Producenci maszyn muszą szybciej dostarczać rozwiązania

Współcześni producenci maszyn nieustannie ścigają się z terminami. Zespoły inżynierskie często wyceniają przyszłe projekty, jednocześnie finalizując systemy już zaplanowane do produkcji.

Jednocześnie inżynierowie muszą oceniać nowy sprzęt, koordynować prace z zespołami produkcyjnymi, aktualizować wersje i rozwiązywać problemy z integracją na coraz bardziej złożonych platformach automatyzacji.

W projektowaniu systemów sterowania ruchem nawet stosunkowo proste zastosowanie może pochłonąć cenne godziny pracy inżynierskiej. Projektowanie systemów obsługi próżniowej, osi pozycjonujących napędzanych serwomotorami lub oprzyrządowania na końcu ramienia wymaga obliczeń, kontroli kompatybilności i wyboru komponentów, zanim w ogóle będzie można rozpocząć zakupy.

W miarę jak projekty automatyzacji stają się coraz bardziej modułowe i wzajemnie powiązane, narzędzia inżynierii cyfrowej stają się niezbędne, a nie opcjonalne.

Dlaczego tradycyjne projektowanie systemów ruchu spowalnia realizację projektów

Złożona integracja powoduje zatory w pracy inżynierskiej

W przeciwieństwie do kompletnych robotów przemysłowych wiele systemów sterowania ruchem wymaga od inżynierów montażu współpracujących ze sobą komponentów z różnych kategorii. Serwomotory, siłowniki liniowe, napędy, czujniki, sprzęgła, urządzenia pneumatyczne i elementy bezpieczeństwa muszą działać razem bez konfliktów kompatybilności.

Pojedyncza zmiana w projekcie może zmusić inżynierów do ponownego przeanalizowania obliczeń w całym łańcuchu sterowania ruchem. Problem staje się jeszcze poważniejszy, gdy wiele zespołów inżynierskich pracuje jednocześnie nad kolejnymi wersjami maszyny.

Producenci maszyn przemysłowych wdrażający zaawansowane systemy pozycjonowania często łączą platformy ruchu z serwonapędami i sprzętem do sterowania ruchem, aby obsługiwać zastosowania związane z pakowaniem, montażem i transportem materiałów.

Ręczne obliczenia nadal pochłaniają cenny czas

Dobór parametrów układów pneumatycznych, obliczanie przepływu próżni lub wybór amortyzatorów tradycyjnie wymagały znacznego nakładu pracy inżynierskiej. Inżynierowie często korzystali z arkuszy kalkulacyjnych, katalogów i rozproszonych dokumentacji dostawców.

Doświadczeni projektanci mogą wykonywać te zadania dokładnie, jednak proces ten pochłania czas, który można by przeznaczyć na innowacje lub prace rozruchowe.

Platformy inżynierii cyfrowej automatyzują obecnie wiele z tych obliczeń, jednocześnie sprawdzając interoperacyjność komponentów.

Oprogramowanie inżynierskie coraz częściej łączy symulację, dobór parametrów i konfigurację komponentów w ujednolicone, zautomatyzowane procesy projektowe.

Inżynieria cyfrowa zmienia rozwój systemów sterowania ruchem

Narzędzia symulacyjne zmniejszają ryzyko projektowe przed rozpoczęciem produkcji

Nowoczesne platformy CAD i symulacyjne pozwalają inżynierom ocenić naprężenia mechaniczne, dokładność pozycjonowania, profile ruchu i wydajność w całym cyklu życia, zanim powstanie fizyczny sprzęt.

Takie podejście ogranicza nieprzewidziane problemy podczas uruchamiania i skraca cykle prototypowania. Symulacja pomaga również producentom maszyn optymalizować dobór siłowników i efektywność energetyczną na wczesnym etapie procesu rozwoju.

Wielu producentów przemysłowych integruje obecnie inżynierię opartą na symulacji z szerszymi strategiami transformacji cyfrowej obejmującymi architektury PLC, sieci przemysłowe i diagnostykę brzegową.

Modułowa konstrukcja przyspiesza integrację i konserwację

Inżynieria modułowa stała się kluczową strategią ograniczania złożoności projektów. Zamiast tworzyć wysoce niestandardowe zespoły dla każdego wariantu maszyny producenci coraz częściej standaryzują wielokrotnego użytku podsystemy.

Takie modułowe podejście upraszcza zarządzanie częściami zamiennymi, przyspiesza modernizacje i zmniejsza ryzyko integracji w całych liniach produktowych.

Platformy automatyki oparte na wymiennych modułach ruchu umożliwiają także szybszą konserwację i przyszłą skalowalność, szczególnie w zastosowaniach związanych z pakowaniem i przenośnikami.

Internetowe platformy inżynieryjne skracają cykle projektowe

Oprogramowanie do doboru napędów automatyzuje wybór komponentów

Dostawcy automatyki coraz częściej oferują internetowe narzędzia inżynieryjne, które pozwalają inżynierom w ciągu kilku minut dobrać parametry, skonfigurować i zweryfikować systemy.

Platformy takie jak Festo Electric Motion Sizing and Handling Guide Online automatyzują obliczenia dotyczące osi, ładunków, przyspieszenia, obsługi podciśnieniowej i systemów pneumatycznych, jednocześnie rekomendując kompatybilne komponenty.

Zamiast ręcznie przeszukiwać katalogi inżynierowie otrzymują zweryfikowane konfiguracje dopasowane do wymagań aplikacji i docelowych parametrów wydajności.

Znacznie zmniejsza to obciążenie działu inżynieryjnego na etapie wyceny i wstępnego projektowania.

Zintegrowane procesy zwiększają efektywność zakupów

Jedną z pomijanych zalet cyfrowych narzędzi inżynieryjnych jest przyspieszenie procesu zakupowego. Po wygenerowaniu zweryfikowanego projektu listy komponentów, pliki CAD i informacje dotyczące zamówienia stają się natychmiast dostępne.

Taka integracja skraca przejście od etapu projektowania do zakupu, jednocześnie zmniejszając ryzyko zamówienia niekompatybilnego sprzętu.

Producenci integrujący zaawansowane architektury automatyki często łączą cyfrowe procesy projektowania ruchu z platformami takimi jak systemy Allen-Bradley ControlLogix w celu zsynchronizowanego sterowania maszynami i skoordynowanych zastosowań związanych z ruchem.

Wsparcie inżynieryjne oparte na wideo szybko się rozwija

Kolejnym trendem kształtującym inżynierię przemysłową jest rozwój technicznych treści instruktażowych. Filmy instruktażowe pomagają obecnie inżynierom sprawniej konfigurować systemy sterowania ruchem, zastosowania związane z transportem próżniowym i oprzyrządowanie robotyczne.

Zamiast całkowicie polegać na drukowanej dokumentacji, inżynierowie mogą bezpośrednio obserwować rzeczywiste procedury doboru komponentów, procesy konfiguracji i przykłady rozwiązywania problemów prezentowane przez specjalistów ds. zastosowań.

Ta zmiana skraca czas wdrażania nowych inżynierów, jednocześnie poprawiając standaryzację w rozproszonych zespołach inżynieryjnych.

Przewaga konkurencyjna wynika obecnie z szybkości prac inżynieryjnych

Szybsze cykle projektowe zwiększają elastyczność producentów maszyn

Producenci maszyn odczuwają coraz większą presję, by dostarczać niestandardowe systemy automatyki w krótszych terminach. Cyfrowe narzędzia inżynieryjne bezpośrednio wspierają ten cel, skracając etapy projektowania, walidacji i zaopatrzenia.

Firmy wdrażające te procesy zyskują wymierną przewagę w zakresie szybkości reakcji, szczególnie w szybko zmieniających się sektorach, takich jak pakowanie, logistyka, produkcja akumulatorów i automatyzacja magazynów.

Oprogramowanie inżynieryjne staje się częścią stosu automatyki

Narzędzia inżynieryjne nie są już odizolowanymi programami używanymi sporadycznie podczas wyboru produktów. Stają się zintegrowanymi warstwami większego ekosystemu automatyki przemysłowej.

Oprogramowanie do doboru komponentów, platformy symulacyjne i narzędzia konfiguracyjne coraz częściej łączą się ze środowiskami CAD, pakietami do programowania sterowników PLC i platformami cyfrowych bliźniaków.

W miarę jak fabryki nadal modernizują się zgodnie ze strategiami Przemysłu 4.0, efektywność inżynieryjna wyłania się jako konkurencyjny miernik produkcji.

Inżynieria automatyki zmierza w stronę projektowania predykcyjnego

Kolejny etap rozwoju sterowania ruchem prawdopodobnie połączy dobór komponentów wspomagany przez AI, symulacje predykcyjne i oparte na chmurze bazy danych inżynieryjnych.

Przyszłe środowiska inżynieryjne mogą automatycznie rekomendować optymalne komponenty na podstawie historii maszyn, rejestrów konserwacji, zużycia energii i wydajności operacyjnej całych flot urządzeń.

Pod wieloma względami sam proces inżynieryjny staje się zautomatyzowany.

Dla producentów maszyn działających pod stałą presją terminów ta transformacja może stać się równie ważna jak projektowane przez nich systemy sterowania ruchem.

Autor: Ethan Caldwell | Starszy analityk systemów sterowania ruchem

Ethan Caldwell ma ponad 11 lat doświadczenia w obszarze przemysłowych systemów sterowania ruchem, integracji serwonapędów i systemów automatyki fabrycznej. Współpracował z firmami Rockwell Automation, Siemens, Beckhoff Automation oraz dostawcami rozwiązań Festo w sektorach pakowania, transportu materiałów i produkcji wysokowydajnej.