSI”即“取消(Eliminate)”、“合并(Combine)”、“重排(Rearrange)”、“簡化(Simplify)”、“增加(Increase)”。

　　若企業自身的專業維修力量欠缺，則在初期設計階段，宜配備遠程維修的功能，以便自動化設備的生産廠家、或服務商可迅速開展故障診斷與維修。

　　走出自動化迷思

　　盡管我本人對自動化很有熱情，也堅信自動化是未來的主流，但我們仍需走出自動化迷思。

　　比方說：在非瓶頸實施自動化，對企業整體收益的貢獻并不大;因人們普遍對自動化設備非常信任，故而容易放松警惕，而自動化生産速度較快，于是一旦發生品質不良，就會導緻短時間内産生大量不良品(所以要盡量做到“自働化”);若生産線不平衡，于是自動化設備越高效，則産生的過程庫存就越多;至于“重技術、輕管理;重投資、輕維保”的思維，就更需要徹底戒除了。

　　結束語

　　自動化項目往往較為複雜，包含了儀表、執行機構(各類閥、液壓泵站等)、電氣設備(UPS、變頻器、軟啟動器等)、PLC(配電櫃、控制櫃、操作台等)、曆史數據站、屏顯系統、高低壓配電設備等。

　　正因自動化項目的複雜性，故有必要結合自動化項目的特點，識别、訓練、考核相關人員的技能，使之能勝任項目的要求。

　　也正因自動化項目的複雜性，故相關資料與信息，為了便于可及時查閱，宜采用“一機一袋”的方法(即某設備全壽命周期的所有資料，放在一個文件檔案袋中)。

　　若想使自動化項目符合預期的質量、效率指标、投入産出比等指标，繼而加強企業的競争力，就需要走出有關自動化的種種迷思，加強覆蓋自動化項目全過程的系統管理。