摘要：自從2010年國內(nèi)開始出現(xiàn)“用工荒”現(xiàn)象以來， “用工荒”的問題在機(jī)械制造行業(yè)中日益突出。解決制造企業(yè)“用工荒”的有效途徑之一是制造模式的轉(zhuǎn)型。2015年以來，國家提出中國“制造2025”戰(zhàn)略，越來越多的企業(yè)積極響應(yīng)國家號召，推動工廠向自動化、數(shù)字化和智能化方向轉(zhuǎn)型。

關(guān)鍵詞：制造模式； 自動化； 數(shù)字化；信息化

引言：隨著中國“制造2025”戰(zhàn)略的逐漸深化，結(jié)合機(jī)械制造業(yè)日益嚴(yán)峻的“用工荒”問題，國內(nèi)越來越多的制造型企業(yè)選擇采用自動化生產(chǎn)線的方式來解決工人短缺的問題。自動化生產(chǎn)線具有生產(chǎn)效率高、產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定、維護(hù)成本低等優(yōu)點(diǎn)。但是，與人工操作相比自動生產(chǎn)線的柔性較差，對客戶的生產(chǎn)設(shè)備有一定的要求，對操作人員的能力要求也較高。因此，自動化生產(chǎn)線在國內(nèi)推廣和應(yīng)用存在使用范圍局限、設(shè)備性能參差不齊和工藝規(guī)劃欠缺等問題。

一. 制造業(yè)的自動生產(chǎn)線組成要素

一條完整的產(chǎn)品自動生產(chǎn)線由以下重要部分組成：

第一， 完整的產(chǎn)品生產(chǎn)工藝。一個產(chǎn)品能否生產(chǎn)出，是由生產(chǎn)工藝所決定的。因此，完整的產(chǎn)品生產(chǎn)工藝是自動生產(chǎn)線實施的基礎(chǔ)，優(yōu)質(zhì)的工藝排布可以提高自動生產(chǎn)線效率、降低成本、保證產(chǎn)品質(zhì)量以及確保人員操作便捷。

第二， 穩(wěn)定性能好的加工設(shè)備。加工設(shè)備是自動生產(chǎn)線的有效保障。自動生產(chǎn)線能穩(wěn)定、高效的生產(chǎn)出合格的產(chǎn)品，加工設(shè)備的穩(wěn)定性是基礎(chǔ)保障。

第三， 具有自動化接口的夾具。夾具是生產(chǎn)工藝中重要因素之一，也是與工業(yè)機(jī)器人直接對接的部件，自動生產(chǎn)線能高效的生產(chǎn)出合格的產(chǎn)品，夾具也起到重要的決定因素。

第四， 具有可靠性能的工業(yè)機(jī)器人。工業(yè)機(jī)器人是自動生產(chǎn)線的載體，在自動生產(chǎn)線中起著貫通各個加工設(shè)備的作用。

第五， 自動生產(chǎn)線的控制系統(tǒng)?？刂葡到y(tǒng)是自動生產(chǎn)線的大腦，控制著整個自動生產(chǎn)線的準(zhǔn)確運(yùn)行。同時承擔(dān)著設(shè)備之間正確的信號交互功能，是自動生產(chǎn)線安全運(yùn)行的有效保障?？刂葡到y(tǒng)將自動生產(chǎn)線中的工件制造進(jìn)度、質(zhì)量信息等客戶需要的信息傳遞給上一級信息控制系統(tǒng)（如MES，ERP）等，以提高客戶的產(chǎn)品質(zhì)量與管理效率。

第六， 物流系統(tǒng)和輔助設(shè)備。自動生產(chǎn)線中除制造設(shè)備外，物流傳輸系統(tǒng)非常重要的組成部分。通過物流系統(tǒng)可以有效的傳遞物料，保證自動生產(chǎn)線的通暢運(yùn)行。在物料傳遞過程中，根據(jù)制造設(shè)備對工件姿態(tài)的要求，輔助設(shè)備可以調(diào)整物料姿態(tài)，有效保障在加工物料進(jìn)入制造設(shè)備時具有正確的姿態(tài)等。

二. 國內(nèi)機(jī)械制造行業(yè)自動化的應(yīng)用現(xiàn)狀

近幾年國內(nèi)的自動化得到了迅猛發(fā)展，越來越多的制造企業(yè)采購自動化生產(chǎn)設(shè)備，發(fā)展自動化項目。進(jìn)而將自動化生產(chǎn)線與信息化軟件結(jié)合起來，提高企業(yè)的質(zhì)量管理和追溯能力。同時，許多企業(yè)正在通過改造原來制造設(shè)備來提高企業(yè)的制造能力，從而提高市場競爭力。因此，機(jī)械制造業(yè)的自動化具有廣闊的發(fā)展空間和市場，同時這個行業(yè)也面臨著較多的問題。

第一，國內(nèi)制造企業(yè)的發(fā)展參差不齊，高端制造設(shè)備與低端制造設(shè)備共存。目前國內(nèi)的制造行業(yè)按自動化可應(yīng)用潛力方面，大致分為以下三類：

第一類，本身具有較高的自動化的能力，企業(yè)在多年前已采購國外先進(jìn)的自動化設(shè)備，企業(yè)內(nèi)人員對自動化設(shè)備非常熟悉，在自動化項目的實施方面具有豐富的經(jīng)驗。他們在排布生產(chǎn)工藝的時就考慮到了自動化生產(chǎn)線的優(yōu)勢與劣勢。他們是走在行業(yè)前列的，引領(lǐng)行業(yè)的發(fā)展方向。他們?nèi)栽诓粩嗖少徸钚碌淖詣由a(chǎn)線，結(jié)合最先進(jìn)的 “二維碼”追溯產(chǎn)品進(jìn)度等信息化管理技術(shù)以及MES、ERP等管理軟件，將自動線進(jìn)一步打造成更具競爭力的智能化生產(chǎn)線。這類企業(yè)一般對自動生產(chǎn)線質(zhì)量要求高。他們采用的自動生產(chǎn)線大部分都是來自歐洲等發(fā)達(dá)國家。

第二類，具備一定的自動化能力，企業(yè)內(nèi)制造設(shè)備均為數(shù)控設(shè)備，且大部分設(shè)備是國外品牌的設(shè)備，具有較高的穩(wěn)定性。但是企業(yè)目前沒有自動化生產(chǎn)線或者有很少的自動化生產(chǎn)線。這類企業(yè)的人員對自動化設(shè)備了解不深，在自動化項目的實施方面經(jīng)驗較少。他們在排布生產(chǎn)工藝時，更多考慮的是單機(jī)生產(chǎn)的情況。在實施自動生產(chǎn)線項目時，需要對其生產(chǎn)工藝和制造設(shè)備的排布重新規(guī)劃，把不適合自動化生產(chǎn)的工藝改造成適合自動生產(chǎn)線的工藝排布。并結(jié)合信息軟件等技術(shù)，將企業(yè)的制造設(shè)備打造成目前比較先進(jìn)的自動化生產(chǎn)線?；蛘咄ㄟ^改造升級，將已有的設(shè)備實施“信息化”“智能化”方面的升級改造。他們采購的大都是國內(nèi)中高端的自動生產(chǎn)線。

第三類，無自動化能力，制造設(shè)備較為低端穩(wěn)定性差，設(shè)備種類參差不齊。生產(chǎn)的零件品種繁雜，且不易形成大規(guī)模量產(chǎn)。此類企業(yè)，也在對自己的制造設(shè)備進(jìn)行著積極的自動化改造。但是，相對前兩類企業(yè)來言，他們的制造方式?jīng)Q定了企業(yè)較難形成大規(guī)模自動生產(chǎn)，或許單元化的自動化升級改造方式更適合。

第二，機(jī)械制造行業(yè)的自動化起步較晚，沒有形成統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，整體技術(shù)能力和制造檔次較低，很難與國外同行競爭。

近幾年，隨著機(jī)械制造行業(yè)的自動化迅速發(fā)展，國內(nèi)涌現(xiàn)出了大批自動化制造企業(yè)。根據(jù)用戶不同，大體也可分為以下三類：

第一類，在自動化行業(yè)中起步較早，他們在自動化工程項目實施過程中積累了較豐富的經(jīng)驗，同時也形成了較完善的產(chǎn)品自動化加工體系，具有較高的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，制造的自動生產(chǎn)線不論在性能方面，還是在安全方面已經(jīng)達(dá)到較高的層次。在新產(chǎn)品研發(fā)方面，也已經(jīng)具備一定的前瞻性和技術(shù)先進(jìn)性。

第二類，企業(yè)規(guī)模較小，在自動化項目實施過程中積累了一些的經(jīng)驗，但是沒有完整的產(chǎn)品體系，產(chǎn)品僅能覆蓋較小的客戶群體，產(chǎn)品的性能與穩(wěn)定性無法達(dá)到高端用戶的要求。

第三類，家庭作坊式小規(guī)模企業(yè)，生產(chǎn)特定的自動化單元設(shè)備。

由于制造行業(yè)中自動化是剛興起的行業(yè)，行業(yè)中的自動化企業(yè)規(guī)模大小各不相同。生產(chǎn)的產(chǎn)品，不論是在性能方面還是在安全性方面有各自的理解和習(xí)慣。產(chǎn)品質(zhì)量也是參差不齊。與歐洲同行企業(yè)相比，國內(nèi)的企業(yè)所生產(chǎn)的自動生產(chǎn)線整體性能較差、檔次較低，很難進(jìn)入高端市場。

第三，自動生產(chǎn)線制造工藝不成熟、設(shè)備穩(wěn)定性差、毛坯質(zhì)量差等因素都會影響自動生產(chǎn)線的穩(wěn)定運(yùn)行。

制造企業(yè)雖然積累了多年的制造經(jīng)驗，已經(jīng)形成了一整套完善的制造工藝。但是在面對制造模式的轉(zhuǎn)型升級時，很容易先入為主的以手動生產(chǎn)的工藝排布方式作為自動生產(chǎn)線的工藝排布。同時國內(nèi)自動化制造企業(yè)的經(jīng)驗不足，很難改變客戶的生產(chǎn)工藝。最終，會造成在自動生產(chǎn)線實施和運(yùn)行的過程中問題頻發(fā)，遇到無法良好的運(yùn)行局面。

另外，受前序鑄造工藝和制造成本的影響，一般手動生產(chǎn)線的毛坯質(zhì)量差，在裝夾工件時，操作人員會對待加工毛坯存在問題進(jìn)行手動處理。但是，作為自動生產(chǎn)線，較差的毛坯質(zhì)量會影響到自動生產(chǎn)線的穩(wěn)定運(yùn)行，造成較高的廢品率，甚至還會造成撞機(jī)等危險事故。

第四，客戶對自動生產(chǎn)線的認(rèn)知不足，操作人員的能力較低。

客戶對自動生產(chǎn)線的認(rèn)知不足，許多客戶會生產(chǎn)多品種的零件。往往將自動生產(chǎn)線與人工進(jìn)行比較的時候，他們認(rèn)為自動生產(chǎn)線可以完全代替人工，可以生產(chǎn)手動生產(chǎn)線上的所有產(chǎn)品，或者要求自動生產(chǎn)線盡可能多種類生產(chǎn)，這給自動生產(chǎn)線的設(shè)計與實施造成很大的困擾。

另外，與手動生產(chǎn)線相比，自動生產(chǎn)線對操作人員的能力要求更高。因為手動生產(chǎn)線的加工程序固定后，大部分情況只需要會幾個簡單的按鈕就可以操作，其他工作是向加工設(shè)備中裝卸物料。然而使用自動生產(chǎn)線，雖然減少了現(xiàn)場操作人員的數(shù)量，但是對操作人員的要求也提高了，往往需要維護(hù)與解決自動生產(chǎn)線出現(xiàn)的臨時問題，能夠熟練的操作自動生產(chǎn)線上的各種設(shè)備。因此提高現(xiàn)場操作人員的能力，也是企業(yè)發(fā)展自動生產(chǎn)線必然要面臨的問題。

結(jié)束語：

總體而言，目前國內(nèi)機(jī)械制造行業(yè)正處于自動化升級轉(zhuǎn)型的大好時段，大量企業(yè)有自動化項目需求，該行業(yè)將得到更迅猛的發(fā)展。對于國內(nèi)自動化行業(yè)的起步晚、發(fā)展經(jīng)驗不足、技術(shù)和制造能力較低、行業(yè)無完善的生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)等諸多問題。也需要從事這個行業(yè)的人員共同努力，推動整個行業(yè)良好發(fā)展，來實現(xiàn)追趕甚至超越世界先進(jìn)的自動化制造企業(yè)的目標(biāo)。

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作者簡介：張有斌（1987—），男，甘肅永登人，本科。

就職單位：金石機(jī)器人常州股份有限公司。

通信聯(lián)系人：張有斌，E-mail：zhangyoubin@stonrobot.com