当制造工程师的任务是将当前手工完成的过程自动化时，他们对自动化供应商的主要问题是:“您以前自动化过这个特定的过程吗?”
在复杂的应用程序中，答案通常是“不”。即使是简单的应用程序也可能比乍一看要复杂得多。大多数应用程序都是独一无二的。对于任何给定的应用程序流程，都没有一个整体的解决方案，准确理解客户在寻找什么并迎合他们的需求是至关重要的。
因此，我们通过尝试了解客户的需求来开始自动化过程。有时，这可以通过制造工程师自己实现的独立组件来实现。在复杂的过程中，外包给自动化供应商来设计和建立一个交钥匙系统可能更现实。在其他情况下，这两条道路之间可能会有一些中间地带。
自动化的挑战
将手工流程自动化是极其困难的。把瓶子放进盒子里或把螺栓拧成两部分的过程已经自动化多年了，这些都相对简单。
然而，当将手术管推到有刺的配件上时，可能会出现一些并发症。想想看，你的手和大脑要如何扭动并巧妙地将软塑料管固定在有刺的配件上。我们是否能想出正确的方法，用足够的力量将管子固定到配件上?非常有可能,是的。但是，如果不做大量的研究和开发测试来弄清楚这种力是什么呢?例如，要求可能是5磅，公差为0.25磅，也可能是6磅，公差为0.1磅。更糟糕的是，客户可能会有许多不同尺寸和材料的不同组合管，需要与不同的配件相匹配。每一种组合都需要进行测试和计算，这就增加了研发成本。
当人员手工组装零件时，他们在整个过程中学习如何将可能没有一致公差的零件匹配在一起。他们想出如何混合和匹配这些部分，使过程工作。
当工艺需要自动化时，制造工程师可能会发现他们的零件公差不一致，这使得自动化装配相当困难。我知道的一个汽车制造商正在把生产从一个工厂转移到另一个工厂，生产主要是手工的。搬迁后，现有的技术人员必须教新的技术人员如何组装电机。当有经验的技术人员离开后，其中一个发动机的质量直线下降，因为新技术人员不知道他们的前辈通过试验和错误学到的所有未记录的过程。经验丰富的技术人员甚至不知道他们需要教新技术人员的手册“秘密”是什么。
这是在自动化手工流程时可能出现的一个大问题。零件在质量和公差上的一致性对于成功过渡是至关重要的，因为机械不像人类那样能适应零件的变化。
内部管理自动化
当一家公司希望在内部实现流程自动化时，一个好的建议是收购自动化组件，使他们能够对流程进行试验。这可以使您对应用程序有更深入的理解，并对所涉及的变量有更深入的了解。
手动自动化应用中最常见的组件将是运动控制产品，如驱动器、传感器和机器人。“快速失败”是一个需要关注的咒语。测试风险最大的变量，并首先在这些过程中失败。如果错误发生在过程的早期而不是过程的后期，那么失败就不是一个大问题。
最近，我给一家医疗设备制造商提出了同样的建议，这家制造商希望将主要由手工操作的生产线自动化。遵循“快速失败”的信条，这位顾客试验了多个机器人。然而，该公司让员工自己学习如何使用机器人。最后，员工们会被更紧急的问题分心，比如生产问题，而项目开始的速度也很慢。
当然，这就是“自己动手”的主要缺点。您的员工不仅要有自动化流程的知识和技能，还要有时间来解决这个问题。如果你的员工已经筋疲力尽，外包可能是一个更好的选择。
外包自动化
当外包一个自动化应用程序时，制造工程师必须向系统集成商提供一个“工作范围”文档，其中包含公司最终想从应用程序中实现什么目标的详细规范。
通常可以在“报价请求”文档中找到工作范围，工作范围非常详细，概述了完成项目所需的确切需求。最重要的是，一个做得好的工作范围应该明确地确定项目的最终目标。那些希望自动化流程的人很少带着一定的工作范围来到自动化供应商那里，即使他们这样做了，也往往是不完整的。即使是完整的工作范围，供应商也会有一些额外的研究和开发来执行。
工作范围缺失或不完整的主要问题是，自动化供应商将不知道系统应该如何最佳地执行。这使得评估设计过程何时完成变得困难。如何决定“好”是什么样的?设计系统时应该优先考虑什么:性能还是成本?要知道这些问题的答案，唯一的方法就是进行全面、彻底的工作。不完整的工作范围还可能导致昂贵的更改顺序，以回溯设计并合并一些缺失的功能。
将人工装配过程自动化的设计过程可以概括为八个步骤:
- 识别问题。
- 确定性能标准和约束条件。
- 头脑风暴可能的解决方案。
- 生成的想法。
- 探索的可能性。
- 选择一个方法。
- 建立一个模型或原型。
- 细化设计。
很多时候，diy团队会直接跳到第6步。当他们回过头来讨论第3步或第4步时，他们可能还没有完成第2步。也许，他们甚至不能百分之百确定是什么在驱动第一步!
一个客户最后要求我们公司的工程师提供工作范围。在这个过程中，我们进行研究的工程师发现了在最初讨论中没有发现的关于设计过程第一步的事情。问题是，制造商的投资回报计算是基于减少劳动时间还是改进人体工程学。最初的答案是减少劳动时间，但人体工程学实际上是驱动因素。公司希望员工停止体力劳动。花在这个过程上的时间不是主要问题。
然而，当工作范围被写下来，达成一致，然后报价时，ROI问题仍然是一个关键点。知道ROI问题的答案将对系统的设计和是否需要参与产生很大的影响。这两种变化之间的价格点是显著的。
中间会议
在这两种方法之间——内部自动化手动过程或外包自动化过程——选择中间的某个地方往往效果最好。通常情况下，当公司避免要求他们的运营或制造员工学习自动化流程时，在具有挑战性的情况下，最好的结果就会出现。对于这些员工来说，要把这些额外的工作安排到他们本来就很紧张的日程安排中是很困难的。
客户有时最满意的是，他们的公司从外部聘请人员，专门根据他们的输入来自动化流程。这样，他们的内部资源(通常是制造工程师)就可以把时间集中在根据公司的需要定制特定的流程上。将以前的手工流程自动化很可能总是比预期的时间线花费更长的时间，所以让工程师单独关注这一点将减少涉及的开发时间。对复杂应用程序进行定期的设计审查是必须的，以避免加重设计错误，并捕捉工作范围中的任何疏忽。
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