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自动化项目的管理流程与要点

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随着我国的人工成本越来越高、招工难、人员管理难度加大、质量要求趋严、减少安全事故

等诸多因素，尽管进行自动化升级有前期投入成本较高的缺点，然已成为不可避免的主流趋

势。

业界公认的数据是：自动化升级项目的投入产出比一般在 1:4～1:6。但笔者在不同性质的

企业,目睹有些自动化项目在投入使用后,易出现与生产工艺匹配欠妥故产品质量不稳定；先

天故障偏多故效率低下、或维护费用高昂等诸多问题，导致自动化项目的整体收益欠佳，甚

至不少崭新的自动化设备或产线被直接废弃或闲置。

　　于是，如何确保自动化项目的质量、效率、投入产出比等指标符合预期要求，已成了一

个无法回避的话题。

　　自动化项目的主要管理流程

　　不同的自动化项目、不同的企业,尽管很难完全相同，但自动化项目的主要流程一般会

包括：项目提出与评估、预算与招投标、供方选择与合同签订、设计与制造、安装与调试、

试产与验收、使用与维护、后期管理(例如技改、封存、报废)等。

　　可采取“网络图”、“甘特图”等方式来制作自动化项目的实施计划。

　　自动化项目的实施责任方

　　对于自动化项目数量不多的企业，从各部门抽调人员组成一个临时项目组，是可行的。

　　对于自动化项目数量繁多、又有心长期进行自动化升级的企业，则有必要成立专门的自

动化项目管理部门、或在设备管理部门内增加此职能。

　　项目提出与评估

　　因为自动化项目需要耗费精力、资金等，尤其是大中型的项目，耗费动辄数十万元甚至

更多，故宜考虑其目的为何：效率提升（包括省人、省力等）；质量工艺更稳定；单位原料

消耗量减少;能耗降低;安全系数增加;排污减少；节省空间等.当然,一个自动化项目可包含

不止一个目的，例如自动立体仓系统既可提高物流效率、减少货物堆积造成的压坏压伤,也

可节省仓储空间（仓储场地费用）。

　　实际上,对于企业人员来说，厘清自动化项目之目的并不难.但随之而来的一个问题却需

要给予足够的留意：在人员精力、资金有限时,往往无法将整个产品价值流全盘进行自动化

升级,在此情况下，究竟在哪个环节优先实施自动化项目？

　　建议参考高德拉特的“TOC 原则”（瓶颈管理，Theory of Constraints），在整个产品

价值流的瓶颈环节，优先实施自动化升级项目.依据 TOC 原则,只有当在瓶颈环节提升了多少

效率时，则整个价值流的效率才会提高多少.换言之，在非瓶颈环节所进行的自动化项目，

虽不至于完全没有意义，但却错失了“利用最少的资源，取得最大化收益"杠杆作用。若企

业的流程较为复杂，无法直接准确判定瓶颈环节，则建议采用“VSM（价值流程图，Value

Steam Mapping)”、“产线平衡率”来分析与识别瓶颈环节.

　　接着需要对自动化升级项目进行进一步评估，包括：投入产出比、与现有设备的衔接性、

产品工艺匹配度、可操作性、性能可靠性、维修维护便捷性、备件供应、使用寿命、法规符

合性（例如排污指标、安全性)、能耗指标、售后服务等。

　　在评估投入产出比时，宜采用“LCC(全寿命周期成本，Life Cycle Cost)”方法，以免

忽略该项目在使用、维护维修、能源消耗、报废等环节的费用投入。

　　供方选择与合同签订

　　自动化项目可内部自主完成、或选择供方来完成。选择供方时，应从供方的质量、价格、

交付期、同类项目经验、售后服务、市场口碑等方面来进行综合考虑。

　　对于投资额度较大的自动化项目，有必要去实地考察供方已在市场上完成的同类项目,

并全面观察其在运行过程中的各类指标状况。

　　签订项目合同时，因为（尤其是非标)自动化项目在投产后故障较多、投产后产品不合

格率偏高等问题，故而合同应特别规定清楚：售后服务内容与方式、应提交的技术资料，例

如:结构图、原理图、备品备件规格清单、针对所有关键部件的维护规范等。

　　设计与制造

　　在设计的过程中，应要求供方设法超越“自动化”、追求“自働化（Jidoka）”。所谓

“自働化”，即让设备或系统拥有人的智慧—-当被加工的产品出现不良时，设备或系统能

即时判断并自动停止.追求“自働化”可达到两个目的：一是不生产不良品(实现零缺陷）;

另可节省监控设备运行的看护人(实现省人化）。当然，“自働化”不仅可针对质量控制，

也完全可以应用到安全、能耗、排污等方面.例如:用围栏将机器人操作区域予以隔离，只要

打开围栏，则机器人自动停止作业，如此可避免机器人动作对人员的伤害。

　　鉴于（尤其是非标）自动化项目的可靠性较易出现偏差,继而在使用过程中故障停机较

为频繁，所以在设计阶段,不宜任由供方只凭经验进行设计，而有必要要求供方实施 FMEA(失

效模式与后果分析)或类似方法，然后采取改进措施。必须依据合同或方案要求对设计结果

进行逐一验证.

　　对于故障停机频次较高、损失较大、维修耗时较长的自动化设备部位，在设计阶段就宜

考虑如何便于将来在投产后实施“模块化维修”模式，即利用功能正常的“模块”替换发生

故障的“模块”，先让自动化设备尽快恢复生产，然后再离线维修发生故障的“模块”。

　　应参与供方对自动化项目所实施的设计与制造过程,以便令项目进度受控，且确保项目

结果达到预期要求。可派出“跨部门专业小组”确认供方的设计与制造,例如：工艺质量人

员确认对产品质量的影响；生产人员确认可操作性;维修人员确认设备的可靠度、维护维修

便捷性等.

　　有必要时，应邀请第三方对项目制造过程（与安装与调试、试产与验收)予以监理。

　　安装与调试

　　在安装自动化设备时，应结合产品工艺流程特点和精益原则，采取科学的布局(例如连

续流、U 型单元线等);并采用能及时响应的物流供应方式（例如“水蜘蛛”、AGV 小车等)。

　　备注：“水蜘蛛”即生产线上专门从事按照生产看板进行物料准备、物料传递的人员。

　　自动化设备的安装与调试,一般会包括基础筑造、清理和抄平、设备部件拆洗和装配、

吊装、安装精度的确定、安装（含地脚螺栓与垫铁）、灌浆等。

　　在安装环节中，需要特别注意“设备安装三要素"：通过找正、找平、找标高,使设备的

中心线、水平性和标高达到规定的要求,以保证安装精度。安装精度将直接影响自动化设备

在投产后的性能.

　　安装完工后，先进行不通电检查，例如：设备的稳固性、部件正确性、密封性（无泄

漏)、接线正确性与牢靠性、接地可靠性等。此环节需要足够的细心，否则会酿成严重后果。

例如：若相线与零线之间没有设置压敏电阻，则一旦零线漏接或松动脱落、或者相线与零线

接反，通电后就会容易导致大面积的电子零部件的损坏，例如：PLC、PID(比例—积分-微分

控制器）、DCS（分布式控制系统)、单相输入伺服驱动器等。

　　接下来进行通电调试，此环节宜参考“先单点后单机、先单机后联动、先低速后高速、

先空载后仿真、先仿真后负载、先轻载后满载、先短时后长时”的原则.

　　备注 1：“单点调试”即屏蔽 PLC 程序,通过强制置位/复位等操作，测试所有 I/O 功能;

　　备注 2：“仿真调试”即采用替代物进行调试,例如在自动化冲压设备上用纸板代替铝

箔；在清洗槽里用清水代替酸液等。

　　自动化项目安装与调试过程中,应注意采取措施以确保人员与财产的安全。例如：在雨

季或多雷区，必须把防雷措施预备到位，以避免雷击损坏自动化设备和控制系统、伤害人员.

　　试产与验收

　　自动化项目应按合同规定期限进行持续试产。试产之前，应对员工与维护维修人员进行

适当的训练。

　　试产时，应对自动化项目的各项运行参数、单位时间产量、合格品率、安全隐患、故障

停机、能耗等情况予以记录,并分析其各种性能趋势与规律,必要时采取改善措施.一般在前

期设计环节，就配套相应的软件模块，以便将各种运行数据进行自动记录、分析并指明改善

方向。

　　应依据自动化项目在试产期所呈现的运行规律，制作有针对性的操作指导书、自主维护

指导书、专业维护指导书。三类指导书均应包括安全要求。

　　试产期满后，应依据合同要求进行验收。因常出现资料移交不齐备而导致后期合同双方

的纠纷，故而验收时的资料移交，建议参考和执行《国家重大建设项目文件归档要求与档案

整理规范》。

　　使用与自主维护

　　（由生产操作者执行）

　　在小批量、多品种的生产状况下，换产活动较为频繁于是生产时间浪费较多，建议实施

“快速换产”方法。

　　备注:“快速换产”即通过优化换产流程而使换产时间压缩到十分钟之内。主要步骤有:

区分内外部设置、将内部设置转为外部设置、压缩内部设置时间、压缩外部设置时间、新换

产流程的标准化。

　　自动化项目的小停机普遍较为频繁,而导致小停机的主要原因，除了设备本身、原料质

量等因素外，也与生产操作者的操作习惯、保养息息相关。因此，有必要详细规定并由操作

者实施的自主维护，含岗位清扫、岗位点检、岗位品控、岗位维护四方面的内容及要求.例

如：从外观上，应确保自动化设备应符合“四无"要求(无灰尘、无松动、无油污、无杂物)。

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