证明自动化的合理性从未如此简单。Covid大流行，加上严重的工人短缺、不断扩大的技能差距和“大辞职”，增加了对自动导引车、输送机、机器人和其他类型设备的需求中国机械网okmao.com。

工业 4.0 技术，如人工智能、增强现实和数据分析，也使制造商更容易实现传统上涉及手动工作的生产流程的自动化。

今天，与自动化相关的前期成本低于过去。自动化的传统障碍已经消除。工厂自动化变得更容易获得、更容易实施和更灵活。

然而，出于对成本、复杂性、员工焦虑或投资回报的担忧，一些制造商仍然犹豫是否要实现自动化。工程师需要仔细证明对自动化的任何投资。

“在过去，一切都是为了减少劳动力，”Universal Robots A/S (UR) 战略营销和应用开发高级经理 Joe Campbell 说。“这是你证明项目合理性的唯一方法。现在，人们更加关注将自动化与业务问题联系起来。与其说是节省劳动力，不如说是让劳动力从事更高价值的流程。

“还有一个重要的质量组件，”坎贝尔指出。“越来越多的公司意识到，如果他们不能提高质量或提高产能以继续满足客户的需求，他们就有失去客户的风险。

“证明数百万大笔投资的合理性对于工程师来说仍然是一项艰巨的挑战，但对于增量投资来说，它变得非常简单，”坎贝尔声称。

波士顿咨询集团董事总经理兼合伙人乔恩·范·威克 (Jon Van Wyck) 表示，制造商对自动化的看法发生了根本性转变。“越来越多的公司正在考虑人体工程学、质量和产量等因素来证明自动化的合理性，而不仅仅是劳动力成本，”他指出。

“通常，制造商投资于机器人技术是为了解决与准确性、重复性任务和安全性相关的问题，”ABB 机器人公司的一般工业和电子业务经理 Tim Paton 补充道。“人们可能犯的最大错误是将自动化视为减少人力的唯一机会。

“如果你抱着这种心态，你会错过很多投资自动化带来的好处，”Paton 警告说。“这不再只是用机器代替人类。更重要的是更高效、更有效地做事，同时提高产品质量。”

传统上，自动化是为重复制造操作而设计的，循环中很少有人工。相比之下，今天对协作自动化的关注是根据“旁边”而不是“代替”人类工作者的概念设计的。

“这使得协作机器人成为短期可变流程的理想选择，它们可以帮助人类工人更有效地完成任务，”UR 的 Campbell 说。“这种根本性的变化需要一种不那么注重避免劳动的新模式。了解协作和传统自动化之间的差异是这种新模式的重要基础。”

ROI 模型已经改变

随着全球企业应对 COVID-19 和供应链中断的影响，自动化已成为确保业务连续性的关键战略。在不确定的经济未来的情况下，进行有效的投资回报 (ROI) 计算变得比以往任何时候都更加重要。

“自动化项目决策很复杂，”坎贝尔说。“部署风险、运营风险、持续维护要求和工人焦虑必须与自动化的灵活性、可扩展性、成本避免和职业健康益处进行权衡。考虑到所有因素，用于做出这些决策的典型 ROI 工具可能会让人觉得不够用。

“传统的投资回报率和盈亏平衡点分析很容易理解，但只考虑使用静态、长期假设来衡量预期结果的劳动力成本节约，”坎贝尔警告说。“在当今动荡的商业环境中，这些方法可能会导致决策者得出与战略目标不一致的结果，或者与对业务稳定性的不切实际的期望相关联。

“使用传统 ROI 工具来证明其改进项目合理性的制造商使用的模型可能会导致企业在动荡时期变得防御和犹豫不决，从而冒更大的风险，”坎贝尔说。

“协作自动化的出现为制造商提供了计算投资回报率的新机会，”Campbell 解释道。“这些经过验证的量化方法使用运营关键绩效指标来帮助制造商决定如何在当今不确定的世界中确定自动化项目的优先级。”

然而，坎贝尔认为，老式的理由工作表在这个过程中仍然发挥着重要作用。他建议使用一个简单的电子表格来收集与年产量、产能增加、占地面积节省、库存减少、返工节省、废品节省和保修节省等相关的详细成本信息（或基于行业标准的保守估计）。

识别“痛点”

启动自动化论证项目的最佳地点之一是确定“痛点”，这可能是从设备维护和计划外停机到材料短缺和供应链中断的所有内容。

“每家公司的装配线都有不同的痛点或问题，”Fanuc America Corp. 的全国客户经理 John Tuohy 说，“可能是人员、质量或吞吐量等问题。”

“你需要看看你的痛点是什么，你试图完成的目标以及自动化如何帮助你，”Tuohy 解释道。“由于越来越多的人不想在工厂工作，机器人将不得不满足这一需求。”

“当今大多数制造商的最大痛点是严重的劳动力短缺，”Mobile Industrial Robots A/S 的销售总监 Matt Charles 补充道。“这使工程师更容易证明自动化投资的合理性。我最近与某人交谈，他告诉我，他们的人力资源成本上升了，因为他们必须不断雇用临时工来解决与人们不上班或辞职有关的人员配备问题。”

根据全国制造商协会的数据，该行业目前有超过 100 万个职位空缺。而且，到本十年末，这个数字可能会超过 200 万。

Festo Corp. 气动自动化产品市场管理总监 Frank Langro 说：“要确定痛点，您需要查看当前的生产挑战。自动化可以成为解决一致性、安全性和吞吐量相关问题的解决方案。” 由于目前的工人短缺，许多公司也在寻找可以重新部署员工以处理增值任务的方法。

“在证明自动化的合理性时，工程师应该解决三件事：为什么要自动化；你想克服什么挑战；以及你想要改进的地方，”兰格罗指出。“一定要查看整个流程，包括自动化将如何影响上游和下游流程。”

机器人租赁减少障碍

成本是制造商回避投资自动化的第一大原因。然而，出租机器人的商业模式正在改变这种误解。各行各业的大小制造商都开始将机器人视为“临时工”。这是新的机器人即服务趋势的一部分。

“机器人即服务是制造商经济高效地采用自动化的一种方式，”Fanuc 的 Tuohy 说。“公司不是在资本上进行大量投资，而是在这个过程中进行投资。它的工作方式类似于合同制造。尽管产品是在您的工厂车间制造的，但您并不拥有设备。”

这个概念特别吸引中小型制造商，因为第三方供应商处理融资、部署和维护机器人的各个方面。

“传统上，制造商购买机器人是一个漫长、复杂、不灵活和昂贵的过程，”Formic Technologies 的首席执行官萨曼·法里德指出，这是一家从 ABB、Fanuc 和 UR 等公司“租用”机器人的新公司。“对于较小的制造商来说，这些进入壁垒非常高，以至于他们经常避免完全部署自动化。”

Farid 声称他的公司“以低小时费率交付定制机器人，无需预付资金并保证正常运行时间。” 他说，部署速度比传统方法快 50%，并且从第一天起就为客户节省了 42% 的运营费用。

“我们为任何制造商提供了一种以简单、无风险和按需的方式轻松采用自动化的方法，”Farid 解释说。“制造商可以通过自动化做更多事情，而无需高成本或冗长而复杂的采购和部署过程。”

看好这一概念的公司之一是 Polar Hardware Manufacturing Co。这家拥有 105 年历史的公司位于芝加哥北侧，生产用于门和卡车车身的把手、铰链、插销、锁、通风口和其他类型的金属零件。它最近与 Formic 合作，首次实现了工厂自动化。该应用程序使用 URe 协作机器人为折弯机进料。

Polar Hardware 正在努力实现其生产目标和完成订单。“如果 [我们] 不实现自动化，我们就会倒闭，”工厂经理 Jose Figuerao 说。“如果我们不能生产，我们就无法竞争。”

机器管理系统每 10 小时可生产 750 个零件，每年可节省约 77,000 美元的人工成本。工程师可以从 Formic 的平台监控系统性能，该平台提供实时分析。

Polar Hardware 最近与 Formic 签订了另一份合同，以增加一台点焊机器人。该公司还在考虑从两班制转变为三班制，这将使协作机器人能够全天候运行。随着这两个系统的启动和运行，Figuerao 预计每年可节省约 150,000 美元的运营成本。