拾取与放置(pick & place)设备在许多产线扮演着关键角色，不仅能有效提升整体产能，也有助于降低错误率。然而，电子设计工程师们深知，标准化与模块化是目前使用或即将导入此类设备的决策者最关注的两大需求。
本文将探讨设计专业人士应如何在拾放设备中导入这些设计理念。
当标准化或模块化既有拾放机器人的尝试屡屡失败，许多人可能会认为必须从零开始才能做好。但事实并非如此，若设计师、工程师及项目参与者能聚焦于最紧迫的问题，并优先解决这些痛点，仍有机会在原有基础上取得成果。
美国退伍军人事务部(Department of Veterans Affairs)的一个处方包装自动化项目就是一个很好的例子。该项目原本打算使用20个模块化单元，每台机器设计执行一项特定任务。然而，这些设备多次在测试中失败，最初设计与安装这些设备的厂商最终也未能完成整体系统。
后续在重新检讨问题并导入修正后，一家机器人供应商介入，成功改进了机器抓取药丸的吸附方法，并在每台机器上加装了漏斗结构来回收掉落的药丸。此外，该厂商还导入了机器学习技术，使系统能够自动识别新的药丸类型与形状，让设备具备面对未来变化的能力。
这个案例展示了：若电子设计工程师能识别出最关键问题，并提出有效对策，便可获得有意义的结果并节省时间和成本。
为了延长拾放设备的使用寿命，持续妥善的维护与培训操作人员是关键。就如同其他高精密机械(例如激光切割机)也需要持续监控，即使这些设备拥有自动对焦与实时监控功能，也仍依赖人为监督确保质量。
企业实现标准化的方式，通常包括建立培训流程、检查清单、操作员认证制度等，可避免代价高昂的错误。此时，电子设计工程师可主动影响这些标准作业流程的制定，例如操作手册、保修说明、购买设备时应提供的教育材料等细节。
工程师也可以参与制定维护指南，例如设备在什么状况下需要进行哪些特定保养动作，又有哪些条件会导致需要更频繁地维护。这些指导可协助企业内部建立制度化流程，进而达到设备优化。
在传统制造业中，标准化经常通过采购符合特定产业标准的设备来实现，例如制药产业中对无尘室等级的要求。然而，部分企业会选择只采用某一品牌的自动化设备，以方便管理。这确实能提升标准化程度，但也可能降低未来的灵活性与扩展空间。
举例来说，近年来的微电子组件短缺，就迫使行业人员在实现自动化时须具备更多创意与应变能力。因此，与其过度依赖单一设备标准，不如改从标准化工作流程角度着手，可能更具灵活性与韧性。
电子设计工程师在承接项目时，经常遇到客户希望设备既能满足当前需求，也具备满足未来扩展的能力。这种情况下，标准化可能会变成限制，反之，模块化设计能提供必要的灵活性，以应对日后需求的变化。
S&S Activewear的物流中心就是模块化设计成功应用的实例。该公司导入数百台自主移动机器人(AMR)，将仓储架上的商品送至作业员手中。这项升级使得作业员无须再耗时在货架间来回寻找产品，大幅节省时间。
公司高管也意识到拾放设备是实现自动化的关键角色。原先人工操作的拣货程序，如今通过专用设备优化，可显著提高生产力。目前他们已部署50组模块化拾货工作站，数量较初始的设计提升超过50%。机器人将货物送达后，员工直接在现场完成拣货，并即刻将商品装入可出货的包装中，简化整个流程。
这个案例显示：若在初期就将扩展性纳入考量，模块化架构能为企业未来的成长预留空间。即便决策者无法明确预测未来的成长规模，模块化架构也能为他们提供灵活的升级与调整选项。
上述建议可协助电子设计工程师发挥专业优势与解决问题的能力，让产业决策者更愿意尝试导入拾放设备。当这些自动化设备被认为能与现有流程高度整合、相辅相成，企业导入的意愿也会大幅提升。
(原文刊登于EDN美国版，参考链接：Standardization and modularization in pick and place equipment)
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