Производители машин испытывают давление, вынуждающее их ускорять поставки

Современные производители машин постоянно работают в условиях жёстких сроков. Инженерные команды часто готовят предложения по будущим проектам, одновременно завершая системы, уже запланированные к производству.

Одновременно инженеры должны оценивать новое оборудование, координировать работу с производственными командами, обновлять версии и устранять проблемы интеграции во всё более сложных платформах автоматизации.

При проектировании систем управления движением даже относительно простое приложение может потребовать значительного количества инженерных часов. Проектирование систем вакуумного захвата, позиционируемых осей с сервоприводом или концевого оборудования робота требует расчётов, проверки совместимости и выбора компонентов ещё до начала закупок.

По мере того как проекты автоматизации становятся более модульными и взаимосвязанными, инструменты цифровой инженерии превращаются из опции в необходимость.

Почему традиционное проектирование систем управления движением замедляет реализацию проектов

Сложная интеграция создаёт узкие места в инженерных процессах

В отличие от полностью готовых промышленных роботов, многие системы управления движением требуют от инженеров собрать совместимые компоненты из нескольких категорий. Сервомоторы, линейные приводы, приводы, датчики, муфты, пневматические устройства и оборудование безопасности должны работать вместе без конфликтов совместимости.

Одно изменение в конструкции может заставить инженеров заново выполнить расчёты по всей цепочке управления движением. Эта проблема усугубляется, когда несколько инженерных команд одновременно работают над изменяющимися версиями машины.

Промышленные производители, внедряющие передовые системы позиционирования, часто объединяют платформы управления движением с сервоприводами и оборудованием для управления движением для упаковки, сборки и транспортировки материалов.

Ручные расчёты по-прежнему отнимают ценное время

При расчёте пневматических систем, расхода вакуума или выборе амортизаторов традиционно требовались значительные инженерные усилия вручную. Инженеры часто полагались на электронные таблицы, каталоги и разрозненную документацию поставщиков.

Опытные проектировщики могут точно выполнять эти задачи, однако процесс отнимает время, которое в противном случае можно было бы направить на инновации или ввод оборудования в эксплуатацию.

Цифровые инженерные платформы теперь автоматизируют многие из этих расчётов и одновременно проверяют совместимость компонентов.

Инженерное программное обеспечение всё чаще объединяет моделирование, расчёт параметров и конфигурирование компонентов в единые автоматизированные рабочие процессы проектирования.

Цифровая инженерия меняет разработку систем управления движением

Инструменты моделирования снижают проектные риски до начала производства

Современные CAD- и симуляционные платформы позволяют инженерам оценивать механические напряжения, точность позиционирования, профили движения и эксплуатационные характеристики на протяжении жизненного цикла до создания физического оборудования.

Такой подход снижает число непредвиденных проблем при вводе в эксплуатацию и сокращает циклы создания прототипов. Моделирование также помогает производителям машин на ранних этапах разработки оптимизировать подбор приводов и энергоэффективность.

Многие производители промышленного оборудования теперь интегрируют инженерное проектирование на основе моделирования в более масштабные стратегии цифровой трансформации, включающие архитектуры ПЛК, промышленную сетевую инфраструктуру и периферийную диагностику.

Модульная конструкция ускоряет интеграцию и техническое обслуживание

Модульное проектирование стало ключевой стратегией снижения сложности конструкций. Вместо создания глубоко индивидуализированных сборок для каждого варианта машины производители всё чаще стандартизируют повторно используемые подсистемы.

Такой модульный подход упрощает управление запасными частями, ускоряет модернизацию и снижает риски интеграции в разных линейках продукции.

Платформы автоматизации, построенные на взаимозаменяемых модулях управления движением, также обеспечивают более быстрое техническое обслуживание и дальнейшее масштабирование, особенно в приложениях для упаковки и конвейерных систем.

Онлайн-инженерные платформы сокращают циклы проектирования

Программное обеспечение для расчёта параметров движения автоматизирует выбор компонентов

Поставщики средств автоматизации всё чаще предлагают инженерные инструменты на базе браузера, позволяющие инженерам за считаные минуты подбирать типоразмеры, конфигурировать и проверять системы.

Такие платформы, как Festo Electric Motion Sizing and Handling Guide Online, автоматизируют расчёты для осей, полезной нагрузки, ускорения, вакуумных систем захвата и пневматических систем, одновременно рекомендуя совместимые компоненты.

Вместо ручного поиска по каталогам инженеры получают проверенные конфигурации, адаптированные к требованиям приложения и целевым показателям производительности.

Это значительно снижает нагрузку на инженеров на этапах подготовки коммерческих предложений и предварительного проектирования.

Интегрированные рабочие процессы повышают эффективность закупок

Одно из часто упускаемых преимуществ цифровых инженерных инструментов — ускорение закупок. После создания проверенной конструкции сразу становятся доступны списки компонентов, CAD-файлы и информация для заказа.

Такая интеграция сокращает переход от проектирования к закупкам и одновременно снижает риск заказа несовместимого оборудования.

Производители, интегрирующие передовые архитектуры автоматизации, часто объединяют цифровые рабочие процессы управления движением с такими платформами, как системы Allen-Bradley ControlLogix, для синхронизированного управления машинами и координированных приложений управления движением.

Видеоинженерная поддержка стремительно расширяется

Ещё одна тенденция, меняющая промышленную инженерию, — рост числа технических обучающих материалов. Видеоруководства теперь помогают инженерам эффективнее конфигурировать системы управления движением, приложения для вакуумной транспортировки и роботизированную оснастку.

Вместо того чтобы полностью полагаться на печатную документацию, инженеры могут непосредственно у специалистов по прикладным решениям наблюдать реальные процедуры подбора компонентов, рабочие процессы конфигурирования и примеры устранения неисправностей.

Этот переход сокращает время адаптации новых инженеров и одновременно повышает стандартизацию в распределённых инженерных командах.

Теперь конкурентное преимущество обеспечивается скоростью инженерных работ

Более быстрые циклы проектирования повышают гибкость производителей машин

Производители машин сталкиваются с растущим давлением: необходимо поставлять индивидуализированные системы автоматизации в более сжатые сроки. Цифровые инженерные инструменты напрямую поддерживают эту цель, сокращая этапы проектирования, валидации и закупок.

Компании, внедряющие такие рабочие процессы, получают измеримое преимущество в оперативности, особенно в быстро меняющихся секторах, таких как упаковка, логистика, производство аккумуляторов и автоматизация складов.

Инженерное программное обеспечение становится частью стека автоматизации

Инженерные инструменты больше не являются изолированными утилитами, которые время от времени используют при выборе продукции. Они становятся интегрированными уровнями более широкой экосистемы промышленной автоматизации.

Программы для подбора компонентов, платформы моделирования и инструменты конфигурирования всё чаще интегрируются со средами CAD, пакетами программирования ПЛК и платформами цифровых двойников.

По мере того как предприятия продолжают модернизацию в соответствии со стратегиями Индустрии 4.0, сама эффективность инженерных работ становится конкурентным показателем производства.

Автоматизация инженерных работ движется к прогнозному проектированию

Следующий этап развития систем управления движением, вероятно, объединит подбор компонентов с помощью ИИ, прогнозное моделирование и облачные инженерные базы данных.

В будущем инженерные среды смогут автоматически рекомендовать оптимальные компоненты на основе истории эксплуатации машин, записей о техническом обслуживании, энергопотребления и эксплуатационных характеристик всего парка оборудования.

Во многих отношениях сам инженерный рабочий процесс становится автоматизированным.

Для производителей машин, работающих в условиях постоянного давления со стороны сроков поставки, эта трансформация может стать не менее важной, чем разрабатываемые ими системы управления движением.

Автор: Итан Колдуэлл | Старший аналитик систем управления движением

Итан Колдуэлл имеет более чем 11-летний опыт работы с промышленными системами управления движением, интеграцией сервоприводов и системами автоматизации производств. Он сотрудничал с инженерными командами поставщиков решений Rockwell Automation, Siemens, Beckhoff Automation и Festo в секторах упаковки, внутрискладской логистики и высокоскоростного производства.