淺談制造業中的半自動化生產

摘要 在中國的制造業發展中，目前的大部分企業都實現了半自動化生產。文章就半自動化生產模式的特點、發展進行分析探討。

關鍵詞半自動化流水線要素分析

中圖分類號:TP2文獻標識碼:A

1 半自動化生產的概念

工業在其發展過程中經歷了簡單協作、工場手工業和機器大工業三個階段。目前的制造業基本上是機器工業，借助機器可提高生產效率，純粹的手工作業幾乎不存在。現在的生產線都是流水線作業，流水線生產線可分為全自動生產線和半自動生產線。全自動生產線是指產品的輸入到輸出完全由機器進行，人只起到一個監控的作用。半自動生產線是指人和機器分工合作，機器主要負責繁重的加工，人起輔助的作用，如上下料、轉移物料、檢查等。目前，我國大部分企業都是實行半自動的流水線生產。

2 半自動化生產在我國的現狀

國外先進國家的制造業紛紛向全自動生產上轉移，但到中國進行投資辦廠，所用的設備技術卻不是最先進的，最多的還是使用半自動化的模式。分析其原因，技術保護固然是一方面，但最重要的還是從中國國情和成本上考慮。

我國人口眾多，市場廣闊，勞務成本相對便宜，國外企業正是考慮到這些因素才紛紛來中國投資。忽略便宜的勞務成本，而搬用昂貴的全自動化生產線模式無疑是本末倒置。另外缺少專業的設備維護人員也會使設備管理成本大大提高。因此國外的很多先進設備進入到國內都被重新設計分解成若干部分，分由不同的人員去操作管理。國內自己的制造企業由于局限于整體機器制造水平的不足，同時也考慮成本的問題，也基本上采用半自動化生產線。

3 半自動化生產的特點

半自動化生產線就是由人和自動設備組成的生產流水線。生產流水線是指勞動對象按照一定的工藝路線，順序地通過各個工作中心，并按照一定的生產速度(節拍)完成作業。其基礎是由設備、工作地和傳送裝置構成的設施系統。

半自動化生產的主要特點是生產線離不開人。人在生產線中的作用如果細分到每一個工序、每一臺設備，人主要負責上料、下料、品質檢查、半成品轉移、成品裝車。半自動化生產線的設備一般為自動設備(狹義上應該叫半自動設備)，按照設定好的工序，相應的設備進行該工序的加工。為了簡化設備，降低投資，加工前的上料、加工后的下料和加工后的尺寸檢查都交由該工序的操作工人進行。生產流水線的生產速度以生產出一個產品的時間來描述，我們稱為CT(生產節拍)，單位一般為秒。對于現代的生產流水線，生產速度都很快。像汽車減震器生產線，CT可以達到8秒。

4 半自動化生產的各要素分析

工序設定是半自動化生產的一個重要要素。根據產品的制造工藝設定生產工序，根據產品的產量設定CT。CT也反過來影響工序的設定。所謂工序是指在一個工作地點，對一個或一組工件所連續完成的那部分工藝過程。工序可以合并也可以分割。工序分割是為了降低CT，增加產量，但會增加要員;工序合并是為了改善各工序的不平衡，把CT過低的工序的CT提高，減少要員。如果某工序已經設定為一個工人操作一臺設備，那么該工序就不能再分割了，但可以和其它工序合并。所以設備CT決定了工序CT，而工序CT決定了生產線CT，所有工序中最慢的工序的CT就是生產線CT。

設備CT由MT(機器時間)和HT(人工時間)相加組成。MT是機械自動加工的時間，即從機器啟動的瞬間到機器自動加工完后停止的瞬間。HT是人工操作的時間。半自動化生產線的設備并非全自動設備，離不開人的操作，如人工把工件放置在設備上并按“啟動按鈕”、人工把加工完的工件從設備上取出并放置到中轉臺上等。如果該工序有多臺設備，還包括人走動的時間。MT由機器和加工參數決定。對于非標類的機器，加工時機器的整體狀態，如動作的設置、夾緊方式、動作延時、機器裝配精度等決定了MT。對于標準類設備，如數控車床等，編制的加工程序起主要決定作用，當然機器本身的性能也會制約程序的編制從而影響MT。在新生產線上馬的時候，要考慮瓶頸工序的CT，某些連續的CT較短的工序可以整合在一臺設備上，這樣做設備MT雖然提高了，但不影響生產線CT，而且減少了設備數量和操作工步。HT由人的熟練度和設備設置、工序設置的合理性決定。設置合理的設備、工序能降低工人的勞動強度，也不會造成工人有過余的空閑時間。工人能快速、不費功夫地放置、取出工件，然后可以按順序地操作工序上的設備而不需要閑等，這樣的設備和工序設定就是最合理的。

合理的工序設定就是提高生產線的“編成效率”。編成效率是“所有工序的CT的和”與“所有工序的CT都等于生產線CT時的和”的比值。也就是說如果設定的各工序CT都一致，那么工序CT就等于生產線CT，編成效率就是100% 。那是最理想的狀態，實際上很難達到。但工序設定的目標就是朝100%去努力，通過工序合并，改善設備操作性，改善平面布置等方法提高編成效率。

在半自動化生產中還有一個不可忽視的因素是“稼動率”。稼動率是指設備在所能提供的時間內為了創造價值而占用的時間所占的比重。影響稼動率的最大因素是設備停止時間，包括更換機種、設備異常停止及修復時間。所以設計合理、精度高、故障少的設備非常重要。對于機種更換，目標是機種通用，不需更換。如果不行，更換的夾具數量要盡可能少，并能一次裝夾、不需調整。這就需要新設備上馬時對設備仕樣考慮周全。要減少設備的故障率，首先要找有實力的制造廠家設計制造，其次要做好設備管理，包括生產線現場的日常點檢和保全部門的定期設備檢修。

品質是企業的生命。在半自動化生產中，大部分的工序的品質檢查是通過人工進行的。讓設備自動進行外觀、尺寸等的品質檢查理論上可行，但相應的在硬件上的投入和管理費用將非常大。所以人在生產中就扮演了非常重要的作用。作業標準的制定和執行、人的責任心的教育不可忽略。另外為防止人為疏忽造成的工序飛躍、重復加工等情況，在設備上要設置防錯裝置，當疏忽發生時，防錯裝置發出警報提醒工人。

成本關系到企業的生存。為了節省設備投資，一般在生產線能力擴容的時候，會首先考慮在原有生產線上進行。如通過提高稼動率的方法，通過降低CT的方法。降低CT的方法包括:對設備進行改造;對工序進行分割;增加要員;對瓶頸設備再購買。盡可能把原有生產線提升到最大的能力。只有達到了極限能力，才考慮新增一條生產線。因為新增一條生產線，設備投資、廠房投資、要員都幾乎在原有基礎上翻倍，會造成能力過剩、成本上升。

5 半自動化生產的發展

雖然半自動化生產的模式目前比較符合我國的制造業。但全自動的機器生產模式是一種趨勢。自動化的發展并不是一步到位，在企業內部可以從生產線的某些工序開始嘗試，通過增加簡單的裝置或者在新設備上馬時改變設備仕樣，實現某些工序無人化操作。混合型的生產線可以把勞務成本和投資成本控制在更為合理的平衡狀態。不斷改進的生產線在給企業降低成本的同時也不斷累積企業的技術力量。