Hoe ver kan je productiesystemen neerschalen? - column
Columns & Blogs 22/07/2020 8:26:35
Machines en andere productiemiddelen worden steeds compacter om materiaalverbruik te minimaliseren en kosten te besparen. Maar in hoeverre kan je individuele functies samenbrengen?
Slimmer automatiseren in industrie met AI-gestuurde robots - column
Coronamaatregelen en privacy - column
‘The 7 Transformations Experience’ - column
Megatrends in de maakindustrie en het vertrouwde ‘nieuwe normaal’
Telewerk in coronatijden - column
>> Meer verwant nieuwsSmart Electrical Grid & Heat Grid Buildings
Live Webinar
van 21/04/2021 tot 28/04/2021
CE-machinerichtlijn 2006-42-EG
Online cursus IE-net
van 27/04/2021 tot 6/05/2021
EPLAN Virtual Fair
Online
van 28/04/2021 tot 29/04/2021
Analyse van het machinepark
online seminarie: datagestuurde optimalisering van bediening en onderhoud
donderdag 29 april 2021
Grand Paris Express
Live Webinar
dinsdag 4 mei 2021
Sensor+Test 2021
Online event
van 4/05/2021 tot 6/05/2021
(15/4) Prototype voor fysiek internet in haven Antwerpen en Zeebrugge
(14/4) Eerste twee nieuwe KM3NeT-detectorlijnen geïnstalleerd
(13/4) Start-up maakt biobrandstoffen en polymeren uit CO2
(12/4) BYD installeert bladbatterijen in alle elektrische auto’s
(8/4) Eerste groene waterstoffabrieken North Sea Port in ontwerpfase
(7/4) Hugo Thienpont: ”Over fotonica en jong bloed” - topingenieur
>> Meer blikvangersENGINEERINGNET.BE - Door ervaring en nauw samen te werken met klanten uit een breed scala van industriële sectoren, kan Harting, fabrikant van industriële interfaces, praktische aanbevelingen en ervaringen delen waarmee fabrikanten en gebruikers van productiesystemen het enorme potentieel van miniaturisatie kunnen ontdekken en benutten.
Er zijn talloze voorbeelden van de geleidelijke miniaturisatie van technische systemen. De wet van Moore stelt bijvoorbeeld dat de integratiedichtheid van microchips elke 18 maanden verdubbelt. Tegenwoordig betekent dit dat één enkele chip ongeveer 35 miljard transistors verpakt. De smartphone is een ander voorbeeld. De afgelopen 20 jaar ontwikkelde die zich van mobiele telefoon tot een geïntegreerd communicatie-, navigatie-, entertainment- en professioneel multifunctioneel apparaat.
De trend van het samenbrengen van functies en technische eigenschappen leidde al tot nieuwe technische disciplines: waar de grens tussen elektronica en mechanica steeds vager wordt, spreekt men van mechatronica. Het feit dat het miniaturiseren van technische structuren een algemene trend is, is niet alleen te zien in consumptiegoederen. De SpaceX's Falcon Heavy-draagraket, momenteel de krachtigste draagraket ter wereld, is filigraan vergeleken met de historisch krachtigste Saturnus V-raket in het Apollo-programma. De SpaceX bespaart energie en andere hulpbronnen en is ook gedeeltelijk herbruikbaar. Maar is de huidige miniaturiseringstrend ook zinvol voor productiesystemen in het algemeen?
Men hoort al eens dat de trend sowieso maar een beperkte impact zou kunnen hebben op machines en installaties, omdat - ze, in tegenstelling tot typische microprocessor-IC's of smartphones, geïnstalleerd en gebruikt worden in een industriële omgeving; ze veel minder energie verbruiken dan spectaculaire systemen zoals draagraketten.
Deze argumenten verliezen hun betekenis zodra we inzien dat miniaturisatie geen doel op zich is, maar een "middel tot een doel". Technisch gezien is elke oplossing die economischer en efficiënter is een "miniaturisatie" die minder productie, verbruik of andere materialen vergt en die het energiegebruik, arbeid en andere hulpbronnen optimaliseert, zolang de vereiste functionaliteit gegarandeerd blijft en zowel het ontwerp van de machinemodules en componenten als de sequenties in het productieproces consistent blijven.
Het besparen van materiaal en energiebronnen is het eigenlijke doel dat je met miniaturisatie beoogt te bereiken. Om de kosten en baten van miniaturisatie in productiesystemen correct en volledig te beoordelen, is het noodzakelijk om zowel het standpunt van OEM's in de machine- en fabrieksbouw als het standpunt van eindklanten/operatoren in overweging te nemen. De Life Cycle Costs (LCC) analyse, die de Duitse Engineering Federatie (VDMA) ontwikkelde, kan als richtlijn dienen voor een systeemgerichte aanpak.
Bovendien kan de procedure zeer doelgericht zijn volgens de desbetreffende secties van de VDI 4800 BLATT 1-richtlijn (Meting en evaluatie van de efficiëntie van hulpbronnen, februari 2016). De standaarden en methoden van een dergelijke analyse en de afgeleide maatregelen worden hier beschreven. Bijzonder succesvolle bedrijven tonen dat dergelijke analyses een systematische lijst van mogelijkheden vergen. Uiteindelijk zal de implementatie van de maatregelen concurrentievoordelen opleveren die in de loop van de levenscyclus van een productiesysteem zullen worden ontwikkeld.
Harting is een van 's werelds toonaangevende leveranciers van oplossingen voor alle soorten interfaces die nodig zijn in moderne besturingen, aandrijvingen, HMI- en communicatietechnologie voor productiesystemen. De rol van interfaces in het miniaturisatieproces is niet te onderschatten, zoals het volgende voorbeeld heel treffend laat zien.
Toen Intel eind de zeventigerjaren zijn 8086-microprocessor ontwikkelde, telde die gemiddeld een 10.000+ transistoren; een dubbelrij 40-polige aansluittechniek in een DIP-pakket voldeed absoluut aan de eisen. Nauwelijks tien jaar later kwam de 80486 microprocessor van dezelfde fabrikant eraan met een miljoen transistoren. Daarvoor waren pin-grid-arrays (PGA) met verschillende honderden pins nodig als interfaces om het volledige scala aan functies (incl. aantal interfaces, EMC ...) van de betrokken computersystemen te verzekeren!
Daarnaast was het ontwerp van interfaces van doorslaggevend belang voor het succes van bepaalde series microprocessoren of individuele versies. Net als bij IC-technologie nemen de verpakkingsdichtheid en de mate van integratie van machinemodules en aggregaten in de productietechnologie voortdurend toe en, in overeenstemming met deze vereisten, zijn ook de interface-oplossingen optimaal ontworpen. Op basis van ervaring, opgedaan in nauwe samenwerking met klanten uit een zeer breed gamma industriële sectoren, kan HARTING passende aanbevelingen doen.
De volgende belangrijke innovatiefasen kunnen hieruit worden afgeleid: