一、需求分析：精准定义功能边界

1. 功能优先级排序

• 按 “核心功能（必须实现）→ 辅助功能（提升效率）→ 附加功能（可选优化）” 分类，避免过度设计。

• 案例：某产线设备核心功能为 “零件装配”，则视觉检测精度需达 ±0.1mm（核心），而自动上料速度可根据产能需求调整（辅助），暂不加入远程监控（附加）。

2. 成本敏感型需求转化

• 非必要场景下，运动定位精度从 ±0.01mm 降低至 ±0.05mm，可使伺服电机成本下降 30%。

• 节拍时间从 5 秒 / 件放宽至 8 秒 / 件，可简化机械结构设计。

• 将 “高精度”“高速度” 等模糊需求量化为具体指标，例如：

二、方案设计：模块化与标准化选型

1. 模块化架构设计

• 复用成熟模块（如标准输送线），降低定制成本；

• 对关键模块（如核心执行机构）单独优化，非关键模块采用低成本方案。

• 将设备拆分为独立模块（如执行机构、控制系统、输送系统），便于：

2. 标准化部件优先原则

• 用标准铝型材框架替代焊接钢结构，成本降低 50% 且装配效率提升。

• 机械部件：优先选用国标 / 行业标准件（如导轨、气缸），避免定制件。例如：

• 电气元件：选择通用品牌（如 PLC、传感器），减少备品备件成本。

• 控制软件：采用成熟的组态软件（如 WinCC），避免从零开发专用系统。

3. 性价比选型策略

• 用光电传感器替代视觉相机（成本差 10 倍以上），仅在关键工位保留视觉检测；

• 降低相机分辨率（如从 500 万像素降至 200 万像素），满足检测精度即可。

• 低负载场景用步进电机替代伺服电机，成本降低 60%；

• 多轴联动设备采用 “主伺服 + 从步进” 混合配置。

• 电机与驱动：

• 检测系统：

三、结构优化：低成本实现功能需求

1. 极简机械设计

• 用直线导轨 + 气缸替代伺服电动缸，实现简单往复运动，成本降低 70%；

• 采用凸轮机构替代多轴联动机械手，用于规则轨迹动作。

• 避免复杂机构，例如：

2. 材料与工艺降本

• 非承重部件用铝合金 / 工程塑料替代钢材，减重且降低加工成本；

• 钣金件采用折弯工艺替代铸造，减少模具费用。

3. 可维护性设计

• 易损件（如皮带、传感器）设计为快拆结构，减少停机维护成本；

• 共用部件接口标准化（如统一气管、电缆接口），降低备件库存成本。

四、控制系统：功能与成本的精准匹配

1. PLC 选型优化

• 点数需求＜32 点时，用小型 PLC（如 S7-200 SMART）替代中型 PLC（成本差 50%）。

• 根据 I/O 点数 + 扩展需求选择机型，避免 “大马拉小车”。例如：

2. 软件功能复用

• 通用运动控制程序（启停、报警）复用，仅开发专用工艺逻辑；

• 人机界面（HMI）模板化设计，减少画面开发时间。

• 采用 “标准程序框架 + 定制功能” 模式，例如：

3. 低成本通信方案

• 非高速场景用 RS485/MODBUS 替代工业以太网（成本差 80%）；

• 设备内部通信优先用硬接线，减少总线模块费用。

五、生产与供应链：规模化降本策略

1. 批量采购与定制谈判

• 关键部件（如伺服电机、PLC）提前锁定供应商，通过批量采购获取 10%-20% 折扣；

• 对定制件（如工装夹具）要求供应商提供多方案报价（如铸铁件 vs 铝件）。

2. 本地化供应链布局

• 优先选择本地供应商，降低运输成本与交期风险；

• 关键部件备选 2-3 家供应商，避免采购溢价。

六、全周期成本评估：避免隐性成本陷阱

1. 初期成本 vs 生命周期成本

• 选用低价轴承（寿命 1 年）vs 高价轴承（寿命 3 年）：
  初期成本节省 30%，但 3 年内更换 3 次的总维护成本反超 15%，最终应选高价方案。

• 示例：

2. 可扩展性预留

• 预留 10%-20% 的 I/O 接口、安装空间，避免未来功能升级时整机改造；

• 例如：产线规划产能 50 件 / 小时，设备按 60 件 / 小时设计，后期提产无需更换核心部件。