Как инженерните инструменти съкращават времето за проектиране на системи за управление на движението

Производителите на машини са под натиск да доставят по-бързо

Съвременните производители на машини постоянно се състезават с крайните срокове. Инженерните екипи често оферират бъдещи проекти, докато едновременно с това финализират системи, вече планирани за производство.

Същевременно инженерите трябва да оценяват нов хардуер, да координират работата с производствените екипи, да актуализират ревизиите и да отстраняват проблеми с интеграцията във все по-сложни платформи за автоматизация.

При проектирането на системи за управление на движението дори сравнително простото приложение може да отнеме ценни инженерни часове. Проектирането на системи за вакуумно захващане, оси за позициониране със серво задвижване или инструменти в края на роботизираната ръка изисква изчисления, проверки за съвместимост и избор на компоненти, преди изобщо да може да започне снабдяването.

С нарастването на модулността и взаимосвързаността на проектите за автоматизация инструментите за цифрово инженерство стават необходими, а не просто незадължителни.

Защо традиционното проектиране на системи за движение забавя проектите

Сложната интеграция създава затруднения за инженерните екипи

За разлика от напълно комплектованите индустриални роботи, много системи за управление на движението изискват от инженерите да сглобят оперативно съвместими компоненти от множество категории. Серводвигатели, линейни изпълнителни механизми, задвижвания, сензори, съединители, пневматични устройства и защитен хардуер трябва да работят заедно без проблеми със съвместимостта.

Една-единствена промяна в конструкцията може да принуди инженерите да преразгледат изчисленията по цялата кинематична верига. Това предизвикателство се задълбочава, когато няколко инженерни екипа работят едновременно по развиващи се ревизии на машината.

Индустриалните производители, внедряващи усъвършенствани системи за позициониране, често комбинират системи за движение със серво задвижвания и хардуер за управление на движението, за да поддържат приложения за опаковане, сглобяване и обработка на материали.

Ръчните изчисления все още отнемат ценно време

Оразмеряването на пневматични системи, изчисляването на вакуумния дебит или изборът на амортисьори традиционно изискват значителни ръчни инженерни усилия. Инженерите често разчитат на електронни таблици, каталози и разпокъсана документация от доставчици.

Макар че опитните проектанти могат да изпълнят тези задачи точно, процесът отнема време, което иначе би могло да се използва за иновации или дейности по въвеждане в експлоатация.

Платформите за цифрово инженерство вече автоматизират много от тези изчисления, като едновременно с това проверяват оперативната съвместимост между компонентите.

Инженерният софтуер все по-често съчетава симулация, оразмеряване и конфигуриране на компоненти в унифицирани работни процеси за автоматизирано проектиране.

Цифровото инженерство променя разработването на системи за управление на движението

Инструментите за симулация намаляват риска при проектирането преди производството

Съвременните CAD платформи и платформите за симулация позволяват на инженерите да оценяват механичното натоварване, точността на позициониране, профилите на движение и експлоатационните характеристики през жизнения цикъл, преди да бъде изграден физическият хардуер.

Този подход намалява неочакваните проблеми при въвеждане в експлоатация и съкращава циклите на прототипиране. Симулацията също помага на конструкторите на машини да оптимизират оразмеряването на задвижващите механизми и енергийната ефективност още в ранните етапи на разработката.

Много промишлени производители вече интегрират инженерно проектиране, базирано на симулации, в по-широки стратегии за цифрова трансформация, включващи PLC архитектури, промишлени мрежи и периферна диагностика.

Модулният дизайн ускорява интеграцията и поддръжката

Модулното инженерно проектиране се превърна в ключова стратегия за намаляване на сложността на проектите. Вместо да създават силно персонализирани възли за всеки вариант на машина, производителите все по-често стандартизират повторно използваеми подсистеми.

Този модулен подход опростява управлението на резервните части, ускорява модернизациите и намалява риска при интеграцията в различните продуктови линии.

Платформите за автоматизация, изградени около взаимозаменяеми модули за управление на движението, също подпомагат по-бързата поддръжка и бъдещото разширяване, особено при приложения за опаковане и конвейери.

Онлайн инженерните платформи съкращават циклите на проектиране

Софтуерът за оразмеряване на системи за управление на движението автоматизира избора на компоненти

Доставчиците на решения за автоматизация все по-често предлагат инженерни инструменти, базирани на браузър, които позволяват на инженерите да оразмеряват, конфигурират и валидират системи за минути.

Платформи като онлайн ръководството на Festo за оразмеряване и обработка с електрическо задвижване автоматизират изчисленията за оси, полезни товари, ускорение, вакуумна обработка и пневматични системи, като едновременно с това препоръчват съвместими компоненти.

Вместо ръчно да търсят в каталози, инженерите получават валидирани конфигурации, съобразени с изискванията на приложението и целевите показатели за производителност.

Това значително намалява инженерната натовареност по време на етапите на офериране и предварително проектиране.

Интегрираните работни процеси повишават ефективността на снабдяването

Едно често пренебрегвано предимство на цифровите инженерни инструменти е ускоряването на снабдяването. След като бъде генериран валидиран проект, списъците с компоненти, CAD файловете и информацията за поръчване стават незабавно достъпни.

Тази интеграция съкращава прехода от инженерното проектиране към закупуването, като същевременно намалява риска от поръчване на несъвместим хардуер.

Производителите, интегриращи усъвършенствани архитектури за автоматизация, често комбинират цифрови работни процеси за управление на движението с платформи като системите Allen-Bradley ControlLogix за синхронизирано управление на машините и приложения с координирано движение.

Видео-базираната инженерна поддръжка се разширява бързо

Друга тенденция, която променя индустриалния инженеринг, е нарастващото количество техническо учебно съдържание. Видео ръководствата вече помагат на инженерите да конфигурират по-ефективно системи за управление на движението, приложения за вакуумно захващане и роботизирана инструментална екипировка.

Вместо да разчитат изцяло на печатна документация, инженерите могат директно да наблюдават реални процедури за оразмеряване, работни процеси за конфигуриране и примери за отстраняване на неизправности, представени от специалисти по приложенията.

Тази промяна съкращава времето за въвеждане на нови инженери, като същевременно подобрява стандартизацията в разпределените инженерни екипи.

Конкурентното предимство вече идва от скоростта на инженерната работа

По-бързите проектантски цикли подобряват гъвкавостта на производителите на машини

Производителите на машини са изправени пред все по-голям натиск да доставят персонализирани системи за автоматизация в по-кратки срокове. Цифровите инженерни инструменти пряко подпомагат тази цел, като съкращават етапите на проектиране, валидиране и снабдяване.

Компаниите, които възприемат тези работни процеси, получават измеримо предимство по отношение на бързината на реакция, особено в динамични сектори като опаковането, логистиката, производството на батерии и автоматизацията на складове.

Инженерният софтуер се превръща в част от стека за автоматизация

Инженерните инструменти вече не са изолирани помощни програми, използвани от време на време при избора на продукти. Те се превръщат в интегрирани слоеве в рамките на по-широката екосистема на индустриалната автоматизация.

Софтуерът за оразмеряване, платформите за симулация и инструментите за конфигуриране все по-често се свързват със среди за CAD, пакети за програмиране на PLC и платформи за цифрови двойници.

С продължаващата модернизация на фабриките в посока на стратегиите за Индустрия 4.0 самата инженерна ефективност се превръща във все по-важен конкурентен производствен показател.

Инженерингът на автоматизацията се насочва към прогнозно проектиране

Следващият етап в развитието на управлението на движението вероятно ще съчетава оразмеряване с помощта на изкуствен интелект, прогнозна симулация и облачно свързани инженерни бази данни.

Бъдещите инженерни среди може автоматично да препоръчват оптимални компоненти въз основа на историята на машините, записите за поддръжка, потреблението на енергия и експлоатационните показатели на цели паркове от оборудване.

В много отношения самият инженерен работен процес става автоматизиран.

За производителите на машини, работещи под постоянен натиск за спазване на сроковете за доставка, тази трансформация може да се окаже също толкова важна, колкото и системите за управление на движението, които проектират.

Автор: Итън Колдуел | Старши анализатор на системи за управление на движението

Итън Колдуел има над 11 години опит в областта на индустриалното управление на движението, интеграцията на сервосистеми и системите за фабрична автоматизация. Опитът му включва инженерно сътрудничество с доставчици на решения на Rockwell Automation, Siemens, Beckhoff Automation и Festo в секторите на опаковането, обработката на материали и високоскоростното производство.