构建成功的自动化控制系统

Posted 2020-08-21 yuzaihuan

1. 了解客户的需求

    与客户沟通，了解客户的需求，拿回来仔细分析，可能有些问题还是不明白，需要多次沟通。客户有时候并不知道自己真正想要什么样的产品，这时我们需要引导客户到确实可行的想法上来，千万不要被客户牵着鼻子走，异想天开。此时可考虑写需求说明书，目的是以文本的方式表明方方的供需关系（类似于合同）。

   我们曾经为了了解客户目前的生产状况，在客户生产现场连续呆了一周。因为客户负责人本身就是一新人，他所了解的还没有一线员工了解的多。回来后我们得到了很多一手信息，如来料数量，时间分布，各种产品的配比等，这些都是我们原来开会，电话中所不了解的。

2. 前期设计

    前期设计的基本想法是提供设计设备的大致方案，我们比较优缺点，如可靠性，是否易于维护，成本（包括硬件成本，软件设计成本），Cycle Time等，可与客户沟通，当然，主动权是掌握在我们手中。选择方案A而不选择方案B是要充分的理由，要能说服人。如有需要，可做实验。为了节约成本，可到供应商那里去做实验（如光源选择上），或叫上供应商来现场演示。有些部件可能需要设计机加件来验证。

   与同事和客户沟通，多让同事，客户提反对意见，挑毛病，这时我们的理想方案基本上就出来了。

   如有需要，可考虑更新，或细化第一步中所写的需求说明书。

3 详细设计

   基本方案出来了，就进入详细设计阶段。此时，我们以机械设计为主，在机械选型时可考虑与控制工程师商量，如果交期比较紧的话，尽可能选择熟悉的控制硬件。选择不熟悉的，或最近新出的硬件，可能存在与其它的硬件不兼容的风险，这样的话会增加我们的调试成本。如果交期不紧的话，可以试试新的玩意，保证我们与市场同步。机械工程师更多的考虑也是选型，或者交期，加工精度上不同的加工商是否能达到等。

   在机械设计详细图纸的同时，知道基本动作后，软件可以选择主要的硬件，如控制方式（控制卡还是控制器，PLC），光源型号，相机型号，I/O卡等。这些交期比较长的标准件可以先发单采购。如果这些主要的硬件回来比较早的话，我们甚至先做实验完成部分功能，如图像采集（拿到理想的图像就可以完成基本的图像处理部分）。

   此阶段，我们软件控制部分以选型及实验为主，及早发现问题，尽可能降低后期调试的风险和时间。

   同时考虑准备调试所用的物料，以免机器安装完成后没有物料可以用于调试，影响机台交付时间。

4 购买标准件

   在机械详细设计完成后，接下来基本上以软件部分为主。

   写主框架，考虑需要哪些主要界面，可以列一个空的界面，后期再慢慢添加。最为主要的是把所需要的线程准备好，基本上在没有硬件的情况下，各个线程能正常工作，正常退出，Log文档很顺利。

   我习惯把主框架留到最后写，这是因为：如果先把主界面写好，老板一看，不合它意，改。加这个，去掉哪个，老板一句话我们可能要忙几天。机台最终负责任的还是我们，因此建议主界面尽可能放到最后做，只要符合基本要求，客户要求，其它的可以很好的贯彻自己的风格，而不是老板自己的风格。

5 组装调试

   机械安装完成，开始调试。

   基本上先是I/O，保证每一个I/O开关正常。再是马达，只要马达能动作了，这个机台成功了一半。当然，前期设计思路要没有问题。后续的就是软件工程师的调试阶段，Coding，调试，加班。。。一个功能模块接着一个功能模块，最后才是联调。

   个人觉得，最终的调试成功基本上靠加班来完成的，因为正常的时间无法完成（基本上，正常上班时间总有电话，邮件，会议占用一部分，甚至还有别的工作穿插）。尤其是一个全新的机台，风险很高。比如机加件设计有误，需要更改的话少则3-5天，长的话得十天半个月，标准件有误也是如此，这些所有的Delay都会算到软件调试身上。一个简单的Bug，或硬件连接，或反馈慢等问题，我们可能要花上好几天才能解决。网上搜索，请教同事，或供应商都是比较高效的解决途径。当然，最好是调试者本身经验丰富，代码基本功扎实，这样的话就可以少走弯路。

   在机器出货之前，邀请客户来调试现场看看，挑挑毛病是很有必要的。要知道，在组装的地方更改比在客户现场更改是方便很多的，不用担心保安的安检，报关等，甚至寻求帮助的对象也多。要知道，在客户现场有时连找一个螺丝刀就要花半天。

6 现场调试

   在设备拉到客户现场后，就是按客户的要求精调，这时候的改动比较小，基本上与现场要求相关，尤其是生产的要求。首先是做出的产品数据是否达到要求，只是最基本的要求，再就是习惯性（如界面是否要汉化，还要记录哪些生产信息等）和安全方面的（用电，用气）。

   只有数据合格（参照需求说明书），机器能正常稳定运行才算合格。

   根据个人经验，在机器由客户使用一周左右会出现各种各样的问题，很多是小问题，也是我们原来设计时未考虑到的，此时要求我们再次到现场进行改进。通过这次改进基本上没有什么大问题了。 

7 后期维护

   机器正常工作后，对维护工程师和员工的培训是很有必要的。熟练的维护工程师能能极大的方便我们，能降低我们的维护成本，小问题他们能自己解决，不用设计者出差到现场。