Тенденции к расширению оцифровки и взаимосвязанности сохраняются, равно как и усилия по реализации инициатив цифровой трансформации (DX), основанных на облачной аналитике. Для систем движения и автоматизации такие программы предлагают реальное применение для мониторинга в реальном времени, адаптивного прогнозирующего обслуживания и самооптимизирующегося управления. Визит designworldonline.com/trends для получения некоторого представления о неуклонном продвижении отрасли за последние годы к текущему состоянию.

На недавней выставке MD&M ATX West в Анахайме, Калифорния, многие дискуссии касались внедрения все более миниатюрных компонентов. К ним относятся прецизионные планетарные передачи с зубчатыми колесами диаметром ≈ 2 мм и меньше, шаговые приводы NEMA (до NEMA 6), микромоторы постоянного тока (особенно двигатели без пазов диаметром менее ≈11 мм), источники питания и приводы размером с десятицентовик, использующие новые запатентованные формы отвода тепла, и линейные подшипники шириной до 2 мм. Производство по такой технологии требует использования прецизионного моделирования и механической обработки, микроформования и процессов аддитивного производства, позволяющих изготавливать мельчайшие детали с высочайшей точностью.

Производство медицинского оборудования продолжает стимулировать спрос на такого рода крошечные компоненты для перемещения в дополнение к одноразовому оборудованию, имплантируемым изделиям и высокоточным компонентам для дозирования жидкости и управления сердечными клапанами. Кроме того, все они нуждаются в производстве чистых помещений, требующем собственной уникальной линейки систем перемещения.

Однако более мелкие компоненты и производство в чистых помещениях предназначены не только для медицинских устройств. В полупроводниковой и аэрокосмической промышленности широко используются многие из одних и тех же технологий.

Когда проекты особенно малы, они обычно единственные в своем роде. Здесь производители часто отказываются от готовых изделий в пользу сборки на заказ. Поэтому неудивительно, что поставщики двигателей, зубчатых передач и других компонентов для движения постоянно уделяют повышенное внимание раннему вовлечению в проекты клиентов, нуждающихся в индивидуальных решениях. Эта тенденция зародилась много лет назад, и данный подход стал доминирующим в отраслях, решающих необычные задачи проектирования.

Поглощения и консолидация компаний, производящих компоненты для движения, существуют с незапамятных времен и вообще не являются тенденцией. Тем не менее, в прошлом году произошло слияние многих других компаний, предлагающих комплексные решения для управления движением. Многие бренды, специализирующиеся на передаче энергии, прецизионном управлении движением и механических компонентах, в настоящее время входят в семейства Nidec, Regal Rexnord, Timken, ABB и Designatronics.

Такая консолидация отрасли во многих случаях означает, что инженеры-проектировщики могут (по крайней мере, теоретически) закупать компоненты и подсистемы у поставщиков, не зависящих от технологий. Например, производители оборудования в области робототехники теперь могут получать волновую передачу, планетарную передачу и циклоидальную передачу из одних источников, которые во многих случаях также предлагают интеграцию двигателей. Это полезно в тех случаях, когда в данной шестиосевой роботизированной конструкции используются все три типа зубчатых передач.

Как неоднократно писал в прошлом Design World, инженерным командам часто не хватает персонала (в некоторых случаях предполагается, что проектирование систем движения выходит за рамки основной области знаний), поэтому все мировые поставщики рекламируют и продвигают свои услуги по кастомизации и системной интеграции. Некоторые также подчеркивают важность цифровой доступности данных о продукте и спецификаций в виде файлов САПР (в том числе тех, которые генерируются «на лету» с помощью онлайн-конфигураторов) и свободно доступной онлайн-информации о продукте.

В рамках связанной с этим тенденции по-прежнему наблюдается глобальная нехватка рабочей силы, характерная для квалифицированных рабочих на производстве и квалифицированных операторов станков. Особенно в США, рынок труда сталкивается с проблемами из-за старения населения и (как утверждают некоторые) недостаточной поддержки национальных программ обучения и стажировок, связанных с профессиями.

Все это привело к новым инвестициям в программы обучения, а также внедрению автоматизированных решений — особенно для задач ухода за машинами и сборки. Хотя геополитические события могут изменить общие тенденции бизнеса, многие компании, занимающиеся автоматизацией, недавно расширили свою деятельность или планируют расширение физических мощностей, а также выход на международные рынки.

Если говорить более конкретно, то на Юго-востоке США по-прежнему наблюдается повышение квалификации и другие инвестиции в производство новых автомобилей и электромобилей, в то время как на Среднем Западе наблюдается расширение передового производства компонентов для движения и робототехники, а также традиционного производства автомобилей и электромобилей.

Тем временем Западное побережье и Северо-восток продолжают использовать существующие сети для разработки и производства программного обеспечения, бытовой электроники, робототехники, биотехнологий и медицинских устройств.

Во многом благодаря Закону о чипах Юго-Запад (возглавляемый TSMC, Texas Instruments и Samsung) выиграл от расширения производства полупроводников за счет новых мощностей по изготовлению чипов. Здесь есть одно предостережение: как сообщила главный редактор журнала Design World Рэйчел Пасини, Ассоциация полупроводниковой промышленности прогнозирует, что, хотя к 2030 году в полупроводниковой промышленности США будет создано 114 800 новых рабочих мест, более половины из них останутся незаполненными. Визит designworldonline.com а поисковые чипы действуют для получения дополнительной информации.

После пандемии COVID-19 в США также наблюдался всплеск использования средств автоматизации лабораторий. Последнее помогает удовлетворить требования к высокопроизводительному тестированию, свести к минимуму влияние человеческих ошибок на рабочие процессы и ускорить темпы исследований в области естественных наук и фармацевтики. Здесь используются системы точного перемещения (включая компактные декартовы схемы перемещения), роботизированные манипуляторы и программное обеспечение, использующее искусственный интеллект.

Несмотря на всю шумиху, связанную с этими рынками, давайте не будем забывать, что упаковочная промышленность по всему миру также продолжает определять технологические тенденции. По большинству оценок, оборот упаковочной отрасли в США составляет 240 миллиардов долларов — большая часть производства стоимостью 3 миллиарда долларов, а также логистики и сферы услуг стоимостью 2,3 миллиарда долларов.

Фактически, упаковочное оборудование становится все более адаптивным благодаря модульности, управляемости (через DX-подключение), а также безопасности, эффективности и глобальным сетевым стандартам. Современное упаковочное оборудование также использует движение и механические опоры с управляющим программным обеспечением и электроникой, обеспечивающими точность, скорость и другие эксплуатационные характеристики, невозможные всего десять лет назад.

Несмотря на то, что сопоставимые размеры упаковочной промышленности могут сократиться с возрождением производства полупроводников в США, она будет продолжать стимулировать инновации для достижения целей высокой производительности, устойчивости и гибкости.