設備開發機械工程師的訓練

一台機械在本質上可以說是系統整合工程的成果展現，
其中在硬體的部分，機械工程師就扮演了非常重要的角色，
要考慮產品 、製程條件 、各式機構元件的安裝空間與位置，
原料入料 、成品載出以及人員操作方便性等等各個層面，
還要評估製造零件的成本與元件取得的可行性 、交期成本等等，
如果是多人同步設計展開，還要考慮跟其他設計機構介面的整合，
說真的，即使是聰明的工程師也需要很多時間學習與累積經驗，
而且可以說需要永遠無止境的不斷學習與精進。

所以在設備開發設計這個領域的機械工程師養成
往往需要很長的時間才能夠獨當一面，
有的公司說需要超過十年的訓練才能獨當一面，
有的公司認為一年半就夠，
我想其中的不同有很多原因跟認知上的差異，
可能跟公司的產品類型有關，
可能跟對所謂獨當一面的看法不同，
或者是跟主管本身的經驗與眾不同，都有可能。

我個人的看法是，
對客製化設備、研發設備來說，
年資深、經驗豐富，因為看得多，
會比相對年輕的工程師考慮的更為周到些，
有機會找出適合的方案，失敗機會較低。

如果公司主要產品形式比較固定，
不太需要從零開始發想進行設計的話，
在短時間內好好學好設備產品的相關知識是絕對有可能的。

所以該如何訓練機械工程師其實要看公司屬性與策略決定，
不一定多 、詳細完整才是好的，
有時在特定領域深入會更符合需求。

以下從一般基礎需要瞭解的項目開始介紹，
細節內容不會在文章中作介紹(也不可能)。

首先訓練課程我認為可以分成四大部分：
機構設計與元件選用
零件設計材料、表面處理選用與加工方法
設計工具
產品與製程
PS. 2018/9/30更新調整，
"元件"改為"機構設計與元件選用"，
"機構與零件"改為零件設計材料、表面處理選用與加工方法"

除了以上四個領域以外，一般的公司行政作業相關訓練另外算；
所以新進員工的教育訓練成本真的很高，
尤其是專業領域的訓練，根本是深不可見，
所以一堆公司都喜歡撿現成的，
反正只要多出個伍仟塊薪水應該就有機會挖得動人跳槽。

小型公司更是糟糕，幾乎都不想用新人，
有時也是真的沒有能力可以訓練新人，
挖角有經驗的人自然成為唯一的選擇，
如果又只願意拿香蕉請猴子來上班，
技術要好也很難，也自然形成了公司發展上的限制，
薪資上的差異造就了學歷好 、能力強的新鮮人傾向進大公司作單一 、專精領域分工、薪資較高的工作，而不太願意進中小型公司，
但是有時中小型公司的形式對於訓練整合型人才會比較適合，
當然這也要看公司的管理能力是否能作出妥善的安排。

對岸的大公司在這一方面反而看得很有遠見，
在人才招募與培訓比台灣公司更大手筆，
台灣與這幾年兩岸的公司發展消長真得是令人唏噓，
中小企業的發展緩慢加上薪資偏低，
使得年輕人態度上有了消極、被動的藉口，
已經陷入一種惡性循環，
越來越多年輕人跑到國外念書、就業，真是可惜又無奈…

言歸正傳，就上述四個技術領域究竟要學什麼?

設計工具

通常新鮮人一開始要學設計工具，
主要就是AutoCAd 、Solidworks 、Inventor、SolidEdge等，
就看公司慣用那一套，
對資淺的工程師或學生來說，
常常會把機械工程師該學的重點放錯在這裡，
糟糕的是有的主管也是...
這個部分是基礎很重要沒錯，
但是CAD畢竟只是設計製圖工具，
關鍵還是在用CAD的人。

尤其是CAD工具在機械設備應用上用的功能其實很有限，
就過去幾年教學輔導的經驗來看，一套CAD軟體被用到的功能可能不及20%。
CAD有一個重點是在應用上的流程 、樣板 、屬性資料定義與共用資料庫要先好作好規劃 ;
功能學習上簡單的就是2D草圖 、3D草圖，特徵擠出/切割 、迴轉 、鑽孔 、陣列 、鏡射 、組合約束 、料表 、工程圖製作與標示等等。
流程上就是要明確知道使用上的順序 、該用那些樣板 、常用的元件在那裡可以拿來活用等等。
進階再學作機構動作動畫 、爆炸圖 、參數化設計 、運動模擬 、變形量與強度模擬等等，
再進階學熱變形 、流場設計與模擬 、振動模擬等等，
當然這個部分也是幾乎可以說是學不完，所以要挑重點跟需要的，
而且別忘記CAD只是設計工具不是最終的成品結果，
不然就會變成玩設計工具而不是在作機械設計。

機構設計與關鍵元件選用

第二個要學習的領域是機構設計與關鍵元件選用，
通常機構的作動有直線或旋轉或凸輪或連桿等等不同的動作，因此先根據產品需求選擇適當的機構，
直線與旋轉運動在機構設計上是最容易的，
複雜的例如以連桿為基礎的延伸跟凸輪等等，
Youtube上有一位越南的高手Tang010146，
使用Inventor作出上千種運動機構，有興趣的可以參考看看。

隨後開始計算與選擇適當的元件與進行連結、支撐零件的設計。

其中元件的選用每家公司的產品會慣用某些功能與廠牌的市購零組件，
空壓件慣用SMC、氣立可 、Festo、小金井、金器...
甚至混合著用，例如電磁閥用SMC，一般氣缸用金器，滑台氣缸用氣立可，快速接頭用Pisco或Nitta moore等等。
線性軌道或滑軌慣用THK、Rexroth(Star)、上銀 、PMI...，線性軸承用TBI、NB...，螺桿用NSK、THK、TBI...，
伺服馬達用三菱 、Panasonic、台達，步進用東方，連軸器用Miki Pulley，皮帶、皮帶輪用日本三星等等，
感測器用Keyence、Omron、Panasonic(Sunx)等等。
除了以上的基礎傳驅動 、感測元件以外當然還有很多其他類型的元件，
所以光是搞清楚這些機構的特性與相關元件的用法 、特性差異、品質差異跟功能成本效益等等就可以花上好幾年的時間，
而且還要有強大的記憶力能夠記住，在必要時想到拿出來用，
所以也要從年輕開始訓練會比較好。

零件設計材料、表面處理選用與加工方法

第三個要一起學的是零件設計材料、表面處理選用與加工方法，
選擇元件之後就要作固定，
所以就需要用到很多的零件來輔助，
設備因為製造數量有限，所以相對的零件製作數量就有限，
所以適合的加工方法也就受到很多限制，可參考另一篇文章 ;

產品與製程

第四個領域是跟產品及其製造有關的知識領域，
這個部分會放在最後是因為通常是在以前面三個為基礎實施的過程中不斷的累積，
例如食品與醫藥工業，元件材料的選用非常重要，絕對不可以汙染到食品或醫藥，
這個部分通常是已經到了資深工程師或專案經理的等級必需的，
才能在應對客戶時處理好各種不同的問題與需求。
通常待在某一家公司，大概就是處理相關的幾種產品領域，
例如作木工機械的跟半導體設備的所需要的產品知識領域就完全不同，
待在相關領域夠久各種”行話”就越清楚，越有經驗可以處理。

以上這些領域都需要專心 、專注 、長時間的投入學習與記憶，
加上一台機械設備從成案到完成短從三個月，長到數年才能完成，
五年的年資其實能夠經手處理的案子數量其實很有限，
所以在機械設備這個領域，經驗與年資其實是一種資產，
當然也要看用心努力的程度，
像Tang在Youtube上可以產出如此多種的機構動畫，
絕對是需要很長時間累積才能完成的成就。

機械工程師在這四大領域的知識學習起來是非常耗時的過程，
偏偏學校教育以基礎概念為主，
加上學校教授很多又缺乏實作經驗，
時間也有限必需專注在特定領域，
所以學校的教育跟業界之間始終存在有不少的落差，
即使到了職訓中心，講師的業界經驗也不是每個都適合，
年輕的經歷不夠多，年紀大的不缺錢不用來上課兼差賺錢，
再加上每家公司的專業領域不同，
只靠想別人幫忙訓練人才根本是緣木求魚，
因此主管就必須思考在內部如何利用資源進行相關的教育訓練。

以前同仁最多時有8個直屬工程師，
我會將元件分類交給不同工程師進行瞭解，
並定期會議報告應用、選用計算說明，新產品，廠牌比較等等，
同仁透過專精一項元件深入相關知識，
透過定期會議分享與練習整理報告，
另外也利用協力廠商資源幫忙辦作教育訓練增加廣度與深度，
每件專案也會進行定期報告分享設計概念與產品知識，
透過集體學習與分享來加速學習效率。

有些公司甚至會要求工程師一年一定要累積多少時數的教育訓練，
這對員工、公司發展上是很正面的思考跟作法。