□柳立江

（神華準資公司氧化鋁中試廠內(nèi)蒙古鄂爾多斯010300）

工廠企業(yè)生產(chǎn)自動化效率淺析

□柳立江

（神華準資公司氧化鋁中試廠內(nèi)蒙古鄂爾多斯010300）

一個自動化程度很高的工廠企業(yè)，必須進行很大的投入。一旦獲得成功，一方面可以保證該企業(yè)在行業(yè)內(nèi)領(lǐng)先的優(yōu)勢地位，另一方面也可以獲得高額的利潤回報。但工廠企業(yè)設(shè)備的全面自動化運行，是一個復雜而且精細的工作，需要按重點分步驟進行：第一、要認真分析生產(chǎn)中存在效率低的方面，比如重復工作較多、安全性能差等；第二：企業(yè)要緊密與研發(fā)自動化設(shè)備的科研單位合作，加大對機械和自動化設(shè)備生產(chǎn)企業(yè)的投資力度。通過對自身的分析并與科研單位、設(shè)備生產(chǎn)廠家的深度合作，提高工作效率，逐步使企業(yè)走向自動化、信息化和智能化。

工廠；自動化；效率

1 生產(chǎn)效率提高與工廠自動化

生產(chǎn)力是生產(chǎn)一個或多個投入綜合的要素，例如勞動力、資本、工具、設(shè)備和自然資源，它的對比通常顯示為輸入和輸出可以以不同的方式測量和測量所有的測試方法可以同時要求所需的要求并且測量生產(chǎn)率是單純形的輸出，這通常被稱為動力學生產(chǎn)率。這種生產(chǎn)率測量是容易理解的，并且僅評估多年來累積的可靠數(shù)據(jù)。

總生產(chǎn)率難以衡量，難以就如何衡量不同貢獻因素（如勞動力，機械）的貢獻達成一致，而一個更實際的定義生產(chǎn)力的方式是總投入與產(chǎn)出之比與總生產(chǎn)率的比率。同樣，可以降低總生產(chǎn)率并提高勞動生產(chǎn)率。例如，假設(shè)一家公司安裝一臺價格為20萬美元的機器，這相當于一個人的工作能力，并且需要更少的工人來保持相同的生產(chǎn)單位。將產(chǎn)生每單位時間勞動生產(chǎn)率的增加。對于一家公司來說，花費高達20萬美元來替換一個人是不經(jīng)濟的。投資在所有這些機器上的錢不值得。這種輸入導致總生產(chǎn)率的降低和成本的增加。然而，長期來看，當確定為了投資勞動力而進行經(jīng)濟補償時，總勞動生產(chǎn)率的提高往往伴隨著勞動生產(chǎn)率的提高。

工廠自動化，也叫做車間自動化，指通過用戶的自動化生產(chǎn)設(shè)備或者集控系統(tǒng)自動完成產(chǎn)品制造的全部或者部分的生產(chǎn)和加工過程，它是激光技術(shù)、自動化技術(shù)、計算機技術(shù)與機器人技術(shù)的一個相互結(jié)合、互相配合的過程，工廠的自動化生產(chǎn)過程是運用計算機來全面控制從生產(chǎn)開始到產(chǎn)品交付等所有產(chǎn)品生產(chǎn)活動的一個復雜而精細的過程，而且是一個整體的高度自動化的生產(chǎn)系統(tǒng)的管理和控制過程。高度的自動化生產(chǎn)過程可以縮減資金，優(yōu)化產(chǎn)品的規(guī)劃、設(shè)計和生產(chǎn)，加速資金流的運轉(zhuǎn)，減少因購買原材料而產(chǎn)生的資本積壓，為企業(yè)獲得較高的經(jīng)濟效益創(chuàng)造了有利條件。同時可以滿足用戶對產(chǎn)品的多元化、智能化等的基本需求。

2 自動化建設(shè)是公司提升效率的必然之路

公司企業(yè)應該將提高單位時間內(nèi)的工作量作為其工作的重中之重。首先要增加產(chǎn)量的生產(chǎn)的效率，比方說在畜禽養(yǎng)殖類工廠中，畜禽類肉的質(zhì)量決定了公司的效益，其次要減少生產(chǎn)成本，生產(chǎn)成本通常情況分三個方面：生產(chǎn)成本、管理成本以及勞動力成本。生產(chǎn)成本比較重要，我國的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)水平和環(huán)境還不能被有效的進行控制。現(xiàn)在我國的情況是，國內(nèi)的勞動力成本增加很迅速，從2008年到現(xiàn)在，我國大陸地區(qū)人均工資已提高了近71%，有1/3的跨國企業(yè)因利潤驅(qū)動準備將生產(chǎn)基地從我國外遷到其本土或者勞動力成本較低的發(fā)展中國家和地區(qū)，而國內(nèi)的公司企業(yè)是大部分以國家發(fā)展為依靠。所以，怎么樣能降低勞動力成本，已成為一個現(xiàn)實問題擺在了我們面前。

上世紀初的工業(yè)自動化裝配流水線的應用在生產(chǎn)模式上是一種巨大的改革，在降低成本和提高生產(chǎn)效率方面具有里程碑式的紀念意義?，F(xiàn)在，人工自動化將會是未來生產(chǎn)方式的發(fā)展趨勢。自動化程度的增加，一方面可以節(jié)約人力資本的投入，另一方面還可以減少因勞資矛盾而產(chǎn)生的糾紛，協(xié)調(diào)相關(guān)方面的關(guān)系，還可以減少因人工操作不可避免的誤差帶來的成本投資，富士康集團是典型的勞動密集型生產(chǎn)企業(yè)，其現(xiàn)在面臨著人力成本的巨大上升，在富士康工作的人員在2010年12月月平均工資為920元，而到了2013年的9月，富士康工作的人員月平均工資能領(lǐng)到4 500元左右，人力資本的巨大上升給企業(yè)帶來很大的負擔，而機器人的發(fā)展給企業(yè)帶來了一線生機，2014年有將近100萬個機器人被用于生產(chǎn)一線，必將是未來發(fā)展的趨勢。

需要加快自動化程度的建設(shè)步伐，最終實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)的更新?lián)Q代的升級。隨著現(xiàn)代科技和信息技術(shù)的持續(xù)發(fā)展進步，令自動化行業(yè)的發(fā)展日新月異，大型企業(yè)為了緊跟上時代的步伐，就需要對企業(yè)自身進行不斷的“產(chǎn)業(yè)升級”，企業(yè)公司的產(chǎn)業(yè)升級不僅僅是將世界的先進生產(chǎn)線引進來，而且還要發(fā)展具有優(yōu)勢的技術(shù)才可以實現(xiàn)，但過去在企業(yè)中找到的比較優(yōu)勢的方面，現(xiàn)在知道這種優(yōu)勢已經(jīng)不存在，而競爭對手的發(fā)展使兩者的距離持續(xù)的縮小，自動和自發(fā)地在外部市場決定他們之間的優(yōu)勢，而且未來可以在行業(yè)內(nèi)有很大的發(fā)展，自動化程度的高低是公司企業(yè)實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)升級的關(guān)鍵因素，只有自動化程度高，才能真正實現(xiàn)生產(chǎn)鏈，可控操作，實現(xiàn)生產(chǎn)數(shù)據(jù)的真實性和及時性，以更好地探索生產(chǎn)潛力，提高效率為了充分發(fā)揮自己的優(yōu)勢，然后通過對消費市場的研究，分析社會發(fā)展趨勢，才能找到切入點，實現(xiàn)行業(yè)整體升級。

3 現(xiàn)代企業(yè)發(fā)展對自動化系統(tǒng)的要求

3.1 現(xiàn)代企業(yè)發(fā)展的特征與企業(yè)“基因”

在網(wǎng)絡信息中，企業(yè)公司發(fā)展的主要特點為：1.比較靈活的生產(chǎn)加工方式；2.適合當前實際市場中存在的各式各樣的模式需求；3.跨國之間的供貨能力。不斷滿足節(jié)約成本，持續(xù)縮短交付貨物的時間這一個特點說明：傳統(tǒng)的企業(yè)公司需要轉(zhuǎn)型成為現(xiàn)代的企業(yè)公司。企業(yè)公司的主要特點是記錄痕跡和其的優(yōu)勢和劣勢、經(jīng)營環(huán)境（即行業(yè)中具有操作特性的重要特征，以及如何成功組織的競爭優(yōu)勢環(huán)境）、IT環(huán)境（IT在建立競爭優(yōu)勢，所起的作用和作用），上述的三個特點決定了現(xiàn)代企業(yè)是否是必要的“因素”。

在目前的激烈競爭的環(huán)境下，公司企業(yè)為了在現(xiàn)有的環(huán)境下繼續(xù)保持其競爭優(yōu)勢，其就需要高度的整合信息技術(shù)，網(wǎng)絡建設(shè)，IT戰(zhàn)略和業(yè)務戰(zhàn)略，現(xiàn)代企業(yè)“基因”包括四個方面：菌株基因、基因的速度、學習基因和創(chuàng)新基因。建立與信息系統(tǒng)融合的廣義自動化系統(tǒng)的建立一定得包括上述四方面的基因。

3.2 發(fā)展現(xiàn)代企業(yè)自動化系統(tǒng)的要求

宏觀和微觀的結(jié)合將形成現(xiàn)代企業(yè)自動化的廣義意義的自動化要求。這樣，伴隨著外界的變化和時間的流逝，公司企業(yè)應當適應自身，并需要持續(xù)適應發(fā)展的能力。所以，企業(yè)必須具備洞察的能力。擁有識別是機遇或者是危機的功能?，F(xiàn)代企業(yè)擁有性能很高的IT技術(shù)手段，伴隨著信息的不斷增加，企業(yè)獲取到的信息規(guī)模也在不斷的擴大?？梢詮纳鐣母鱾€領(lǐng)域中迅速獲取信息的變化，并通過確定子系統(tǒng)表現(xiàn)出的異常值進而來確定，然后融合到其相對于系統(tǒng)的相對變化的必要信息和知識，這為提高企業(yè)對市場的洞察能力和應用能力是一個積極的行為。診斷意味著確定基本信息，關(guān)鍵資源生產(chǎn)率信息，核心技術(shù)信息的狀態(tài)，稀缺資源分配信息，戰(zhàn)略供應鏈操作信息，市場狀況預測信息等，以便進行適當?shù)恼{(diào)整和控制?，F(xiàn)代企業(yè)的廣義自動化系統(tǒng)建立了具有各種觀測點的傳感器檢測網(wǎng)絡。這是形成洞察能力的非常重要的基礎(chǔ)。

反饋是控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)組成部分，現(xiàn)代的企業(yè)經(jīng)過對信息的梳理進而獲得有價值的信息資源。而現(xiàn)代企業(yè)管理的PDCA循環(huán)，要使用ERP-MES-PCS功能結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)?？刂葡到y(tǒng)是自動化生產(chǎn)過程的核心部件，其包含有對實現(xiàn)各類資源的調(diào)節(jié)配置?？刂葡到y(tǒng)也需要作用于對危急事件的監(jiān)測控制。就是對于重點領(lǐng)域進行檢測、安全事件及現(xiàn)象的分析、分離和判斷，一旦發(fā)生危機就可以啟動應急預案進行應對。危機事件的應對包含電力、通信、信息、交通、上下水、煤氣、地震及氣象等各個方面，從而可以建立確保企業(yè)安全的自動化系統(tǒng)。而且系統(tǒng)本身的安全也需要認真考慮。

速度是擁有競爭優(yōu)勢的一個非常重要的因素。一方面是對客戶要求的快速反應，另一方面是產(chǎn)品生產(chǎn)的迅速、設(shè)計與制造過程的短周期運轉(zhuǎn)、資金的迅速周轉(zhuǎn)等。要想獲得很快的速度，建立一個高速化、廣域化的網(wǎng)絡以及實現(xiàn)數(shù)據(jù)的無縫對接是非常需要的。網(wǎng)絡是企業(yè)獲取和傳遞信息及系統(tǒng)指令的神經(jīng)性傳導樞紐，通過對企業(yè)結(jié)構(gòu)的分析發(fā)現(xiàn)其分布在公司企業(yè)的所有部門，上述內(nèi)容都包含在廣義的綜合自動化系統(tǒng)中。為提高公司企業(yè)能力所建立的全局優(yōu)化的綜合自動化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)則是必須實現(xiàn)的。

不斷提高應變的能力是學習基因的目的所在。運用系統(tǒng)本身所具有的結(jié)構(gòu)機制，組成的具有有公司特性的學習鏈，進而獲得企業(yè)公司的基礎(chǔ)知識并可以懂得企業(yè)充滿活力的文化價值觀（包括建立企業(yè)公司共同的價值觀的文化），上述這些都是現(xiàn)代企業(yè)發(fā)展的所必須的。而建立企業(yè)運行過程中所需要的各類數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)倉庫、知識庫、模型庫等是必須的。另外，工廠生產(chǎn)設(shè)備的自動化、熟練的操作技能和過程的數(shù)字化、模型化以及利用多個學科的知識建立的模型。包括通過實際操作獲得的數(shù)據(jù)學習來建立模型結(jié)構(gòu)，又通過優(yōu)化模型參數(shù)來改善操控性能等。上述這些都是讓控制系統(tǒng)逐步從靜態(tài)結(jié)構(gòu)向動態(tài)控制結(jié)構(gòu)過渡的方法。

現(xiàn)代企業(yè)應該建立創(chuàng)新平臺，激活企業(yè)員工潛在的創(chuàng)新理念。第一是認識和改進需求和缺陷的本質(zhì)，這是創(chuàng)新的源泉。系統(tǒng)可以有使員工發(fā)現(xiàn)窗口問題的功能，在對需求方面和自身的缺點方面，幫助員工進行有效深入的分析，以及具有處理常見的系統(tǒng)創(chuàng)新平臺團隊成員的多元化，并促進創(chuàng)新團隊成員具有最大化的創(chuàng)造力。除此之外，系統(tǒng)還需要有一個虛擬并且實用的二元環(huán)境組合，從而可以為創(chuàng)建驗證和轉(zhuǎn)換獲得基礎(chǔ)。

以上所述共同構(gòu)成了現(xiàn)代企業(yè)基因中所需要的對應的自動化控制系統(tǒng)內(nèi)部需求的因素。這個控制系統(tǒng)有能力適應靈活的生產(chǎn)模式而且完全有能力適應不斷變化的商業(yè)模式；它可以應用市場需求、規(guī)避風險與自己的安全關(guān)鍵性能力。

速度基因要求控制系統(tǒng)要能快速響應客戶的各種各類不同的要求；系統(tǒng)要有快速集成信息的可訪問性；快速的系統(tǒng)設(shè)計和制造過程；可以達到及時迅速的生產(chǎn)；可以有學習和診斷的功能；有建設(shè)企業(yè)知識庫的能力；而且可以支持業(yè)務決策。

4 現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)自動化系統(tǒng)的概念與構(gòu)成

產(chǎn)業(yè)自動化系統(tǒng)一般由多個擁有獨立功能的單元組成，按照同一目的有序組合并且協(xié)同分工，共同構(gòu)成工作整體。通常把主動構(gòu)成要素的集合稱為系統(tǒng)主體，把被動構(gòu)成要素的集合稱為系統(tǒng)對象，主體與對象共同構(gòu)成了系統(tǒng)。信息系統(tǒng)與產(chǎn)業(yè)自動化系統(tǒng)的融合即為廣義的自動化系統(tǒng)，關(guān)鍵是如何掌控系統(tǒng)對象的特點，并對其進行合理的選擇和組合。

系統(tǒng)主體的構(gòu)成要素要經(jīng)過集成以達到系統(tǒng)的目標要求，在經(jīng)濟指標、技術(shù)的綜合評價方面，可以相對地優(yōu)化。系統(tǒng)主體有諸多構(gòu)成要素，但是每個要素由諸多構(gòu)件組成，并且多種多樣。在開放的全球化經(jīng)濟環(huán)境中，構(gòu)成要素中存在著大量的商品化產(chǎn)品，因此，如何很好地規(guī)劃、設(shè)計系統(tǒng)方案，選擇、組合這些構(gòu)成要素，并且集成安全、可靠、穩(wěn)定、性能良好、功能完善的自動化系統(tǒng)就變得相當重要。

當前，系統(tǒng)技術(shù)正處于一個深度變革的時代。無論是網(wǎng)絡（如工業(yè)以太網(wǎng)、現(xiàn)場總線）、控制器（PLC、DCS），還是在計算機本身的內(nèi)部結(jié)構(gòu)與功能都在不斷的發(fā)展和進步，它們之間的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如何整合至關(guān)重要。值得一提的是，因為系統(tǒng)技術(shù)與控制技術(shù)之間在內(nèi)部結(jié)構(gòu)與功能等方面的演變，傳感器與執(zhí)行器的智能化發(fā)展程度有很大聯(lián)系。因此，今后的改變還會很顯著?？刂茖ο笈c環(huán)境組成了系統(tǒng)對象。所以，選擇狀態(tài)量時必須同時考慮控制對象和所處的環(huán)境。

一個成規(guī)模的產(chǎn)業(yè)自動化系統(tǒng)的建設(shè)，要嚴格地分階段進行。它必須配合產(chǎn)業(yè)的建設(shè)和發(fā)展規(guī)劃以及項目的總體設(shè)計進度來進行。在進行系統(tǒng)設(shè)計前，首先要進行系統(tǒng)能力的規(guī)劃，它包括系統(tǒng)目標和規(guī)模、服務水準、業(yè)務量、資源配置及平衡、費用等項目。在進行系統(tǒng)規(guī)劃階段，要經(jīng)過反復多次的討論與評議，這樣就為系統(tǒng)的設(shè)計與評價奠定了扎實的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)。做好這一點，必須建立在對企業(yè)的目標需求有深刻領(lǐng)會的基礎(chǔ)上，同時要對建立自動化系統(tǒng)為提升企業(yè)競爭優(yōu)勢所起到的作用在每個細節(jié)上都有把控，開展以上工作還必須注意標準的選擇。只有這樣，才能做到有的放矢，全面把控，達到預期的效果。

[1]張鋒.淺談電力系統(tǒng)調(diào)度自動化及其發(fā)展方向[J].廣東科技,2015(08).

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1004-7026（2016）14-0075-03

F272.9

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10.16675/j.cnki.cn14-1065/f.2016.14.058

柳立江（1970.1-），男，河北省豐南市人，大學本科學歷，神華準資公司氧化鋁中試廠助理工程師，研究方向：電氣自動化。