Современная электроника №7/2020

СОВРЕМЕННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ 22 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 7 2020 Миниатюризация систем производства: существует ли нижний предел масштабирования? В целях минимизации количества используемых материалов и сокращения затрат продолжается миниатюризация оборудования и других средств производства. Эта тенденция наблюдается во всём мире. Но до какого предела можно увеличивать компактность отдельных функций и продолжать миниатюризацию, сохраняя рентабельность? Исходя из опыта и тесного сотрудничества с заказчиками самого широкого круга отраслей промышленности, компания HARTING как производитель промышленных соединителей делится практическими рекомендациями и опытом. Это позволяет производителям и пользователям систем производства в полной мере раскрыть гигантский потенциал миниатюризации. Якоб Дюк (Jakob.Dueck@HARTING.com ) Существует множество примеров последовательной миниатюризации технических систем. Например, закон Мура гласит, что количество транзи- сторов в интегральных схемах удва- ивается каждые 18 месяцев. В наши дни это означает, что в одной микро- схеме умещается примерно 35 млрд транзисторов. Другим наглядным примером может служить смартфон. За прошедшие 20 лет он эволюцио- нировал из мобильного телефона в профессиональное многофункцио- нальное устройство с интегрирован- ными функциями связи, навигации и развлекательными приложения- ми. Тенденция «уплотнения» функ- ций и технических характеристик уже положила начало новым техни- ческим дисциплинам: там, где грань между электроникой и механикой ста- новится всё более размытой, можно говорить о мехатронике. Впрочем, тот факт, что миниатюризация тех- нических систем является глобаль- ной тенденцией, можно наблюдать не только в сфере потребительских това- ров. Например, тяжёлая ракета-носи- тель Falcon производства компании SpaceX (в настоящее время мощней- шая ракета-носитель в мире) является сверхкомпактной в сравнении с раке- той-носителем «Сатурн V», применяв- шейся в программе «Аполлон». Компа- ния SpaceX обеспечивает сохранение энергии и других ресурсов, а также возможность частичного повторно- го использования. Но есть ли смысл в современной тен- денции миниатюризации для систем производства в целом? Эта тенденция в любом случае оказывает лишь огра- ниченное влияние на промышленные станки и агрегаты, поскольку: ● в отличие от типовых микропро- цессорных интегральных схем и смартфонов они устанавливаются и эксплуатируются в промышленных условиях; ● они потребляют значительно меньше энергии в сравнении с такими мас- штабными системами, как ракеты- носители. Цель теряет важность, когда при- ходит понимание, что миниатюри- зация является не целью как таковой, а, скорее, средством достижения цели. С технической точки зрения, любое решение для повышения экономич- ности и эффективности заключает- ся в миниатюризации. Миниатюриза- ция обеспечивает снижение объёмов производства и расхода необходимых материалов и приводит к оптимизации использования энергии, трудовых и прочих ресурсов. Миниатюризация возможна при условии обеспечения требуемых функ- циональных характеристик и сохра- нения конструктивного исполнения модулей оборудования, компонентов и последовательностей процесса про- изводства. Следовательно, настоящая цель миниатюризации – экономия мате- риальных и энергетических ресурсов. Чтобы правильно и в полном объёме оценить затраты на миниатюризацию систем производства и её экономиче- ские выгоды, необходимо учитывать как мнение производителей станков и агрегатов, так и мнение конечных заказчиков или эксплуатационных организаций. При выработке систем- но-ориентированного подхода можно руководствоваться методикой анализа затрат на срок службы (LCC), разрабо- танной Союзом машиностроителей Германии (VDMA). Кроме того, проце- дуру можно сделать целенаправлен- ной, соответствующей разделам руко- водства VDI 4800 BLATT 1 («Измерение и оценка эффективности ресурсов» от февраля 2016 года). В статье приводится описание стан- дартов и методов такого анализа и вытекающих из них практических мер. Примеры особенно успешных компа- ний показывают, что такие методы ана- лиза должны включать в себя ведение систематизированного перечня воз- можностей. Наконец, практическая реа- лизация мер обеспечит конкурентные преимущества и последующее разви- тие в течение срока службы системы производства. Компания HARTING – один из веду- щих в мире поставщиков решений в области соединений, без которых не обойтись в современных технологиях устройств управления, приводов, ЧМИ и обмена данными в системах произ- водства. Матрица трёх уровней инноваций Соединения для Ethernet Соединения для передачи сигналов Электрические соединения Уровень 1 HARTING RJ45 VarioBoot Модуль Han ® Full с высокой плотностью расположения контактов Защищённый модуль Han E ® Уровень 2 HARTING ix Industrial Стандартный экранированный модуль Han ® Экранированные электрические модули Han ® Уровень 3 HARTING T1 SPE Industrial Модуль Han ® ID для шины CAN Модуль Han® для защиты от перепадов напряжения