自动化焊接设备ROI计算

生产工程师经常对新技术感到兴奋，并倾向于认为投资这些技术的好处对公司的其他人来说是显而易见的。然而，如果热情的工程师不准备恰当地论证自己的论点，他们可能会得到一个令人不快的惊喜。

每当工程师试图在车间增加一项新技术时，管理层总是问同样的问题：拟议投资的回收期是多久？这是一个公平的问题，但值得指出的是，“投资回收期”实际上并不描述投资的盈利能力；它只是描述了“偿还”投资金额所需的时间。它没有考虑资金的时间价值、涉及的风险、机会成本和其他因素。

因此，评估设备投资盈利能力的首选工具是使用净现值（NPV）代替或补充“投资回收时间”的计算。也可以使用内部收益率（IRR）或基于年金的计算。

典型的净现值公式如下所示：

在这个等式中，NPV（i）是投资的贴现价值；t为时间段（年）；N是周期总数（折旧时间）；一是公司设定的内部收益率目标；R_T是指t期间的现金流量；RV是折旧时间结束时的残值；和C_o是总的初始投资成本。

如果在给定的N和i限制条件下，产出净现值（i）大于0，则投资将有利可图。

净现值计算非常有用：

在比较不同类型的投资时，比如“喷漆车间”和“焊接线”。
当进行简单的“苹果对苹果”比较时，比如，“我应该购买焊接电源A还是B？”
在做出“做出或购买”决策时。

在这些情况下，净现值将显示哪项投资最有利可图，如净现值最高所示。每个备选生产概念（包括当前设置）应有一个NPV值。

重要的是要记住，在比较净现值数据时，我们只看到不同生产概念的相对盈利能力。通常情况下，股东会为其公司寻求增长和盈利能力。比较的生产概念必须与这两个目标兼容。所有概念都必须提供相同的容量，以便可以使用相同的容量计算每个生产单元的成本。

由于目标内部收益率(i)和折旧时间(N)更多地依赖于公司内部财务规则和当地法律，而不是实际的制造操作，这些因素在本文中没有详细讨论。无论如何，对所有可比投资来说，它们应该是相同的。

虽然非自动化生产设备的剩余价值可能很容易被估计为零，但自动化投资的剩余价值在折旧期之后仍然可以很显著。根据公司政策，折旧时间可能会有很大的不同，但一般三到七年应该是可以接受的。然而，机器人的平均技术寿命是12到15年。

因此，公平地说，在对自动化生产系统进行投资计算时，在相对较短的折旧时间结束时，应考虑一些剩余价值。

初始投资成本应包括设备成本，以及拟议投资所需的软件、培训、项目管理和其他内部成本，如基础设施变更。这些成本与自动化系统的采购和调试直接相关。

各期间的现金流量计算方法如下_T=收益-经营成本。

收益代表投资提供的客户价值的净增长。例如，对于焊接机器人，它可以是一段时间内生产的焊接接头的销售价值。因此，很容易看出自动化投资的可行性在很大程度上取决于高利用率。在机器人电弧焊的情况下，一个机器人每年可以生产6000到12000公斤的焊缝，而一个手工焊工每年只能生产1500到2000公斤的焊缝。如果我们假设客户每千克焊接材料支付相同的金额，那么这两个概念的收益都很容易估算。

直接人工与自动化

在估计生产自动化投资的盈利能力时，应注意以下几点：

仅将直接人工成本（每小时美元）与拟定投资进行比较容易得出错误结论。
来确定R_T准确地考虑净现值公式中的因素，我们必须了解制造活动在整个公司中的作用。

虽然大多数公司确切地知道今天的小时工资是多少，但他们不一定知道公司今天或未来几年的每项实际生产功能成本是多少。

在本文中，成本被分为三类，代表了在做出任何选择之间的真正比较之前，应该为所有选择确定的成本因素。

第一类代表生产的直接成本，如工资；每个工作阶段的占地面积；管理和监督；工具和材料；以及共享公用设施，如高架起重机。

第二类成本实际上是工作阶段的负担，但如果没有系统地跟踪，就很难定义。例如，它们的发生是因为当前操作的执行方式。这些成本可能与质量活动(检查或维修工作)有关;在制品;长或多变的前置时间;健康和安全;下游地区需要加班或额外的工作时间来管理前一阶段的手工工作的可变性;以及监督和后勤等辅助资源的额外工作时间。有时候，减少在制品的成本本身就可以证明对自动化的投资是正确的!

第三类是与一段时间内可获得资源有关的费用。它们很少被精确计算，而只是估计。以下是一些例子:

这里最容易理解的是熟练劳动力的成本，由于宏观经济原因，这一成本正在上升。一家公司几乎没有或根本没有办法影响这些。由于生产自动化的投资在未来几年内进行，因此今天的劳动力成本不能用于投资的整个生命周期。相反，应考虑10至15年期间劳动力成本的变化。这些成本每年增长7%至15%并非闻所未闻。

学习曲线的影响可能是决定性的。每次新产品被引入生产线时，第一个产品的加工时间可能比计算出的最佳目标时间长50%到150%。工人需要好几种产品才能学会如何实现目标吞吐量时间。自动化使生产活动标准化，因为一旦建立了自动化，它就会一直重复同样的活动——不像人。这可以在每次推出新产品时节省大量的交货时间。

最后一点不是实际的成本因素，而是需要承认的一个基本事实：这项工作是否可以在没有自动化的情况下完成？在考虑准确性、质量、速度、工人的健康和安全、熟练工人的普遍可用性以及占地面积、储存空间和物流限制时，是否能够实现产量和利润目标。

如果结论是没有自动化工作就无法完成，那么使用劳动力成本作为比较的基础和ROI计算中的一个元素就或多或少是无关紧要的。