一、基础硬件模块的成本构成逻辑
整套 工业自动化设备的投入成本中,占比最高的部分是基础硬件模块,也就是此前系列文章中提到的感知采集模块、执行驱动模块、核心控制模块、通信传输模块这四大核心单元,不同性能等级的硬件成本差异极大,基础型的小生产线整套硬件投入门槛较低,适配小型车间的基础自动化需求。
中大型生产线的整套工业自动化设备,因为需要覆盖更多的采集点位、搭载更高算力的控制单元、适配更复杂的多设备协同逻辑,硬件投入会对应提升,硬件成本的核心差异来自点位数量和性能等级,盲目追求过高的硬件性能会带来不必要的成本浪费,完全适配自身生产需求的硬件配置才是性价比最高的选择。
二、定制化开发与组态调试的成本占比
除了硬件采购成本,定制化开发与组态调试的成本,也是整套工业自动化设备投入的重要组成部分,这部分成本包含控制逻辑编写、上位机组态搭建、现场联动调试等环节的技术投入,不同复杂度的生产线开发调试成本差异明显。
简单的单设备自动化改造,只需要实现基础的启停、调速、数据采集功能,开发调试成本相对较低,而需要对接多生产线协同、能耗动态管控、智能故障预警的复杂自动化系统,开发调试的技术投入会大幅提升,这部分成本的核心差异来自功能的定制化程度,很多非必要的花哨功能会大幅拉高开发成本,提前梳理核心刚需功能可以有效控制这部分投入。
三、现场安装与后续运维的长期隐性成本
很多用户在核算整套工业自动化设备投入时,很容易忽略现场安装与后续运维的长期隐性成本,现场安装包含布线、固定、对接原有生产线的施工成本,后续运维包含备件储备、定期巡检、故障排查修复的长期投入,这些成本累加起来也是一笔不小的开支。
如果前期选型时只看硬件采购的低价,忽略硬件的通用互换性,后续专用备件的采购成本会非常高,长期运维的总投入甚至会超过前期的硬件采购成本,核算整套工业自动化设备投入时,必须把3到5年的长期运维成本纳入整体预算,才能得到完整真实的总投入数值,避免后期出现预算超支的问题。
四、利旧原有工控设备的改造优化方案
降低自动化改造成本的核心方法,是最大化利旧车间原有的工控设备,很多车间已经投入使用的老旧生产设备,硬件本身没有损坏,只是没有接入统一的工业自动化控制系统,不需要直接整台替换,只需要加装对应的通信模块、数据采集终端,就可以把原有设备接入新的自动化系统。
结合此前系列文章中提到的工控设备变频改造、控制模块升级技巧,只替换原有设备中老化的低效率部件,保留还能稳定运行的核心硬件,不需要全部采购全新设备,就可以实现整套工业自动化系统的功能,这一步可以直接降低近40%的硬件采购成本,同时还能减少原有设备报废带来的资源浪费。
五、分阶段迭代的分步改造落地策略
采用分阶段迭代的分步改造落地策略,也是降低自动化改造成本的有效方法,不需要一次性投入全部预算完成全车间的自动化改造,可以先从能耗浪费最严重、人工重复劳动最多的核心生产线开始改造,先落地基础的自动化控制、数据采集功能,快速拿到节能提效的收益。
用第一阶段改造产生的生产收益,支撑后续其他生产线的自动化改造投入,不需要一次性承担全部的资金压力,同时还可以在第一阶段的改造过程中积累运维经验,后续阶段的改造可以避开前期踩过的技术陷阱,进一步降低后续改造的试错成本,让自动化改造的投入产出比最大化。
六、标准化通用方案替代全定制开发
用标准化通用方案替代全定制开发,可以大幅降低开发调试环节的成本,很多通用的生产场景,市面上已经有经过大量现场验证的成熟自动化控制逻辑、上位机组态模板,不需要从零开始全定制开发,只需要根据自身生产线的实际情况,对通用方案做少量的适配调整,就可以满足使用需求。
同时优先选用通用型的标准硬件,不同模块之间的兼容性更强,后续运维时备件的采购成本更低,互换性更强,不需要为专用的非标准硬件支付额外的溢价,在完全满足生产需求的前提下,最大化压缩不必要的定制化投入,进一步降低整套工业自动化设备的总投入成本,实现低成本落地自动化改造的目标。