非标自动化设备（构成、开发流程与验收）

是什么

非标自动化设备（专机）是按特定产品的特定工艺定制的自动化装备：没有固定型号，一家供应商做出来的设备，换一家或换一个产品往往不能直接用。

它与标准机的区别：

维度	标准机	非标专机
适用对象	通用工序（贴片、拧螺丝、点胶）	特定产品/特定工序
交付周期	现货/短交期	3～6 个月常见，复杂线体更久
价格	透明、可比较	一单一价，差异大
风险	低	高（需求、节拍、来料、验收）
柔性	换型靠程序/治具	换型往往要改机构
维护	厂家标准服务	依赖供应商能力与备件

什么时候值得上非标：

批量足够大（一般年产量能摊平设备折旧）；
人工节拍/质量/一致性做不到；
工序危险、污染、重复劳动强度大；
产品工艺已经稳定，不会频繁改设计。

什么时候不该上：

产品还在 EVT/DVT，结构天天变；
来料一致性差（设备一停就是一批）；
量太小，回本周期超过 2～3 年；
工艺本身还没跑通（用自动化固化一个错误工艺）。

设备的基本构成

模块	作用	常见形式
机架/台面	承载、隔振、防护	铝型材、方管焊接、大理石平台
上料	把散料/托盘变成有序来料	振动盘、料仓、弹匣、托盘堆垛、AGV
输送/移载	工位间流转	皮带、倍速链、转盘、直线电机、机械手
定位/夹具	每次到位都在同一位置	定位销、V 块、气动夹具、真空
执行机构	完成工艺动作	气缸、电缸、伺服、步进、压机、点胶阀、拧紧轴
检测	判断有无/位置/尺寸/外观	传感器、视觉、激光位移、力传感器
控制	逻辑、运动、通讯	PLC + HMI、运动控制器、工控机
安全	防夹、防误启动、急停	安全光栅、门锁、安全继电器、急停
数据	追溯、报警、OEE	MES 接口、扫码、数据库、看板

一条产线的自动化水平，不取决于最贵的那个机械手，而取决于最弱的那个环节：上料卡料、来料超差、定位不到位，任何一个都能让整线停摆。

开发流程（十步）

阶段	输出	关键动作
1 需求（URS）	用户需求说明书	产品、工艺、产能、良率、接口、环境、安全、验收标准
2 方案	方案书 + 节拍表 + 布局图 + 报价	工艺路线、工位划分、节拍计算、关键机构、风险清单
3 DFM/A 评审	产品可制造性意见	产品结构是否好定位、好取放、好检测；要不要改产品
4 设计	3D/2D、电气图、IO 清单、软件架构	机械、电气、软件并行；做干涉与节拍仿真
5 采购加工	到料、加工件	长周期件（伺服、机器人、视觉）先下单
6 装配	机构装配、接线	按模块装配，先单站后联调
7 厂内调试 FAT	FAT 报告	单站动作、节拍、良率、安全、连续运行
8 现场安装	就位、接管、接线	水电气网、地基、安全防护
9 现场验收 SAT	SAT 报告	实际来料、实际环境、连续生产验证
10 爬坡	稳定量产	参数优化、人员培训、备件、SOP

每个阶段的"门"

URS 不签字，不做方案：需求模糊是非标项目最大的坑；
节拍表不达标，不进入设计：方案阶段就要算清楚每个动作的时间；
FAT 不通过，不发运：在供应商厂内解决问题，比到现场便宜十倍；
SAT 不通过，不验收付款：尾款与验收指标绑定。

节拍与产能计算

单站节拍

CT = 上料 + 定位夹紧 + 工艺动作 + 检测 + 下料 + 余量

每个动作都要拆到 0.1 s 级别估算，气缸行程、拧螺丝圈数、点胶路径、视觉拍照时间都不能漏。

产能

UPH = 3600 / CT(s) × 稼动率
班产能 = UPH × 每班工时
工位数 = 需求 UPH / 单站 UPH（向上取整，再考虑缓冲）

例：CT = 12 s，稼动率 85% → UPH = 3600/12 × 0.85 = 255 件/h。

OEE

OEE = 可用率 × 性能效率 × 良率

非标线常见目标：稼动率 ≥ 85%，良率 ≥ 98～99.5%，OEE ≥ 70～80%。验收时要用连续 4～8 小时的实际运行数据，而不是"演示 10 分钟"。

节拍平衡

多工位线体要画节拍柱状图：每个工位实际耗时 vs 目标 CT。瓶颈工位决定整线产能，差 1 秒就要重新分配动作或增加工位。缓冲工位（Buffer）用来吸收上游波动，但会占空间、增加在制品。

关键指标

指标	定义	目标参考
CT	单件节拍	按产能反算
UPH	每小时产出	≥ 需求
稼动率	实际运行时间/计划时间	≥ 85～90%
良率 / FPY	一次通过率	≥ 98～99.5%
MTBF	平均无故障时间	越长越好，按班次评估
MTTR	平均修复时间	越短越好，备件要齐
换型时间	换产品/换治具时间	SMED，目标 < 10～30 min
Cmk	设备能力指数	关键特性 ≥ 1.67

成本构成

项目	占比（经验）	说明
机械设计与加工	30～40%	机构、机架、治具
电气与控制系统	15～25%	PLC、伺服、传感器、电柜
外购件	20～30%	机器人、视觉、气动、伺服
软件与调试	10～20%	编程、联调、试产
运输安装	3～8%	吊装、运输、现场
备件与培训	2～5%	易损件、操作维护培训

降本不是砍配置，而是砍不必要的功能：先满足工艺和验收，再谈扩展性；标准件优先；模块化设计方便后续复制。

FAT / SAT 验收清单

FAT（厂内验收）

所有动作按顺序运行，无干涉、无异响；
节拍达到设计值（连续 1 小时以上）；
良率达到约定值（用客户提供的样件/来料）；
安全功能有效（急停、光栅、门锁、双手启动）；
断电/断气/急停后恢复逻辑正确；
报警信息可读、可复位；
数据接口（MES/扫码）联通；
连续运行 4～8 小时无故障；
图纸、程序、IO 清单、操作维护手册齐全；
备件清单确认。

SAT（现场验收）

实际来料下连续生产 ≥ 4～8 小时；
节拍、良率、稼动率达到合同指标；
与上下游设备/线体联调通过；
操作者培训完成，能独立操作与日常保养；
安全验收（防护、接地、噪声、照明）；
Cmk/GRR 达到要求；
遗留问题清单与整改计划。

验收标准一定要写进合同：节拍、良率、稼动率、连续运行时间、来料范围、验收方法、尾款比例。没有量化标准的"验收合格"，最后一定是扯皮。

风险与对策

风险	后果	对策
产品设计变更	机构/治具重做	先做 DFM 评审，锁定产品版本；关键机构留可调余量
来料一致性差	卡料、定位失败、良率低	明确来料公差与包装方式；上料前加整列/检测
节拍估算乐观	达产不了	方案阶段做动作分解与仿真，FAT 实测
验收标准模糊	尾款扯皮	合同量化指标 + 验收方法
只做主机不做上下料	前后端仍需人工	按整线考虑物流与缓冲
忽略安全合规	无法验收/事故	设计阶段做安全评估（ISO 12100）
备件不足	停机等件	关键件备 1～2 套，建立备件清单
供应商能力不足	延期、反复整改	看类似案例、看厂内调试、分期付款

常见坑

产品没定型就上自动化：改一次结构，治具全废；
用演示节拍当量产节拍：空跑 8 s，实际来料 15 s；
忽略换型：多品种共线，换一次治具 2 小时；
没有手动模式：调试/异常时无法单步操作；
报警只报"故障"：不告诉操作者哪里故障，停机时间全耗在找问题；
不做防错：漏装、装反靠人看，批量不良；
电气柜不留余量：加一个传感器就没端子、没空间；
文档不交付：换人后设备成了黑箱。

是什么