工业自动化详解：类型、优势与智能工厂实践
您一定无数次听说过“自动化”，如今每个流程都在自动化。自动化正成为全球工业的“新常态”。
众多企业引入自动化和智能制造解决方案，迈向未来的智能工厂。自动化类型多样，今天我们重点讲解工业自动化及其分类。
什么是工业自动化？
工业自动化是指制造过程中各项任务自动执行，操作员仅需监督，从而可同时控制多台设备。在当今激烈竞争中，企业必须实施自动化才能生存。
自动化的必要性/优势
- 提高劳动生产率
- 降低劳动力成本
- 缓解劳动力短缺
- 减少或消除繁重手工和文职作业
- 改善工人安全
- 提升产品质量
- 缩短制造周期
- 降低单件成本
工业自动化的三大类型
- 固定自动化
- 可编程自动化
- 柔性自动化
1. 固定自动化
固定自动化使用专用设备执行特定任务。此类设备仅能完成单一或最多两项任务，仅能生产特定产品款式。产品设计或工艺变更意味着更换整个自动化系统，难度大。设备按工艺定制，难以适应变化。初期投资大，但大批量生产下长期经济。因此固定自动化适合大规模量产。
固定自动化也称为“硬自动化”
固定自动化典型例子
汽车制造自动装配线、物料输送传送带系统、机加工传输线、化工生产系统等。
优势
- 生产率极高
- 单件制造成本低
- 输出质量均一
局限
- 初始投资高
- 难以适应变更
2. 可编程自动化
可编程自动化指生产设备具备改变作业顺序以适应不同产品配置的能力。作业序列由程序控制——一组编码指令供系统读取执行。导入新程序即可生产新产品。
与固定自动化适合大批量不同，可编程自动化适合批量生产。每换新产品需重新编程，重编程期间存在非生产时间。
典型例子
数控机床、工业机器人、CNC 机床、可编程逻辑控制器 (PLC) 等。
优势
- 最适合批量生产
- 具备适应产品变更的灵活性
局限
- 初始成本高
- 产量低于固定自动化
- 重编程耗时
3. 柔性自动化
柔性自动化是可编程自动化的延伸。柔性自动化系统能在几乎零切换时间的情况下生产多种产品（或零件）。
重编程和物理调整（工装、夹具、机床设置）零生产时间损失。系统可按各种组合和计划生产多品种，无需分批次生产。
柔性自动化也称为“软自动化”
典型例子
可重新编程执行钻孔、焊接、喷涂等多任务的机械臂。
优势
- 切换产品零时间损失
- 易于适应产品变更
- 比可编程自动化快（无切换停机）
局限
- 设备/机械成本更高
- 单件制造成本较高
上述自动化成本较高，中小企业可能难以承担。为此可实施低成本自动化 (LCA)。
什么是低成本自动化？
- 低成本自动化 (LCA) 旨在以最低成本实施自动化方案。定义为“人机协作、以少投入达成目标的系统”。
- 易实施、高灵活可靠、占地小、零/极低维护、最低投资运行成本的自动化称为 LCA。
- LCA 特别适合难以实施大规模自动化的中小企业。
- LCA 利用标准件、机构、装置将手动操作转为自动，并利用闲置旧机床、机构、系统的零部件或子组件（免费或极低成本获取）。
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工业技术