一、工业自动化的基本元素

以下是任意一种自动化设备的基本组成元素：传感子系统，运动子系统和控制子系统。在任何动作进行之前，待处理的产品都需要被定位或者定向。以人的活动为例，当打开啤酒瓶盖时，我们使用眼睛来定位起子和瓶盖，然后我们使用手来撬动起子打开瓶盖。在自动化过程中，待处理的产品可以通过一系列的方式来实现定位或定向，比如整合了视觉传感系统的机器人可以使用末端机械臂等功能部件来实现定位、定向及处理物品。

完成定位的下一步是处理动作，还是以人的活动为例，将要进行的动作就是开启瓶盖这一动作本身。在生产过程中，自动化可以完成诸如搬运物品、组装物品以及包装等诸多动作。自动化焊接也越来越成为自动化设备制造的通用技术，因为自动化焊接更加精准和可靠。

控制是第三个基本要素。人类通过眼睛和手的感觉来控制手进行动作，决定动作的速度和方向，感受开启瓶盖时的压力反馈，甚至瓶子破碎后的应激反应。在自动化机械设备中，一旦产品的定位和定向完成，控制系统将会执行和控制预定的动作任务，并可以在某些不可接受的情况下以及不合格的产品产生时停止生产过程。

二、自动化得以成功的条件

正如我们之前提及的，人才是这个世界上最万能的“机械”，可以处理许多情况，根据不同的环境迅速做出细微的调整。以厨房操作为例，人可以迅速地从处理水果切换到拿起易碎的杯子，然后再拿起一把金属勺子，这种多样化地处理物品的能力和动作需要触觉的感应，以精确的压力来控制拿放的压力，人所具备的能力可以轻易且高效地识别环境并做出反应。

自动化设备则对物品的多样化、操作环境以及输出期望不是那么敏感，其处理范围必须要能涵盖这种多样性、环境及输出期望。待处理产品的范围超出自动化加工设备能力范围的自动化必定是失败的。使待处理产品的差异性最小化尤为重要。

1、形状与尺寸：以热狗和香肠为例，如果其弯曲度超出了自动化设备的处理范围，则会导致一系列问题。而当尺寸超出自动化设备的预制处理尺寸之后，会因不匹配而导致低产出及高次品率。

2、产品质构：产品的质构也同样重要的，重量、软硬以及表面的质感都需要被着重考虑，为100克产品设计的自动化设备模具在处理更重的产品时就会有问题。产品表面的结构因为要接触自动化设备也显得比较重要，如果产品的表面是粘性的，很可能产品就会无法脱离设备，除非使用其他补救方法。

尽管食品加工业实施自动化的益处是显著的，但是食品加工业的自动化潜力还没有被完全开发出来，不仅仅是成本节省、增加产量，也包括了清洁卫生。但是食品工业中产品尺寸、形状的差异以及质构上的固有特性，使得自动化面临着特殊挑战。自动化设备工程师不但需要对产品的特性有着更清晰的认识，还需要清楚特定目的的自动化并最终使两者统一。最后，还需再次强调的是，自动化得以成功的唯一关键就是：自动化设备处理的范围要大于产品的范围。