對製造業來說，缺工與人力素質下滑會造成競爭力變差。為提高產能、提升品質及降低成本，自動化是不可或缺的利器！但自動化絕非萬靈丹，一方面得有周邊條件的配合（例如合理化），才能充份發揮出效益；另一方面自動化成本不低，且失敗或無法發揮預期成效的風險也大。

如何能「享受」自動化所帶來的效益，又能降低風險、增加未來擴充的彈性、減少實施所需的時間及成本，將是非常關鍵的重點。Frank就多年的自動化經驗，先談談風險部分。當然有風險不代表不推薦做自動化，因為「成功無法複製、失敗容易重蹈」，若能多了解風險，才可以降低踩雷機率。

自動化的分類

首先，簡單的分類一下自動化，工廠自動化大致分為四類：生產自動化﹑物流自動化﹑倉儲自動化與資訊流自動化，簡單說明如下。

1.生產自動化

例如自動上下料﹑埋入（嵌件）射出（Insert Molding）的自動插件﹑自動組裝或包裝﹑疊棧自動化等。這些原本都是作業員在製造現場做的單調重複性工作，可以改成機器人(Robot)或自動化設備來自動作業。

2.物流自動化

包括物料﹑工件﹑半成品或成品的自動搬運等。主要使用AGV （無人搬運車）﹑AMR（自主移動機器人）或 OHT（空中走行式無人搬運車）自動搬運，減少人員搬運重物。

3. 倉儲自動化

指倉庫物管的自動化，包含自動倉的硬體機構與軟體控制，也包含 WMS（倉儲管理系統）的整合。傳統採用固定式，近年來也有結合 AGV 做貨架到人的撿料新模式（貨動﹑人不動）。

4.資訊流自動化

簡單來說就是透過機聯網與物聯網，將各生產機台﹑檢/量測機台，甚至於各類自動化與軟體系統的數據，經由工業互聯網串接，以數據交換達到功能強化與價值提升的目的。其模式就是「整合」，關於整合與融合的說明，請參考另一篇文章：「數位轉型核心技術之IT、OT與7T摘要」。

生產自動化－高風險專案

接下來我們先談談生產自動化。以個人經驗來看，生產自動化就是高風險專案。因為生產自動化需求常常是因為原產線﹑既有機台有「問題」，例如缺工﹑產能不足﹑品質不佳或成本過高，為了解決這些問題所產生的救急專案。但因為自動化常建構在既有產線﹑機台上，或取代原生產線﹑既有機台來運轉。這就導致了七項特性，使得自動化失敗風險大增。本文先分享如下，後文再交流如何規避的經驗。

一、個案訂製型的特質

生產自動化大多數屬於「穿著衣服改衣服」專案訂製型，而非經年累月設計﹑修改﹑優化後的量產型機台。加上各工廠甚至於產線的獨特性，因此先天上就具有三個不利的特質：1. 每一次都是第一次、2. 每一次的數量都少、3. 要時立刻就要。就造成自動化成本高、實施時間長，並且成熟度不佳等問題。

首先是成本高／實施時間長：因為研發固定成本無法分攤到大數量上；製造上也很難透過其他方式來降低製造的變動成本，例如：開模後沖壓或射出成型。先天上成本就相對高，連帶裝機﹑試車與修配等實施時間也相對長。

其次是成熟度不佳：由於缺乏反覆優化的迭代過程，加上空間限制與時間壓力，以致於成熟度常不佳。例如自動化關鍵部件－「夾爪」，因為所要抓取的工件種類多又奇形怪狀，還得克服空間上的種種限制，原本就不容易設計得好。再加上因為要安裝於機器手臂末端，得盡可能減重，讓選型時可以低負載以降低成本。在如此嚴苛的條件下，設計者常會「便宜行事」違背一些基本原則，例如螺絲不能單獨受剪力，造成用久了精度就會逐漸跑掉等長期穩定性問題發生。

二、創價目標與路徑不明確

對於訂製型專案來說，如何創價的終極目標，往下展開的完整而明確的規格，是成功的必要先決條件。但這卻是最困難的第一步。因為專案使用者，也就是現場生產與製程人員，對於自動化的想法常僅止於「省人」；若再繼續追問，頂多增加類似「效益提升」的模糊想法。問題是，單純取代人是不會有效益的，得從「為何而戰」（why／goal）的終極目標著眼，如何「達標創價」（how）著手，才能展開有效的要做什麼（what）與如何實施（how）的完整專案規格與路徑。

三、要適用的工件規格過多

由於臺灣產業多為少量多樣、接單生產。產品種類很多、工件規格複雜，差異甚大。對自動化而言，要同時適用的工件規格越多，困難度就越高，尤其是除了尺寸變化外若還包括幾何形狀時，若要自動適應這麼多種類的產品，將使系統變得很複雜，相對造成成本暴增﹑實施時間拉長﹑失敗風險也急遽拉升。更頭痛的是，某些產品或製程臨時突然變更時，使用者也會直接要求自動化也得隨之因應。這對於專案執行後期，甚至於運轉中的自動化來說，極度困難且風險極高，但卻常被認為理所當然且容易做到。

四、工作空間的限制

由於得建構在既有機台之上協同運轉，無形中就會受到很多物理條件的限制，尤其以工作空間（Workspace）受限問題最為嚴重。為解決工作空間不足或不良的問題，往往得花費時間與成本來重新調配空間擺置（Layout），或設計複雜的機構，例如倍行程機構或架空式設計，這會讓成本與風險提高。

五、專案時間的限制

工廠常會在接到大單卻缺工、或被客訴甚至於大客訂單快掉單時，為了搶救品質以挽回訂單，才會考慮投資大筆資金導入自動化，當成救急方案。既是救急，當然希望見效越快越好。病急投醫，當然希望藥效快速。但有時「吃快打破碗」（台語），過於匆忙的規劃與實施，很難充份考量到各方面的需求與限制條件，等試車時才發現不對或不夠時，往往已經來不及補救修改了。

六、避免影響產能

自動化既然是架構在既有機台或產線上偕同運轉，那就免不了為了搭配，得去修改其內部機構或電控組件。問題是，這些機台此刻應該都還在生產運轉中。為了自動化的修配與試車，難免影響生產，甚至於衝擊到達交率。因此線上修配時間就會被強力壓縮，避免對生產造成太大的干擾。但不夠充足的試車與修配，很容易有漏洞與穩定問題，造成後續上線量產時的損失。

七、ROI < 2年的終極限制

綜合上述六點就可以知道，自動化的成本先天較高且成熟度相對差。為了降低成本與風險，常會限縮生產的種類或機種，甚至於罔顧彈性與擴充性。但這在產品生命週期越來越短的現在，等同另一種相對應的風險，那就是所適用的產品或機種已經被市場所淘汰之後，自動化是否可以擴充以適應未來的新產品，將是另一個大問題。當然因為未來的事，誰也無法預測。既然無法預測，屆時能否做到，講再多也是空頭支票，為此額外支付的成本與時間，誰也無法保證能否回收。因此業界就不約而同的把ROI（回本年限）二年，當成自動化導入的條件。因為產品的生命週期雖然有長有短，但以平均二年來算，應該合理。若屆時自動化無法繼續適用新產品，也算不虧。這想法簡單有效，但也等同讓自動化被下了緊箍咒，造成很難發展出在未來可以高度擴充性與強彈性的創新架構，讓自動化普遍都只顧眼前，失去對未來長遠發展的動力。

綜合以上七項可以知道推動自動化，並不像購買量產機台般容易，而是深具難度的高風險專案。至於如何紓解我們後面會再陸續分享與交流。