灯光自动化一直是200多年来的工程师的梦想。目标是按一个按钮，让机器工作无人看管。
加工中心已经可以在没有任何人为干预的情况下设置加工中心。在装配线，人工智能（AI），自动引导车辆，数据分析，灵活的馈线，预测性维护，可编程逻辑控制器，远程诊断，机器人，传感器，视觉系统等技术使工厂自动化实现更容易实现工厂自动化人类参与了这个过程。
“熄灯”的纯粹定义是指一个完全自动化的设施，在整个生产过程中，人类的手永远不会接触产品。从理论上讲，一个真正的停电工厂应该一天24小时，一周7天，只有例行维护或维修时才会有停机时间。
有一个老笑话说，未来的工厂将是如此自动化，它将只有两名员工:一只看门狗和一个人喂它。这个主题的另一个变体是，有一天只有一个人和一只狗坐在控制室里，狗在那里确保人类不碰任何东西。
虽然使这种类型的技术成为事实而不是小说经常存在今天，但是为灯光自动化的商业案例没有，尤其是在装配应用程序中。事实上，一些最好的创新者和最聪明的Visionaries，如史蒂夫乔布斯和埃隆麝香，都尝试过熄灯的工厂。然而，他们的努力失败了。
传统上，机器常常被工人们所畏惧，而被管理层所尊崇，因为它们是可控的、高效的、可预测的。自从18世纪晚期固定蒸汽机开始出现在英国的工厂里，它就一直是这样的。
多十年来，制造业的普遍目标是创建一个像机器一样跑的工厂。大多数早期装配线都是在机器上设计的;人类的互动仅仅是追求的事。
到期“自动化”一词首次出现在20世纪40年代后期，机器被偶像作为美国经济的骨干。然而，在20世纪60年代，人机交互在20世纪60年代发生了显着变化，具有计算机，数字控制和机器人的出现。今天，合作机器人的日益普及消除了许多传统边界。
人机大战
很久以前，各行各业的制造商都试图通过关闭工厂来实现一切自动化，消除所有的人为因素。这导致了广泛的自动化恐慌和工会的强烈反对。然而，将人类完全排除在组装过程之外往往比大多数人最初想象的要昂贵和困难得多。
经过几十年的机器进步，最近的精益制造计划再次强调人类元素的重要性。虽然许多制造商现在使用各种机器人，输送机和其他类型的自动化，但人们仍然是最灵活的“机器”可用于执行许多类型的装配任务。
去年，埃隆·马斯克(Elon Musk)在加州弗里蒙特(Fremont)有争议的工厂认输，用人类取代了机器人后，在推特上写道:“特斯拉过度自动化是一个错误....。人类是被低估的。”
麦肯锡公司(McKinsey & Co.)全球制造业主管Enno de Boer表示:“自上世纪80年代以来，离散制造商中很少讨论‘熄灯工厂’的概念，即只有机器人等机器在运行。过去20年的精益制造运动展示了工厂工人的力量。
“许多公司在过去尝试实施灯光自动化时失败，因为人类可以经常比机器更好，”德波尔解释道。“人类非常灵活。有很多机器人不能这样做的人可以。例如，人类的创造性和认知能力可以很容易地即兴地发展和解决与装配任务相关的问题。“
熄灯自动化在一些过程工业中起作用，特别是在人类接触可能损坏或污染食品、微芯片和药品等产品的地方。然而，当涉及到组装飞机、电器、船只、汽车、家具、拖拉机、卡车和其他产品时，情况就大不相同了。
德布尔称:“这就是为什么我们看到离散制造业中很少有工厂以熄灯方式运营。”“没有商业理由证明这一点。
德布尔指出:“一些制造商在三班倒作业期间采用了熄灯的方法，这在传统上对人类来说很难适应。”“然而，消除最后30%的人工操作员本身就很昂贵。”
与广泛的公众关注自动化带走工作相反，人类仍然在装配线上发挥关键作用。事实上，最近由A.T.进行的一项研究。Kearney和Drishti Technologies Inc.与所有的炒作和歇斯底里蔓延。人类仍然执行72％的制造任务。
科尔尼(A.T. Kearney)合伙人迈克尔•胡(Michael Hu)表示:“尽管新闻报道称机器人和人工智能将在工厂取代人类，但人仍然是制造业的核心，在工厂创造的价值远远超过机器。”“在可预见的未来，人类将成为制造业的支柱。”
“人类是工厂中最有价值的资产，制造商应该利用新技术来扩展直接和间接劳动力的能力，”AI启动的Drishti首席执行官Prasad Akella Caprods Prasad Akella。“尽管围绕机器人炒作，人类仍然是工厂地板上价值和可变性的主要创造者。”
灯光尝试
灯光自动化不是一个新的想法。事实上，几代制造工程师已经听说过它，有些人在多年来纠缠着这个概念。
第一个试验灯光自动化的人之一是奥利弗·埃文斯。He was an innovative millwright in Pennsylvania who created the world’s first continuous production line in 1784. Evans used a variety of wooden shafts and gears, plus leather and canvas belts, to transfer power to a sequence of machines connected to the same waterwheel at a flour mill in Delaware.
埃文斯的磨坊利用传送带自动将小麦从一个车间转移到另一个车间。因此，工厂可以用比以前少得多的人来运作。在整个过程的开始阶段，有一个人驻守在那里，他将谷物倒入一个漏斗中。另一个人站在工厂的另一端，把磨厂生产的面粉装进麻袋里。所有的中间操作都是自动进行的。
1790年，埃文斯收到了美国自动化进程发出的第一项专利（第3号），他最终成为美国第一家蒸汽发动机制造商。自从此，大多数灯光运营被限制在过程行业，如饮料，化学品，石油和纺织品。
但是，多年来出现了几个组装成功的故事。例如，A.O.史密斯公司的一个工程师团队在20世纪20年代早期开发了世界上第一个全自动化工厂。密尔沃基工厂每8秒就能生产一个汽车车架。这条装配线完成了500多个独立的作业，直到1958年几乎一直在使用。在工厂中进行了各种各样的高速工作，包括打孔、铆接和焊接。
这条被称为“机械奇迹”的自动化装配线在美国获得了大量专利，例如，世界上首次应用了旋转木马组装机构。
自动化框架工厂的生产效率提高了3700%。它只需要180名操作员每天生产10000帧，而人工每天需要2000人生产3000帧。
20世纪40年代末，福特汽车公司的高级管理层要求制造工程部门“给我们提供全国最现代化、最高效的工厂”，以生产发动机，满足战后消费者对新车的需求。
戴尔马·哈德，负责制造的副总裁，创建了一个自动化部门来应对这一挑战。福特的工程师设计了汽车工业中最早的两家工厂，以广泛应用自动化。布法罗冲压厂和克利夫兰发动机厂分别于1950年和1951年开始生产。
该设施精选“铁手”设备，可自动加载或卸载转运机器，并冲压按压机身部件和发动机部件。此外，他们还执行了其他功能，例如检查，测量和称重，传统上是人类所做的。
在克利夫兰发动机工厂，41个由两条基本线路组成的传输型机器在一个1200英尺长的连续过程中连接起来。手动操作发动机组只需要一次，在装载点。按照旧的方法，需要150台独立的机器，每台机器需要一个工人。
这个最先进的工厂是由机电电路控制的。因为有了自动输送机，几乎没有人工协助
在过程中加载和卸载工作所必需的。
到1954年，克利夫兰的自动发动机厂被吹捧为一个巨大的成功。该设施生产福特V-6和汞V-8架空阀发动机。自动化将劳动力分钟减少49％，比传统装配方法减少17％较少的楼层空间。
然而，对“无工人工厂”的普遍恐惧在美国迅速蔓延。一位名叫库尔特·冯内古特的通用电气员工在20世纪50年代早期写了一本很受欢迎的小说，书名为球员钢琴．它描绘了一个自动化的世界，在这个世界里，工厂里的少数工程师设计和控制机器，而大多数人无所事事，无所事事。冯内古特最终辞掉了在通用电气的工作，继续写科幻名著，比如猫的摇篮和第五屠宰场．
在20世纪60年代中期，偏振片公司在马萨诸塞州沃尔瑟姆打开了一座灯火图的装配厂，以生产由人类手中不受影响的薄膜。输送机从工厂一楼的制造机器中排出零件，使塑料盒底部，金属盒盖和金属压力板。
将部件输送到位于二楼的自动组装机。这些机器组装了部件并用薄膜和显影材料连接它们以形成成品包装。组装后，输送机将包装转移到自动包装机上。
上世纪80年代，IBM公司(IBM Corp.)的工程师们在德克萨斯州建造了一座组装电脑键盘的工厂。他们还设想以类似的方式制造电脑打印机和其他产品。然而，这个项目是短暂的，因为必要的固定工具使工厂太不灵活，无法处理任何水平的产品变化。
过于雄心勃勃的目标
1986年秋天，通用汽车开始在其位于密歇根州萨吉诺的Vanguard工厂生产轴。这是一个使用先进自动化理念的测试设施。这个备受争议的“未来工厂”只雇佣42名小时工，两班倒，第三班也不雇佣。
当时，该植物被誉为世界上最具技术上先进的。它包括12个装配电池和超过50个机器人。材料处理系统包括自动化的导向车辆和自动存储和检索系统。
在1987年的测试期间，该工厂在不到10分钟的时间内将工厂从一轴设计的生产转移到另一个轴设计。次年，该设施开始组装轴和组件，以便在GM生产车辆中使用。
潮流的工厂于1992年关闭。虽然从未达到过的完整灯光目标，但在先锋队中开发的一些技术最终转移到其他GM植物。
上世纪80年代末和90年代初，通用电气(General Electric)在弗吉尼亚州温彻斯特经营了一家高度自动化的电灯泡工厂。它有几条熄灯的装配线，每小时可以生产超过1万台。在Pro-80的连续装配过程中，除了维护机器，没有人参与。该工厂于2010年关闭。
美国国家标准技术研究院(National Institute of Standards technology)工程实验室系统集成部门的研究工程师汤姆•赫德伯格(Tom Hedberg)表示:“许多早期的失败都是由于技术上的限制。”“例如，在20世纪80年代，公司在计算机能力上苦苦挣扎，许多早期的机器人不可靠。
“工程师缺乏模拟技术所需的工具，例如增强或虚拟现实，”Hedberg解释道。“在实现新机器之前，无法评估和测试模型，以便建立强大的系统。”
此外，组织和文化上的限制阻碍了熄灯自动化的尝试。许多员工误解了技术的目的。
“过去，制造商没有提供明确的沟通和指导，就他们为何投资自动化，”Hedberg指出。“结果，以人们与技术互动的方式存在固有的不信任。他们不了解机器人和其他类型的机器的作用。然而，由于精益制造，重新运转和其他趋势，人们对自动化的看法已经转移。“
“美国公司在20世纪80年代花了太多的自动化金钱，”电子制造科学公司总裁Jim Smith“在十年的早期部分，我与Apple Computer Inc.的史蒂夫乔布斯进行了相当热烈的讨论the time, he was intent on building a lights-out factory in Fremont, CA, to produce the company’s revolutionary new Macintosh personal computer.
“我反对这个概念，因为乔布斯对设备的摊销计划过于乐观，”史密斯回忆道。“但是，他拒绝了我，还是继续做了。”
1984年，160,000平方英尺的苹果工厂在1984年开放了大量粉丝，但在1992年悄然关闭。它特色最先进的机器人和立交资料交付。乔布斯曾经吹嘘，2000万美元的工厂，在90％以上的装配过程中进行的机器将是如此技术推进，即劳动力成本将占MAC贴纸价格的2％。
史密斯说:“一开始零件很大，但很快就变得越来越小。”“这种植物就是无法适应这种变化。”
根据一些观察员，灯光自动化并不一定意味着工厂中没有人。这意味着不是任何运营商。
如今，有几家运营中的工厂几乎都熄灯了，比如荷兰的一家飞利浦(Philips)工厂，这家工厂大规模生产电动剃须刀，除了在装配线末端配备几名质量专家外，没有任何工人。STIHL在弗吉尼亚州维吉尼亚海滩的设施2014年度最佳装配厂)包括一个60,000平方英尺的链锯导杆工厂，所有冲压、焊接、铆接、油漆和包装过程从头到尾都是完全自动化的。
FANUC在日本经营一家生产机器人的照明工厂。该设施可在这种模式下运行600小时。人们在那里进行日常维护或以防出现任何问题。他们不是来组装产品或在工厂里移动部件的。
“古老的担心就业的一个主要原因为什么许多人不喜欢谈论今天熄灯自动化,”克里斯·布兰切特说执行董事FANUC America corp .)全球账户”然而,在很多情况下,机器人和其他类型的自动化工厂实际创造就业机会。
布兰切特指出:“随着机器人变得更加流线型，编程和维护的界面也变得更加直观。”“因此，现在越来越多的人能够为以前需要大学学位或更高教育程度的机器编程和运行。”
“我们曾经听过很多关于灯光的工厂，但不再多了，”抱怨。“每个申请都不实用。
“今天的趋势是较短的产品生命周期，大量变化，大规模定制和生产速度较短，”Blanchette说。“灯光自动化通常支持长期生产运行。对于一些公司来说，可能有一些机会，但对于许多其他人来说，没有立即利益。“
FANUC的工程总监Joe Gazzarato补充道:“在离散制造中，很难实现可接受的投资回报率可能是因为停产生产并不常见。”“要让自动化系统长时间运行而不受影响，特别是在高混合生产环境中，增加的成本和复杂性是很难证明的。
Gazzarato说:“鉴于工业物联网的快速发展，使得维护团队能够远程监控其自动化设备的状态的工具，如FANUC的Zero Down Time，将使制造商更好地实现熄灯自动化。”
