เครื่องจักรมักจะประกอบด้วย 2 ส่วนใหญ่ๆ คือส่วนของชุดเครื่องกล (Mechanic) และส่วนของระบบไฟฟ้าและการควบคุม (Electrical & Control) 

การออกแบบส่วน Mechanic ของเครื่องจักร มีจุดประสงค์เพื่อสร้างความมั่นใจด้านความเที่ยงตรง ความแม่นยำและประสิทธิภาพในการทำงานที่เกิดจากชิ้นส่วนเครื่องจักร 

ส่วนของ Electrical & Control ของเครื่องจักร มีจุดประสงค์เพื่อสร้างความมั่นใจด้านตรรกระและลำดับในกระบวนการทำงานจากชิ้นส่วนใช้พลังงานไฟฟ้าในการทำงาน 

บทความนี้เราจะคุยเฉพาะส่วนของ Mechanic ครับ ว่าข้อควรพิจารณาที่สำคัญ 10 ข้อ ในการออกแบบเครื่องจักรมีอะไรบ้าง

1. ประเภทของโหลด (Load) และความเค้น (Stress) ที่เกิดขึ้นที่เครื่องจักร โดยโหลดและความเค้นที่เกิดขึ้นอาจจะเกิดจากธรรมชาติหรือเกิดจากการตั้งค่าของเครื่องจักร 

2. ลักษณะการเคลื่อนที่ของชิ้นส่วนเครื่องจักร (Kinematic) เครื่องจักรที่ดีจะออกแบบให้ชิ้นส่วนเครื่องจักรมีการเคลื่อนไหวเฉพาะส่วนที่จำเป็นเท่านั้น การเคลื่อนที่ของเครื่องจักรที่มักจะถูกพิจารณาได้แก่ ระยะทาง (Position) ความเร็ว (Velocity) และความเร่ง (Acceleration) 

3. การเลือกใช้วัสดุ เราควรมีความรู้เกี่ยวกับสมบัติของวัสดุ รวมทั้งพฤติกรรมภายใต้สภาวะการทำงานในรูปแบบต่างๆ สมบัติของวัสดุที่ควรรู้ในการออกแบบเครื่องจักร ได้แก่ ความแข็งแรง ความทนทาน ความยืดหยุ่น ความหนาแน่น สัมประสิทธิ์ประสิทธิ์การขยายตัวเนื่องจากความร้อน ความต้านทานต่อความร้อนและการกัดกร่อน ความสามารถในการชุบแข็ง ความสามารถในการนําไฟฟ้า 

4. ขนาดและค่าความคลาดเคลื่อน (Size & Tolerance) ของชิ้นส่วน การออกแบบชิ้นส่วนเครื่องจักรทุกชิ้นจะต้องออกแบบให้ชิ้นส่วนเหล่านั้นมีขนาดใหญ่พอที่จะไม่เปลี่ยนรูปเมื่อมีแรงมากระทำ และจะต้องมีค่าความคลาดเคลื่อนที่เหมาะสมเพื่อให้มั่นใจว่าเครื่องจักรนั้นมีความเที่ยงตรงและแม่นยำ 

5. แรงเสียดทานและการหล่อลื่น (Friction & Lubricant) แรงเสียดทานที่เกิดขึ้นในเครื่องจักรจะก่อให้เกิดการสูญเสียพลังงาน เกิดการสั่นสะเทือน ทำให้ชิ้นส่วนมีการเคลื่อนที่ไม่แม่นยำ ดังนั้นจึงต้องมีการหล่อลื่นในส่วนที่เกิดแรงเสียดทานระหว่างหน้าสัมผัส เช่น แบริ่ง รางสไลด์ 

6. ความสะดวกในการใช้งาน ควรศึกษาขั้นตอนการทำงานอย่างรอบคอบและเลือกใช้อุปกรณ์ที่ก่อให้เกิดความสะดวกกับผู้ปฏิบัติงานมากที่สุด เช่น การใช้คันโยกสำหรับกระบวนการที่ต้องปิดเปิดบ่อยๆ การใช้ยางหรือขารองเครื่องจักรเพื่อลดการสั่นสะเทือนในการทำงาน การใช้สีแดงสำหรับปุ่มหยุดฉุกเฉิน การวางชุดควบคุมทางด้านใดด้านหนึ่งของผู้ปฏิบัติงาน 

7. ความปลอดภัยในการใช้งาน การทำงานกับเครื่องจักรสามารถเกิดอุบัติเหตุได้เสมอ ชิ้นส่วนที่สามารถเคลื่อนไหวหรือหมุนได้ของเครื่องจักรจะต้องมีชุดป้องกัน ชิ้นส่วนที่มีกระแสไฟฟ้าจะต้องมีฉนวนหุ้ม ดังนั้นผู้ออกแบบเครืองจักรควรแนะนำอุปกรณ์ความปลอดภัยส่วนบุคคลสำหรับผู้ปฏิบัติงาน (PPE) เสมอ โดยอุปกรณ์เหล่านั้นจะต้องไม่รบกวนการทำงานของเครื่องจักร

8. การพิจารณาใช้ชิ้นส่วนมาตรฐาน (Standard part) การใช้ชิ้นส่วนมาตรฐานทำให้ต้นทุนในการผลิตลดลง ดังนั้นควรใช้ชิ้นส่วนมาตรฐานทุกครั้งที่ทำได้ นอกจากนี้ชิ้นส่วนมาตรฐานยังทำให้การวางแผนการบำรุงรักษาทำได้ง่าย 

9. ลักษณะการประกอบ (Assembling) เครื่องจักรจะต้องมีการประกอบโครงสร้างและชิ้นส่วนต่างๆ เข้าด้วยกัน เครื่องจักรที่ออกแบบการประกอบที่ดีจะสามารถคาดการณ์ตำแหน่งการประกอบได้แน่นอน สามารถใช้อุปกรณ์เพื่อการประกอบที่เป็นมาตรฐานได้ มีลักษณะของเป็นการประกอบจากชิ้นใหญ่ไปชิ้นเล็ก และเป็นการประกอบจากด้านในออกมาด้านนอก 

10. ต้นทุนในการผลิต (Cost) ค่าใช้จ่ายในการสร้างเครื่องจักรจะเป็นข้อพิจารณาที่สำคัญที่สุดในการออกแบบ ต้นทุนในการผลิตอาจจะเป็นได้ทั้งต้นทุนทางตรงและทางอ้อม เช่น ต้นทุนจากการศึกษาความเป็นไปได้ในการออกแบบ (Feasibility study) การทำเครื่องต้นแบบ (Prototype) และการปรับปรุงแก้ไข (Modification) ดังนั้นวิศวกรจะต้องออกแบบเครื่องจักรโดยศึกษาและพิจารณาข้อกำหนดเงื่อนไขทั้งหมด เพื่อทำให้ต้นทุนการผลิตน้อยที่สุด