就在不久前，制造业——包括过程制造业和离散制造业——经历了相当可预测的经济轨迹。这些行业往往会随着商业和消费者支出趋势而上升或下降。但制造业中那些可预测的周期不再那么可预测，部分原因是互联网和移动计算等普及技术对制造业服务的每个市场的影响。而这些影响也会影响到制造商用来回应客户的技术。
为了更好地了解当今影响行业的因素以及这些因素，反过来又影响自动化技术的方向，我们与贾斯汀·克尔贝（Henkel）的电力和工业自动化市场战略负责人，全球粘合剂，密封剂和功能涂层，用于最近的一集“自动化世界得到问题回答”播客系列。Henkel作为供应商和工业产品和技术的用户的角色为公司提供了一个有趣的自动化角度，因为该公司提供了能够热管理，可靠的电气功能和电力和工业自动化市场的长期可持续性。
哈尔贝，汉港电力和工业自动化市场战略负责人Justin Kolbe。“从技术的角度来看，我们所看到的更改最大的是正在处理和在机器之间进行处理的数据量;Kolbe说，它比以往任何时候都大得多。“由于工业客户需要可靠性，我们了解停机时间，维护和生产过程至关重要。这就是为什么自动化设备设计人员必须考虑可靠性作为工作的可靠性，因为他们提供的所有其他值的所有权。我们也看到电子设备的大小继续减少，因为制造设施中的空间越来越高级。而且由于技术供应商不希望自动化的额外功能需要更多的卷，这对自动化技术的整体设计具有许多影响。“
Kolbe提供了一个详细的例子来解释这一点，重点是设备设计者过去如何使用气隙来提供正确的电压绝缘。现在他们使用固体绝缘材料，比如盆栽或其他涂层，来提供绝缘。Kolbe说，这种变化的好处是，它增加了设备的功率密度，这是在更小的空间中容纳更多功能时所需要的。“通过这些新的绝缘方法，更多的电力设备可以放置在一个更小的空间，同时保持安全机构爬电和清除距离。在某些情况下，绝缘材料还可以作为导热途径来散热。”
从更高级别的角度来看，KOLBE指出了制造市场如何是资本支出驱动的市场。这意味着制造商始终关注新设备或设备的初始成本。“但是我们开始看到越来越多的对整体运营费用的意识和敏感性以及越来越多的产品与某些产品的型号，”他说。“这意味着技术供应商不再只是看待实施解决方案的初始成本，但客户将面临的总体拥有成本。他们最终想要做的是降低总体拥有成本，或者能够提供更多功能，更多的便利，更多的正常运行时间和更多的吞吐量 - 全部成本。“
机器人
考虑到在过去几年中机器人在行业中的高度明显的作用，Kolbe指出了Covid-19流行如何更加关注协作机器人。“由于这些机器人可以以最小的人类相互作用运行，因此它们可以作为生产细胞中的液体，并且在人类相互作用之间彻底清洁或消毒。这意味着机器人可以通过在内部生产细胞或厂地板上的其他地方允许更少的人的密度来提供更安全的工作环境。“
他还注意到角色机器人在危险环境中扮演危险环境，这使得使用保护技术 - 就像折断或特殊涂层 - 这么重要，因为它们保护了机器人的电子产品。
“我们看到机器人真正继续增加产业渗透的另一个地方是半导体Fabs或涂料喷雾展位等敏感环境中，”Kolbe说。“在这些生产领域，设计师需要确保他们使用的建筑材料不会污染环境。这样的一个例子是使用无硅或高度控制的硅胶材料，不会随着时间的推移渗出并可能导致生产过程和产量问题。“
位置感应是Robotics Kolbe所说的另一个趋势，在一般的自动化技术的影响方面值得注意。该技术通常用于移动机器人。“这些传感器是高功率二极管，需要放置准确性和稳定性，”他说。
力量
由于没有电力，任何类型的自动化都是不存在的，因此，与工业电源相关的技术是任何寻求在任何水平上实现自动化的公司的一个主要因素，无论他们是自动化过程的新手，还是他们添加到一系列已经存在的自动化技术。
“电力转换是许多工业自动化应用的关键方面，”Kolbe说。“我们看到我们看到越来越多的客户利益在使用电池供电的电气应用中，例如仓储机器人。这意味着收费是我们看到电源转换兴趣增加的区域，这是电池的快速充电和无线充电等因素。“
另一个自动化领域的焦点在制造中的功率是功率因数校正。“适当的功率因数校正使工厂能够以最有效的方式使用输送到它的功率，允许工厂内的电力系统更接近容量，”Kolbe说。“这也允许该工厂避免基于低功率因数的状态或效用的使用费。”
参考在自动化电子中扮演重要角色的半导体行业，Kolbe指出该行业是如何从硅半导体转向像碳化硅这样的宽带隙半导体的，用于电源模块或表面贴装组件，因为它们能够增加设备的功率密度。
“宽带隙半导体可以提供更高效的解决方案，但总的来说它们具有更高的初始成本，”Kolbe解释说。“但是有一些应用程序，如替代能源或电机逆变器的逆变器，用于24/7操作，其中这些半导体可以提供可接受的投资回报。”
“通过使用宽带隙半导体或碳化硅，自动化技术供应商可以减少功率功能所占用的空间，”Kolbe说。“一些新的电力电子封装可以提供电气隔离，这允许不同的冷却策略，如双面冷却。我们也看到人们对无底板电源模块设计的兴趣越来越大。在历史上，有一个大铜板放置在电源模块的背面。但在最新的设计中，铜板被移除，以减轻重量，减小尺寸，并降低电源模块的成本。”
Kolbe表示，所有这些自动化动力趋势都需要“在热管理和整体组装包装方面的新解决方案，以最大限度地利用它们提供的能力”。
观看趋势
Ioot和Industry 4.0周围的设备和系统连接水平较高，将继续在自动化中发挥重要作用。除了这些趋势之外，KOLBE强调，工业技术最终用户应该注意人工智能所做的侵害。
“Complex cognitive machine systems are not only changing what's possible to accomplish with automation, but they’re also changing automation design requirements due to their computationally intense processes that are going to require significant investments [from technology suppliers] in power utilization and software,” he said.
KOLBE补充说，技术供应商提供的功能中的任何分化都必须针对“可靠性背景”。他说，任何新技术都应该具有漫长的使用寿命和不断运行的能力，没有质量问题或可能导致停机和降低能力的缺陷。“
在新的自动化技术中，另一个值得关注的因素是效率的具体提高。例如，增加电压和降低电流。Kolbe说:“这是一个可以真正提高效率的领域。“在旧的系统中，当你以6伏或12伏的电压运行直流总线时，将电压提高到48伏或50伏并保持在本质安全范围内的能力是真正需要改进的空间。”
