在购置设备或自动化系统的时候，情况通常是这样：在考虑购置这些设备是否具有意义的时候，价格并不能说明一切。实现机床的自动化可以采用各种方法回收投资，对不同的加工车间而言，其中有些方法或多或少都具有一定的价值，而自动化的全部回报应根据具体情况进行分析。当然，自动化硬件系统最大的优势是具有实现无人化操作的可能，或者应用于更特殊的情况，当白天上班的操作人员离开车间以后，机床还可以继续运转。一套自动化零件上料系统的费用有时是相当可观的，可能会使机床的整体价格增加30%左右。但却可以在没有操作人员的情况下，使机床持续以每天12h进行工作，那么情况又会怎样呢？结果是，加工车间仅以1.3倍的机床价格，就获得了机床的双倍生产率。

与操作人员的关系

John Richard先生是Fritz Studer磨床公司（其美国代理商是United Grinding公司)的销售经理。该公司的磨床采用各种不同的自动化配置方案，以适应不同的应用目的，因此其价格范围也各不相同。Richard先生说，增加30%以上的价格并提高100%以上的生产率并不完全是不切合实际的。事实上，这种现象非常普遍。“即使车间或工厂不使用无人化加工生产，自动化系统仍然有它自己的出路。”自动化系统的投资回报还包括以下各种来源：

（1）速度  Studer公司的“EasyLoad”简易零件上料系统（见图1），可在6~12s内将一个零件安装到外圆磨床上进行加工，具体时间取决于多种因素，其中也包括零件的大小。如果由操作人员手工安装零件需要花费较长的时间，至少需要10~15s。如果一个零件的磨削加工周期较长，那么自动化上料系统与手工上料之间的速度差距似乎也微不足道。但如果磨削加工时间很短，那么上料过程中节约几秒钟的时间就可以使整个生产过程加工更多的零件。最重要的是，零件自动装料机构是从来不知道疲倦的，其上料速度始终保持一致。

图1  图中所示的零件自动上料系统可以使机床操作人员的工作效率进一步提高。机床零件的自动上料机构位于照片的右边，从照片中可以看到零件上料机构的夹钳。如果有两台磨床都采用这种零件自动上料机构，那么只需要一名操作员就可以同时兼顾两台机床的操作。换句话说，车间不必再聘用一名雇员来操作第二台机床

（2）一致性  精确地预测一个零件的全部生产时间是不是具有价值？要做出这一预测，只是了解零件的加工周期是不够的。因为每个周期之间的时间量（也就是说零件装卸时间）主要是由人工装卸决定的，那么这一时间是可变的。这个变量受到操作人员的影响，如操作人员某一时刻的心情、操作员对工作的厌烦程度等都会对零件的装卸时间长短产生很大的影响。相比较之下，自动化系统的零件装卸时间是固定的，数值是重复的（除了可缩短时间的潜在能力之外）。自动化系统能够准确地判断全部生产所需要的时间，这就使工厂能够更加精确地制订设备的生产计划，另一方面，工厂就能够更加全面地发挥机床的作用，从而可从加工设备中获取最大的价值。

（3）提高了每个操作人员的产量  一个依靠操作人员装卸工件的工厂，为了提高产量，除了增加设备外，还需增加操作人员。但在采用自动化系统的工厂里，如果要提高产量，虽需要添加设备，但不一定需要增加人员，这种方式显然更易于快速地应付需求不断增长的形势。

如果两台磨床都采用上述的零件自动上料系统，那么其中一台机床就不需要再增加操作员来看管机床，工件仍能连续地在机床上进行加工，正如在单一加工周期中完成工件的加工那样。其结果是，过去，同一个操作员需要忙于照看这两台机床中的其中任何一台机床，而现在可以长时间的离开机床，再也不用担心。此时，操作人员可以利用这段时间料理第二台机床的备料区域，但机床也同样具备无人化操作的条件。这就意味着，现在的操作员可同时照看两台机床进行生产，而不是照看一台。这两套零件自动上料系统虽然增加了额外的价格却节约了车间因寻找和雇佣另一名操作人员所需要的一切费用。
　　
实现无人化作业

Richard先生说，很多磨床用户都达成了共识，虽然不同的车间有不同的想法，但他们确信，不管是加工时间较长的零件，还是加工时间较短的零件，最好都采用自动化系统。关键是取决于加工车间的经验及其对自动化回报要求的期望值。

对于加工周期较短的零件而言，采用自动化系统的主要理由是可以提高生产率。如果零件的重量相对较轻，采用自动化系统装卸零件的速度要比人工更快，这一优势有利于节约更多的时间。而且，零件装卸时间的一致性，也有利于工厂更有效地制订生产计划。

对于需要较长加工周期的零件，采用自动化系统的理由是为了实现无人化加工作业。自动化上料系统的备料区，对于长加工周期的零件来说，已经足以让机床在夜间运行生产，可在很多小时内不需操作人员干预，也许一直可以加工到第二天早晨。

然而，Richard先生强调说，无人化加工操作的意义比“无照明”加工操作的意义更为重大。即使车间24h都有人看管，但当操作员因吃午饭或因请示下一个工件的加工问题而暂时离开机床时，机床将会发生什么情况呢？采用自动化系统以后，即使操作员暂时离开机床，即使一个零件的加工周期已经结束，机床仍然不会在那里空程运转。由于消除了机床每天的空程运转时间，其全年节约的时间是非常可观的，这对大幅度提高产量具有重大意义。

图2  机床购买者的总成本也为实现自动化奠定了一个基础。这里所示的饼图为一台特定机床在其整个使用寿命中各种费用所占的相对比例。其最初的购置价格占总费用的14%。随着时间的推移，所需的机床操作人员费用将大大超过这一数字，约占总费用的40%。当然，这些数字随着机床的不同而有所变化。由于机床安装了自动化系统，即使初期的投资较大，那么总体费用也会因人员费用的降低而减少

    
机床的真正价值

Richard先生说，在购置任何一台机床时，应该以什么样的方式去看待这台机床，首先应该弄清楚车间希望这台机床在什么时间段使用。就机床本身而言，它可以在一天的任何时间内使用生产。因此，凡是没有参与工作的时段都代表了车间的付出，也就是说没有获得任何实际成果。换句话说，机床每天花费在实际加工中的小时数决定了机床的实际价值，是使用了机床的一半，还是使用了机床的2/3。实际上，车间就是依据这一价格基础来购置机床的。确实，自动化系统增加了机床的价格，但从总体来看，它让车间获得了比购置机床更高百分比的价值。