生產自動化是指在工業生產中廣泛採用自動控制、自動調整裝置，用以代替人工操縱機器和機器體系進行加工生產的趨勢。在工業生產自動化條件下，人只是間接地照管和監督機器進行生產。

工業自動化，按其發展階段可分為：

(1) 半自動化。即部分採用自動控制和自動裝置，而另一部分則由人工操作機器進行生產。

(2) 全自動化。指生產過程中全部工序，包括上料、下料、裝卸等，都不需要人直接進行生產操作 (人只是間接地看管和監督機器運轉)，而由機器連續地、重複地自動生產出一個或一批產品。

近年來，中國製造業長久以來依靠的勞動力優勢正在逐步消失。廉價的勞動力大軍，曾是中國製造業發展的主動力，如今已不如往昔那麼龐大和廉價，企業還面臨不斷惡化的用工短缺問題。因此，對於大規模製造生產，想在全球競爭的企業而言，提高生產力的出路只有依靠技術提升、引進自動化、智慧化技術。自動化也是工廠發展的必經途徑。

工業自動化是德國得以啟動工業4.0的重要前提之一，主要是在機械製造和電氣工程領域。目前在德國和國際製造業中廣泛採用的“嵌入式系統”，正是將機械或電氣部件完全嵌入到受控器件內部，是一種特定應用設計的專用計算機系統。工業自動化技術是一種運用控制理論、儀器儀表、計算機和其他資訊科技，對工業生產過程實現檢測、控制、最佳化、排程、管理和決策，達到增加產量、提高質量、降低消耗、確保安全等目的的綜合性高技術，包括工業自動化軟體、硬體和系統三大部分。主要解決生產效率與一致性問題。無論高速大批次製造企業還是追求靈活、柔性和定製化企業，都必須依靠自動化技術的應用。

製造業在當下時代，也正經歷著自動化轉型。企業不斷在探索新的技術，希望透過快速生產與高質量的產品，滿足客戶的需求。工業4.0的崛起，讓工業生產流程、機器人應用、軟體與自動化技術在生產製造業越來越普遍。

工業製造自動化不僅在代替人的體力勞動和腦力勞動，還在機工業造自動化技術還表現出諸多的優點：

第一，工業製造自動化技術能極大地提高生產效率，縮短產品生產週期，為產品搶佔市場提供了時間保證；

第二，機械製造自動化技術能夠確保產品質量達標和規格統一，符合現代社會標準化生產模式，具有良好的發展前景；

第三，機械製造自動化技術能夠提高生產效率，減少勞動力的消耗和使用，從而幫助企業降低生產成本，提高企業的經濟效益；

第四，機械製造自動化技術採用的是標準化生產，能夠減少和降低生產過程中由於人的不確定性因數所導致的原料消耗，減少廢棄物的產生，有利於國家倡導節能減排目標的實現。

怎麼實現自動化生產要求？

自動化生產線技術：驅動技術，機械技術，感測技術，控制技術，人機介面技術，網路技術透過一些輔助裝置按工藝順序將各種機械加工裝置連成一體，並控制液壓，氣壓，額電器系統將各個部分動作聯絡起來，完成預定的生產任務。

生產自動化的具體步驟：

1、從作業的改善到裝置的改善再到工程的改善

1.1發揮智慧提高效率才是真正的改善。最初進行作業改善，接下來還是進行作業改善，然後依然是作業改善。此後為了取得更好的成績就要進行最小限度的裝置改善。最後著手進行配置計劃的變更，這些就是改善的步驟

1.2如果改善失敗了也不要回到原來的模式，要繼續改善。改善也有失敗的情況。即使認真的總結討論了，但如果不做做看還是有無法瞭解的地方。這個時侯，絕對不能再重複原來的做法。有的人會想如果不行的話就再回到原來的老路上，這樣改善就無法推進。改善失敗了也不回到原來的套路上而是繼續不斷地改善，這才是豐田生產方式的理念。改善要從簡單有效的作業開始。

1.3按部就班地磨練改善能力。對於今後的生產來說重要的是要顧慮到從一個工序進入到下一個工序的情況這種生產結構。如果不能細心地顧慮到下一個工序，生產水平是不會提高的。如果自己所在工序水平提高了自然會使下一個工序進行得更順利。從這點來看，致力於改善是非常有必要的。從順序上來講，作業改善是最重要的。作業改善的結果是，換成這樣的裝置比較好，那當然工程也會隨之有所變化。

2、 推進工廠自動化的步驟

2.1工廠自動化必須有強烈的要求

所謂自動化：自行檢查(抑制)質量、數量、作業、裝置的異常、如有異常發生，優先停止的人、裝置、生產線和工廠。

自動化的目的：

①質量管理：⑴質量 ；⑵生產質量；⑶裝置；⑷生產線；⑸資訊；⑹員工、作業人員；

②少人化帶來的成本降低

④人性尊重

生產線、工序、工廠的自動化:

1、 生產線、工序、工廠流水作業

2、 生產線、工序、工廠的出口

3、 異常時，停止生產線和工廠是非常重要的不徹底進行作業改善連浪費多會自動化，裝置改善之前進行作業改善，明確裝置改善的目的。

2.2從點到線、從線到面的展開

工廠自動化從點到線、從線到面逐步展開。 點是“工程自動化”。前提是設定作業時間。最好是一個月的作業時間是相同的。其他還要實施標準作業，設定投入材料、完成品的在庫管理、每天的生產個數、生產順序。以上面的步驟為前提逐步實施“工具的自動化5步驟”、“工程自動化10步驟”。 然後從點到線展開的是“生產線自動化”。“生產線自動化”從努力做到工序與工序間的半成品最少開始。工序間有一個半成品稱為“連線”，工序間的半成品有多個就稱為“連動”。要想使“連線”發揮效能有兩個條件：一是產品的不合格率要低（通常是千分之一以下）；二是裝置的運轉率要接近100％。具備了這兩個條件“生產線自動化5步驟”才能順利實施

2.3混合生產線的工廠自動化需要四個前提條件：

1、裝置、機器、工具的共有化

2、多能工化

3、平衡性較好的生產順序計劃製作

4、效率較高的物流系統的構建

2.4裝置作為生產線的一部分進行計劃、設計的時侯所需具備的10項條件：

1、人和機器的工作要分開。人的工作是重要的，不管生產量增加還是減少哦時要使人的工作量達到100％。

2、由生產方式、生產線、規模來決定裝置。根據作業時間（客戶所要求的速度）用標準作業組合票來規劃出生產線能力、配置計劃、人員、物品、裝置的最佳組合方法以生產最低限度的裝置。加工一個運送一個、可混流生產、按工序排列裝置、使多工序同時進行的配置計劃、可設定作業時間。

3、縮小操作員身旁的空間裝置。CUMS生產方式的生產線中，原則就是使多工序同時進行的配置計劃。因此，各機器間的工作部件的組裝、拆卸部分靠得更近才更有效率、與原來的橫擺型裝置相比縱擺型或深長型更好一些。

4、容易移動的裝置。生產線是活的東西。要根據市場的要求不斷進行變化。難以移動的裝置對改善來說是一種累贅。因此，帶有小輪子的裝置、沒有油盤的裝置、帶有照明的裝置、空氣配管、電氣配線、換氣配管等要根據配置計劃想辦法制作成可拆卸的插座方式。

5、容易運送物品的裝置。對每個工序來說，進行生產的裝置規格是由單工序中反覆進行的作業來決定的。但是，多工序間加工一個運送一個的方式使得各機器之間組裝拆卸部分的高低程度比較固定才好。開關按鍵最好由一個機器一個開關轉換成複合開關，還需要根據作業的順序可隨意拆卸。

6、可轉用的裝置。生產線要根據生產的增減、裝置的變更、工序的取捨等條件經常變化以保持適當的狀態。因此，裝置的功能區、物流區、檢查區、存貨區不能用統一的調節模式，最好用可以分散管理的調節系

統

7、消除裝置的浪費時間。有經驗的作業者和沒有經驗的作業者的最大區別不是手的動作而是工作計劃安排。有經驗的作業者在生產中也會意識到下一個加工工件需要用到的零件。因此作業完成後能夠快速並順利地進行下一項作業。而沒有經驗的作業者進行下一項作業的時侯才意識到以上問題，所以動作就會有浪費。為了適應多樣化，大量的機器人被引入生產線，但編入有經驗的作業者的軟體系統很少。

8、生產準備的初始化。在生產線作業持續流動同一產品的時代，有幾個一看就覺得生產效率很高的生產線。根據CUMS生產方式，除了在生產線內作業反覆進行的加工動作外，所有的動作都要排除改善。因此，零部件是採用作業者自己取出放入的方法或直接搬運的方法。另外，工作要保持每個作業者最低有一份的狀態（改變作業順序或結束時也一樣）。因此，必須進行水平一直且有效的改善。同時，還要有簡單的物流系統和物流裝置

9、快速改變。如果是加工車間方式的加工或組裝作業就不太注意工序的前後順序而是直接更換作業順序。但是，如果是流水線的方式必須一次性更換數個或十幾個工序。即使更換一個工序需要3分鐘的時間，如果更換10個工序就需要30分鐘。因此，流水線作業方式下的作業順序的更換要儘量避免。所謂作業時間的變換是指把工件在工序間移動時可自行更換或是在一個替代工件透過的時間裡就可以簡單的完成，並把更換的系統安裝在裝置中。

10、自動化。”自動化是指發生在異常的時侯自動停止“。本來，用機器的目的就是排除人的作業。因此，推進機械化的過程就是走向自動化的一環。然後，如果走錯一步，即使能減輕人的作業也不能排除人的作業。

3.自動化匯入步驟

1、確保安全。建立不引發災害的系統構架。異常發生時啟動安全裝置，全體停止是前提。

2、工具的道具化。為了便於工作，把市面上銷售的工具加工成為道具（更順手的工具）。

3、加工自動化。將手工作業利用電動氣動置換成小裝置作業。

4、位置決定。決定使用工具、道具的部位，也可以不事先決定位置。

5、自動傳送。工具、道具(小裝置)的工作和人的工作分開。

6、復位。工作完成之後，工具、道具會自動回到原來的位置。

7、自動夾緊裝置。把用手工操作的加緊裝置透過機器、油壓、氣壓等使之稱為自動夾緊裝置（防呆裝置）。發生異常時侯，不夾緊就不加工的裝置裝置

8、自動加工。把手工操作進行的加工透過機器、油壓、氣壓等轉為自動加工，不過前提是發生異常時不進行加工。

9、自動傳送。透過機器、油壓、氣壓等手工傳送作業轉換為自動傳送加工。不過，前提是發生異常時不回進行自動傳送

10、自動停止。自動傳送加工和主軸運轉等會在結束時停止

11、自動化復位。自動傳送加工和主軸運轉等會在結束時停止回到起點

12、自動彈出。加工完成後工件會自動彈出，但前提是要有在發生異常時不回彈出的裝置

13、自動搬運。彈出的工件被自動搬運到下一工序作業的位置或者組裝的位置

14、自動測定。加工好的工件全部自動檢測，前提是要有發生異常時工件不會流動的裝置（防呆裝置）

15、自動安裝。自動進行工件的安裝。高水準的自動化，還能發出工具交換的訊號

16、自動啟動。工件安裝完成後將自動啟動

17、U型生產線。為了使生產流程順利，適應多樣化生產，就要把裝置工序按U型排列，並且配置成可同時進行多項工序的生產線。按逆時針方式按工序排列裝置

18、單品（1組）流程。從完成到材料，對從最後組裝工序出來的單品只做單品零部件的搬運、組裝、加工和領取材料

19、前導人員。為了使作業時間（生產基準）一目瞭然，要構建新的體系（資訊基準、改善基準）。為了打造可以根據基準管理正常或異常的生產線，要對某些裝置安裝控制調節系統。特別是對前導人員，用眼看、用耳聽的方法是可以的，但只對最初的情況有效，以後就逐漸變得意識薄弱了。

20、AB控制調節。要建造一個只在前工序（A）有工件而後工序（B）無工件時才運轉的生產體系。

生產自動化是指在工業生產中廣泛採用自動控制、自動調整裝置，用以代替人工操縱機器和機器體系進行加工生產的趨勢。在工業生產自動化條件下，人只是間接地照管和監督機器進行生產。

工業自動化，按其發展階段可分為：

(1) 半自動化。即部分採用自動控制和自動裝置，而另一部分則由人工操作機器進行生產。

(2) 全自動化。指生產過程中全部工序，包括上料、下料、裝卸等，都不需要人直接進行生產操作 (人只是間接地看管和監督機器運轉)，而由機器連續地、重複地自動生產出一個或一批產品。

近年來，中國製造業長久以來依靠的勞動力優勢正在逐步消失。廉價的勞動力大軍，曾是中國製造業發展的主動力，如今已不如往昔那麼龐大和廉價，企業還面臨不斷惡化的用工短缺問題。因此，對於大規模製造生產，想在全球競爭的企業而言，提高生產力的出路只有依靠技術提升、引進自動化、智慧化技術。自動化也是工廠發展的必經途徑。

工業自動化是德國得以啟動工業4.0的重要前提之一，主要是在機械製造和電氣工程領域。目前在德國和國際製造業中廣泛採用的“嵌入式系統”，正是將機械或電氣部件完全嵌入到受控器件內部，是一種特定應用設計的專用計算機系統。工業自動化技術是一種運用控制理論、儀器儀表、計算機和其他資訊科技，對工業生產過程實現檢測、控制、最佳化、排程、管理和決策，達到增加產量、提高質量、降低消耗、確保安全等目的的綜合性高技術，包括工業自動化軟體、硬體和系統三大部分。主要解決生產效率與一致性問題。無論高速大批次製造企業還是追求靈活、柔性和定製化企業，都必須依靠自動化技術的應用。

製造業在當下時代，也正經歷著自動化轉型。企業不斷在探索新的技術，希望透過快速生產與高質量的產品，滿足客戶的需求。工業4.0的崛起，讓工業生產流程、機器人應用、軟體與自動化技術在生產製造業越來越普遍。

工業製造自動化不僅在代替人的體力勞動和腦力勞動，還在機工業造自動化技術還表現出諸多的優點：

第一，工業製造自動化技術能極大地提高生產效率，縮短產品生產週期，為產品搶佔市場提供了時間保證；

第二，機械製造自動化技術能夠確保產品質量達標和規格統一，符合現代社會標準化生產模式，具有良好的發展前景；

第三，機械製造自動化技術能夠提高生產效率，減少勞動力的消耗和使用，從而幫助企業降低生產成本，提高企業的經濟效益；

第四，機械製造自動化技術採用的是標準化生產，能夠減少和降低生產過程中由於人的不確定性因數所導致的原料消耗，減少廢棄物的產生，有利於國家倡導節能減排目標的實現。

怎麼實現自動化生產要求？

自動化生產線技術：驅動技術，機械技術，感測技術，控制技術，人機介面技術，網路技術透過一些輔助裝置按工藝順序將各種機械加工裝置連成一體，並控制液壓，氣壓，額電器系統將各個部分動作聯絡起來，完成預定的生產任務。

生產自動化的具體步驟：

1、從作業的改善到裝置的改善再到工程的改善

1.1發揮智慧提高效率才是真正的改善。最初進行作業改善，接下來還是進行作業改善，然後依然是作業改善。此後為了取得更好的成績就要進行最小限度的裝置改善。最後著手進行配置計劃的變更，這些就是改善的步驟

1.2如果改善失敗了也不要回到原來的模式，要繼續改善。改善也有失敗的情況。即使認真的總結討論了，但如果不做做看還是有無法瞭解的地方。這個時侯，絕對不能再重複原來的做法。有的人會想如果不行的話就再回到原來的老路上，這樣改善就無法推進。改善失敗了也不回到原來的套路上而是繼續不斷地改善，這才是豐田生產方式的理念。改善要從簡單有效的作業開始。

1.3按部就班地磨練改善能力。對於今後的生產來說重要的是要顧慮到從一個工序進入到下一個工序的情況這種生產結構。如果不能細心地顧慮到下一個工序，生產水平是不會提高的。如果自己所在工序水平提高了自然會使下一個工序進行得更順利。從這點來看，致力於改善是非常有必要的。從順序上來講，作業改善是最重要的。作業改善的結果是，換成這樣的裝置比較好，那當然工程也會隨之有所變化。

2、 推進工廠自動化的步驟

2.1工廠自動化必須有強烈的要求

所謂自動化：自行檢查(抑制)質量、數量、作業、裝置的異常、如有異常發生，優先停止的人、裝置、生產線和工廠。

自動化的目的：

①質量管理：⑴質量 ；⑵生產質量；⑶裝置；⑷生產線；⑸資訊；⑹員工、作業人員；

②少人化帶來的成本降低

④人性尊重

生產線、工序、工廠的自動化:

1、 生產線、工序、工廠流水作業

2、 生產線、工序、工廠的出口

3、 異常時，停止生產線和工廠是非常重要的不徹底進行作業改善連浪費多會自動化，裝置改善之前進行作業改善，明確裝置改善的目的。

2.2從點到線、從線到面的展開

工廠自動化從點到線、從線到面逐步展開。 點是“工程自動化”。前提是設定作業時間。最好是一個月的作業時間是相同的。其他還要實施標準作業，設定投入材料、完成品的在庫管理、每天的生產個數、生產順序。以上面的步驟為前提逐步實施“工具的自動化5步驟”、“工程自動化10步驟”。 然後從點到線展開的是“生產線自動化”。“生產線自動化”從努力做到工序與工序間的半成品最少開始。工序間有一個半成品稱為“連線”，工序間的半成品有多個就稱為“連動”。要想使“連線”發揮效能有兩個條件：一是產品的不合格率要低（通常是千分之一以下）；二是裝置的運轉率要接近100％。具備了這兩個條件“生產線自動化5步驟”才能順利實施

2.3混合生產線的工廠自動化需要四個前提條件：

1、裝置、機器、工具的共有化

2、多能工化

3、平衡性較好的生產順序計劃製作

4、效率較高的物流系統的構建

2.4裝置作為生產線的一部分進行計劃、設計的時侯所需具備的10項條件：

1、人和機器的工作要分開。人的工作是重要的，不管生產量增加還是減少哦時要使人的工作量達到100％。

2、由生產方式、生產線、規模來決定裝置。根據作業時間（客戶所要求的速度）用標準作業組合票來規劃出生產線能力、配置計劃、人員、物品、裝置的最佳組合方法以生產最低限度的裝置。加工一個運送一個、可混流生產、按工序排列裝置、使多工序同時進行的配置計劃、可設定作業時間。

3、縮小操作員身旁的空間裝置。CUMS生產方式的生產線中，原則就是使多工序同時進行的配置計劃。因此，各機器間的工作部件的組裝、拆卸部分靠得更近才更有效率、與原來的橫擺型裝置相比縱擺型或深長型更好一些。

4、容易移動的裝置。生產線是活的東西。要根據市場的要求不斷進行變化。難以移動的裝置對改善來說是一種累贅。因此，帶有小輪子的裝置、沒有油盤的裝置、帶有照明的裝置、空氣配管、電氣配線、換氣配管等要根據配置計劃想辦法制作成可拆卸的插座方式。

5、容易運送物品的裝置。對每個工序來說，進行生產的裝置規格是由單工序中反覆進行的作業來決定的。但是，多工序間加工一個運送一個的方式使得各機器之間組裝拆卸部分的高低程度比較固定才好。開關按鍵最好由一個機器一個開關轉換成複合開關，還需要根據作業的順序可隨意拆卸。

6、可轉用的裝置。生產線要根據生產的增減、裝置的變更、工序的取捨等條件經常變化以保持適當的狀態。因此，裝置的功能區、物流區、檢查區、存貨區不能用統一的調節模式，最好用可以分散管理的調節系

統

7、消除裝置的浪費時間。有經驗的作業者和沒有經驗的作業者的最大區別不是手的動作而是工作計劃安排。有經驗的作業者在生產中也會意識到下一個加工工件需要用到的零件。因此作業完成後能夠快速並順利地進行下一項作業。而沒有經驗的作業者進行下一項作業的時侯才意識到以上問題，所以動作就會有浪費。為了適應多樣化，大量的機器人被引入生產線，但編入有經驗的作業者的軟體系統很少。

8、生產準備的初始化。在生產線作業持續流動同一產品的時代，有幾個一看就覺得生產效率很高的生產線。根據CUMS生產方式，除了在生產線內作業反覆進行的加工動作外，所有的動作都要排除改善。因此，零部件是採用作業者自己取出放入的方法或直接搬運的方法。另外，工作要保持每個作業者最低有一份的狀態（改變作業順序或結束時也一樣）。因此，必須進行水平一直且有效的改善。同時，還要有簡單的物流系統和物流裝置

9、快速改變。如果是加工車間方式的加工或組裝作業就不太注意工序的前後順序而是直接更換作業順序。但是，如果是流水線的方式必須一次性更換數個或十幾個工序。即使更換一個工序需要3分鐘的時間，如果更換10個工序就需要30分鐘。因此，流水線作業方式下的作業順序的更換要儘量避免。所謂作業時間的變換是指把工件在工序間移動時可自行更換或是在一個替代工件透過的時間裡就可以簡單的完成，並把更換的系統安裝在裝置中。

10、自動化。”自動化是指發生在異常的時侯自動停止“。本來，用機器的目的就是排除人的作業。因此，推進機械化的過程就是走向自動化的一環。然後，如果走錯一步，即使能減輕人的作業也不能排除人的作業。

3.自動化匯入步驟

1、確保安全。建立不引發災害的系統構架。異常發生時啟動安全裝置，全體停止是前提。

2、工具的道具化。為了便於工作，把市面上銷售的工具加工成為道具（更順手的工具）。

3、加工自動化。將手工作業利用電動氣動置換成小裝置作業。

4、位置決定。決定使用工具、道具的部位，也可以不事先決定位置。

5、自動傳送。工具、道具(小裝置)的工作和人的工作分開。

6、復位。工作完成之後，工具、道具會自動回到原來的位置。

7、自動夾緊裝置。把用手工操作的加緊裝置透過機器、油壓、氣壓等使之稱為自動夾緊裝置（防呆裝置）。發生異常時侯，不夾緊就不加工的裝置裝置

8、自動加工。把手工操作進行的加工透過機器、油壓、氣壓等轉為自動加工，不過前提是發生異常時不進行加工。

9、自動傳送。透過機器、油壓、氣壓等手工傳送作業轉換為自動傳送加工。不過，前提是發生異常時不回進行自動傳送

10、自動停止。自動傳送加工和主軸運轉等會在結束時停止

11、自動化復位。自動傳送加工和主軸運轉等會在結束時停止回到起點

12、自動彈出。加工完成後工件會自動彈出，但前提是要有在發生異常時不回彈出的裝置

13、自動搬運。彈出的工件被自動搬運到下一工序作業的位置或者組裝的位置

14、自動測定。加工好的工件全部自動檢測，前提是要有發生異常時工件不會流動的裝置（防呆裝置）

15、自動安裝。自動進行工件的安裝。高水準的自動化，還能發出工具交換的訊號

16、自動啟動。工件安裝完成後將自動啟動

17、U型生產線。為了使生產流程順利，適應多樣化生產，就要把裝置工序按U型排列，並且配置成可同時進行多項工序的生產線。按逆時針方式按工序排列裝置

18、單品（1組）流程。從完成到材料，對從最後組裝工序出來的單品只做單品零部件的搬運、組裝、加工和領取材料

19、前導人員。為了使作業時間（生產基準）一目瞭然，要構建新的體系（資訊基準、改善基準）。為了打造可以根據基準管理正常或異常的生產線，要對某些裝置安裝控制調節系統。特別是對前導人員，用眼看、用耳聽的方法是可以的，但只對最初的情況有效，以後就逐漸變得意識薄弱了。

20、AB控制調節。要建造一個只在前工序（A）有工件而後工序（B）無工件時才運轉的生產體系。