【未来工厂】（四）：数字操作手册的制作方法
时间: 2024-09-07 10:11:56 | 作者: 雷竞技地址
要实现“单人式单元生产”，必须弥补人类“记忆力差”这一弱点，解决办法就是“数字操作手册”（图1），本篇就来介绍一下怎么来制作数字操作手册。
利用三维CAD数据来表示零件形状及组装顺序等。关键是建立与生产进程联动切换画面的机制以及制作尽量精简文字信息的画面。
笔者在上一篇的最后讲到，笔者在罗兰公司工作时曾想把印在纸上的组装手册数字化，在显示器等设备上显示，形成数字操作手册。笔者跟当时负责开发的董事说了这件事，对方提出了一个条件，那就是“禁止使用数码相机”。
当时，组装手册是依照产品设计基本完成后才开始制造的最终试制品制成的。如果有时间，笔者还希望画些一目了然的技术插图，贴在手册上。但是，从产品设计完成到需要手册的时间很短。为缩短制作手册的时间，采用的是用数码相机拍摄试制品、然后把图像贴到制表软件的文件中等方法。
纸质手册采用的是A3纸，横过来使用。左半部分用文字注明操作内容、使用零件和需要注意的几点，右半部分贴图片。这样制成的组装手册若使用大型喷墨打印机印刷，要印500多张，有时一本厚5cm文件夹都装不下。并且，由于彩色印刷的成本很高，因此采用单色印刷。因此，以前的组装手册上的图片根本看不清楚。
如果只是想“让图片清晰一点”，可以在纸上彩色印刷或在显示器上显示，而后者只有做成数字操作手册才能实现。
但是，董事不让使用数码相机。笔者思考了一下这位董事的意图，最后明白这位董事的本意是不让使用试制品，也就是在试制品完成之前就要做到优秀组装手册。
单纯把纸质手册数字化，那就一定要使用数码相机拍摄的图像，并且要等试制品完成之后才能制作。但是，若使用三维CAD数据就不必如此了，也就能够很好的满足董事提出的条件。笔者要使用三维数据的原因之一就在于此。
要想在数字操作手册中使用三维数据，那么产品设计中就一定要使用三维CAD，然而当时的设计部门还没有导入三维设计。为了回避因用不惯三维设计而耽误开发的风险，笔者当时首先选择的采用三维设计的产品是，零件个数只有100个左右、面向利基市场的新产品——金属打印机“METAZA”。当时，开发负责人同意同时推进以数字操作手册为核心的单人式单元生产这一新型生产系统的开发和新产品的开发，为确保安全，制定了CAD数据共享方法等规则。
三维CAD方面，当即决定采用“SolidWorks”。问题是用来模拟组装方法的数字样机（DMU）工具要选择哪一种，当时负责选择DMU工具的工作人员比较了近20种DMU工具，最终选择了“Vis View”。
在选择DMU工具时，还曾考虑通过动画（视频）来显示零件的动态等，但最终的结论是组装手册一定要采用静止图像。因为看着视频记住组装顺序、然后再真实的操作的方式会浪费掉看视频的时间。而且，虽说只有十几秒的操作但必须要记住视频内容，也就是说，存在依赖人记忆力的部分。最终，组装手册采用了静止图像，而现场服务手册采用了视频方式。
虽然笔者下了这样的定论，但仍有很多企业采用基于视频的操作手册。因此，关于在手册中使用视频到底好不好，笔者讲一个小插曲。
某汽车厂商的生产技术人员到罗兰公司来做交流。在他们参观了工厂之后，双方展开了讨论。对方认为单人式单元生产不适合量产型汽车的组装，但是对数字操作手册非常感兴趣。
我们的数字操作手册只采用了静止图像，而对方向我们展示的是非常棒的视频手册，用VTR拍摄并通过动作捕捉技术记录了有经验的老工人的动作，并与产品的三维CAD数据融合在了一起。
对方指出：“让新手反复看这个手册，就能达到跟老工人一样的操作水平，从而跟上生产节拍。”对此，笔者回答说：“如果真能这样，那么只要反复看一流高尔夫球手打球的VTR，任何人就都能达到专业水平了。”之后，笔者向其介绍了我们采用静止图像的理由。
对方留下“你们的想法很好，不过我也不认为我们有错。今后，还要多多交流”这样的话，就回去了。
笔者在这里并不是要完全否定视频手册，希望读者通过你自己所处的环境和组装条件等选择比较适合自己的方式。
在选择软件工具时也是如此。笔者去年参加某个活动时，有机会看到了Lattice Technology公司开发的小容量三维数据格式“XVL”的使用场景。当时令笔者震惊的是，这种格式的数据不仅能用来加工三维CAD数据，还能导入CG、数码相机拍摄的静止图像及三维扫描仪的数据，同时来加工（图2）。如果用办公软件来比喻，感觉就像可以同时导入微软的“Word”、“Excel”文件及各种图像数据来进行编辑的“PDF”一样。
三维数据比照片更清晰好用。三维数据中，设计时制作的三维CAD数据要比需要实物的三维扫描数据更好，因为能够提前制成手册。
笔者不由感叹，要是10年前有这个，就能使采用数字操作手册的单人式单元生产（数字工作台）变得更轻松。很容易想象到的场景是：手边的信息终端上显示着含有零件实拍图像的数字操作手册，一名工人看着屏幕独自完成大型装置的组装。
关于数字操作手册，还有一个要点需要指出，那就是要最好能够降低解说等的文字。尽量做到在手册上不留文字信息，及“无字化”。
因为有最好的素材——三维CAD数据，使用箭头等符号和表示特性的数字便可一目了然。箭头、字体及颜色等最好根据生产工人的意见选择通俗易懂的，然后标准化。比如，表示螺钉扭矩大小的数字的字体要一致，还要对各种数值大小采用的颜色作出规定（例如“0.8N·m”用红色，“1.0N·m”用蓝色等）。
笔者在检查相关负责人提交的数字操作手册时注重的是文字量，而且，对于“注意”一词尤为敏感，因为不能依靠注意力这种不可靠的东西。
当时，笔者决定退回重做，于是对他说：“你制作的手册中有N个‘注意’，请想办法去掉这个词。”（作者：关伸一，日经技术在线！ 供稿）
要实现“单人式单元生产”，必须弥补人类“记忆力差”这一弱点，解决办法就是“数字操作手册”（图1），本篇就来介绍一下怎么来制作数字操作手册。
利用三维CAD数据来表示零件形状及组装顺序等。关键是建立与生产进程联动切换画面的机制以及制作尽量精简文字信息的画面。
笔者在上一篇的最后讲到，笔者在罗兰公司工作时曾想把印在纸上的组装手册数字化，在显示器等设备上显示，形成数字操作手册。笔者跟当时负责开发的董事说了这件事，对方提出了一个条件，那就是“禁止使用数码相机”。
当时，组装手册是依照产品设计基本完成后才开始制造的最终试制品制成的。如果有时间，笔者还希望画些一目了然的技术插图，贴在手册上。但是，从产品设计完成到需要手册的时间很短。为缩短制作手册的时间，采用的是用数码相机拍摄试制品、然后把图像贴到制表软件的文件中等方法。
纸质手册采用的是A3纸，横过来使用。左半部分用文字注明操作内容、使用零件和需要注意的几点，右半部分贴图片。这样制成的组装手册若使用大型喷墨打印机印刷，要印500多张，有时一本厚5cm文件夹都装不下。并且，由于彩色印刷的成本很高，因此采用单色印刷。因此，以前的组装手册上的图片根本看不清楚。
如果只是想“让图片清晰一点”，可以在纸上彩色印刷或在显示器上显示，而后者只有做成数字操作手册才能实现。
但是，董事不让使用数码相机。笔者思考了一下这位董事的意图，最后明白这位董事的本意是不让使用试制品，也就是在试制品完成之前就要做到优秀组装手册。
单纯把纸质手册数字化，那就一定要使用数码相机拍摄的图像，并且要等试制品完成之后才能制作。但是，若使用三维CAD数据就不必如此了，也就能够很好的满足董事提出的条件。笔者要使用三维数据的原因之一就在于此。
要想在数字操作手册中使用三维数据，那么产品设计中就一定要使用三维CAD，然而当时的设计部门还没有导入三维设计。为了回避因用不惯三维设计而耽误开发的风险，笔者当时首先选择的采用三维设计的产品是，零件个数只有100个左右、面向利基市场的新产品——金属打印机“METAZA”。当时，开发负责人同意同时推进以数字操作手册为核心的单人式单元生产这一新型生产系统的开发和新产品的开发，为确保安全，制定了CAD数据共享方法等规则。
三维CAD方面，当即决定采用“SolidWorks”。问题是用来模拟组装方法的数字样机（DMU）工具要选择哪一种，当时负责选择DMU工具的工作人员比较了近20种DMU工具，最终选择了“Vis View”。
在选择DMU工具时，还曾考虑通过动画（视频）来显示零件的动态等，但最终的结论是组装手册一定要采用静止图像。因为看着视频记住组装顺序、然后再真实的操作的方式会浪费掉看视频的时间。而且，虽说只有十几秒的操作但必须要记住视频内容，也就是说，存在依赖人记忆力的部分。最终，组装手册采用了静止图像，而现场服务手册采用了视频方式。
虽然笔者下了这样的定论，但仍有很多企业采用基于视频的操作手册。因此，关于在手册中使用视频到底好不好，笔者讲一个小插曲。
某汽车厂商的生产技术人员到罗兰公司来做交流。在他们参观了工厂之后，双方展开了讨论。对方认为单人式单元生产不适合量产型汽车的组装，但是对数字操作手册非常感兴趣。
我们的数字操作手册只采用了静止图像，而对方向我们展示的是非常棒的视频手册，用VTR拍摄并通过动作捕捉技术记录了有经验的老工人的动作，并与产品的三维CAD数据融合在了一起。
对方指出：“让新手反复看这个手册，就能达到跟老工人一样的操作水平，从而跟上生产节拍。”对此，笔者回答说：“如果真能这样，那么只要反复看一流高尔夫球手打球的VTR，任何人就都能达到专业水平了。”之后，笔者向其介绍了我们采用静止图像的理由。
对方留下“你们的想法很好，不过我也不认为我们有错。今后，还要多多交流”这样的话，就回去了。
笔者在这里并不是要完全否定视频手册，希望读者通过你自己所处的环境和组装条件等选择比较适合自己的方式。
在选择软件工具时也是如此。笔者去年参加某个活动时，有机会看到了Lattice Technology公司开发的小容量三维数据格式“XVL”的使用场景。当时令笔者震惊的是，这种格式的数据不仅能用来加工三维CAD数据，还能导入CG、数码相机拍摄的静止图像及三维扫描仪的数据，同时来加工（图2）。如果用办公软件来比喻，感觉就像可以同时导入微软的“Word”、“Excel”文件及各种图像数据来进行编辑的“PDF”一样。
三维数据比照片更清晰好用。三维数据中，设计时制作的三维CAD数据要比需要实物的三维扫描数据更好，因为能够提前制成手册。
笔者不由感叹，要是10年前有这个，就能使采用数字操作手册的单人式单元生产（数字工作台）变得更轻松。很容易想象到的场景是：手边的信息终端上显示着含有零件实拍图像的数字操作手册，一名工人看着屏幕独自完成大型装置的组装。
关于数字操作手册，还有一个要点需要指出，那就是要最好能够降低解说等的文字。尽量做到在手册上不留文字信息，及“无字化”。
因为有最好的素材——三维CAD数据，使用箭头等符号和表示特性的数字便可一目了然。箭头、字体及颜色等最好根据生产工人的意见选择通俗易懂的，然后标准化。比如，表示螺钉扭矩大小的数字的字体要一致，还要对各种数值大小采用的颜色作出规定（例如“0.8N·m”用红色，“1.0N·m”用蓝色等）。
笔者在检查相关负责人提交的数字操作手册时注重的是文字量，而且，对于“注意”一词尤为敏感，因为不能依靠注意力这种不可靠的东西。
当时，笔者决定退回重做，于是对他说：“你制作的手册中有N个‘注意’，请想办法去掉这个词。”（作者：关伸一，日经技术在线！ 供稿）
------分隔线----------------------------
