Proč konstrukce strojů a systémů hraje klíčovou roli

Konstrukce strojů hraje ústřední roli v ekologické transformaci průmyslu. V závislosti na konstrukci a provozu může perspektivní plánování systému ovlivnit spotřebu energie a materiálu. Účelné využívání materiálů, recyklovatelnost a modularita jsou důležitými kroky k oběhovému hospodářství a prodlužují životnost systému. Digitální technologie umožňují rozhodování na základě dat a podporují výrobu šetřící zdroje.

Politické rámcové podmínky na evropské a mezinárodní úrovni podněcují průmysl k hlubšímu zaměření na udržitelnost. Cíle udržitelného rozvoje (SDGs) OSN poskytují komplexní rámec pro globální udržitelný rozvoj, přičemž některé z těchto cílů se speciálně zaměřují na průmysl. V Evropě jsou Evropská zelená dohoda a Směrnice o reportování udržitelnosti (CSRD) klíčovými faktory pro větší transparentnost a odpovědnost při reportování udržitelnosti.

Politické rámcové podmínky pro udržitelnou automatizaci

Tento politický rámec má také nepřímý vliv na strojírenství a výrobu zařízení. Výrobní podniky musí zlepšit svou bilanci udržitelnosti a v budoucnu budou věnovat větší pozornost tomu, aby jejich stroje a systémy byly navrženy tak, aby byly energeticky účinné a šetřily zdroje.

Přehled důležitých zásad a směrnic:

Směrnice pro energetickou účinnost: Dohoda European Green Deal, jejímž cílem je dosáhnout klimatické neutrality v EU do roku 2050, zahrnuje opatření ke zlepšení energetické účinnosti. Směrnice EU o energetické účinnosti (EED) vyžaduje komplexní analýzu spotřeby energie technických zařízení.

Zásady oběhového hospodářství: Německý zákon o oběhovém hospodářství (KrWG) a rámcová směrnice EU o odpadech podporují dlouhou životnost výrobků a optimalizované recyklační procesy. Pro výrobce strojů a konstruktéry to znamená zajistit, aby použité komponenty byly vyráběny s využitím co nejmenšího množství zdrojů, například z recyklovaného hliníku. Při plánování strojů a systémů může modulární konstrukce usnadnit pozdější recyklaci zařízení.

Uhlíková stopa výrobku: Hodnota Uhlíkové stopy výrobku (Product Carbon Footprint - PCF) je prourčení relevantních parametrů rozhodující. Zaznamenává emise skleníkových plynů během celého životního cyklu – od těžby surovin až po likvidaci výrobků. Pomáhá konstruktérům plánovat stroje a zařízení s co nejmenší uhlíkovou stopou ve fázi výroby.

Digitální pas výrobku EU:Digitální pas výrobku (DPP) EU je budoucí digitální soubor dat, který obsahuje veškeré informace o životním cyklu výrobku. Obsahuje podrobnosti, jako jsou materiály, původ, dopad na životní prostředí, opravitelnost a možnosti likvidace. Cílem DPP je zlepšovat transparentnost a udržitelnost na trhu EU poskytováním informací o celém hodnotovém řetězci. Usnadňuje inženýrům a konstruktérům strojů pochopit rovnováhu udržitelnosti pohonů i dalších dílů.

Nejdůležitější faktory při konstrukci zařízení

Udržitelnost je komplexní téma, které je určováno rozsáhlými politickými podmínkami, předpisy a novými požadavky na výrobní podniky. Jak lze tyto nové požadavky implementovat ve strojírenství a při výrobě zařízení?

To je to, na čem záleží:

• Koncepce zařízení: Promyšlená modulární konstrukce usnadňuje opravy a údržbu a pomáhá tak předcházet zbytečnému plýtvání. Možnost jednoduchého opětovného použití nebo výměny jednotlivých komponentů prodlužuje životnost zařízení a tím zlepšuje udržitelnost.

• Moderní koncepce řízení: K záznamu a analýze dat ze strojů se cíleně využívají čidla. Informace vedou k optimalizaci různých procesů v automatizaci, například šroubování desek plošných spojů. Optimalizované procesy lze sledovat prostřednictvím funkcí, které poskytuje například systém Festo AX.

• Modularita a přizpůsobivost: Zařízení by měla být navržena tak, aby je bylo možné přizpůsobit kolísajícím požadavkům na jejich kapacitua také novým výrobním postupům. Možnost rozšíření o další komponenty znamená efektivnější využití zařízení. Modularita zlepšuje přizpůsobivost, zařízení lze kdykoliv později přizpůsobit měnícím se požadavkům a vybavit jej novými funkcemi.

• Výběr komponent: Zohlednění uhlíkové stopy produktu (PCF) je důležité při výběru komponent pro jakoukoli udržitelnou konstrukci systému. Použití alternativy materiálu a konceptů lehké konstrukce může ovlivnit PCF; vliv musí být posouzen pro konkrétní produkt a metodologii. Ačkoli provádění analýz životního cyklu není přímou odpovědností konstruktérů, musí používat specifikace příslušných odborníků.

• Energeticky úsporné pohony: Výběr optimální technologie pohonu je zásadní pro vývoj udržitelných výrobních strojů. Zkušení konstruktéři strojů vědí, že neexistuje univerzální systém energeticky úsporného pohonu; výběr záleží na specifických požadavcích každého systému. Pro návrh udržitelných automatizačních řešení je důležité znát výhody pneumatických a elektrických pohonů a jejich možná použití.

Návrh udržitelných výrobních závodů vyžaduje pečlivou koordinaci různých prvků. Od modulárních konstrukcí a moderních řídicích technologií až po výběr účinných pohonů, každý krok zlepšuje efektivitu a životnost systému.

Závěr

Strojaři a výrobci systémů hrají zásadní roli v zajištění větší udržitelnosti průmyslu tím, že navrhují stroje a výrobní zařízení tak, aby byly efektivní. Všechny aspekty udržitelnosti, od plánování přes provoz až po likvidaci systémů, musí být zohledněny a optimalizovány výběrem vhodných pohonů, komponentů a otevřených regulačních jednotek.

Automatizace navržená pro energetickou a zdrojovou efektivitu může snížit vybrané environmentální dopady průmyslových procesů. To pomáhá výrobním společnostem dosáhnout jejich cílů v oblasti udržitelnosti a přispívá k ochraně životního prostředí pro budoucí generace.