Ghidați de inovație și pregătiți pentru viitor

Ingineria mecanică în industrie: experții discută despre tendințe și provocări

Techtalk Mechanical Engineering

Ingineria mecanică reprezintă una dintre cele mai importante ramuri ale economiei globale și se confruntă în prezent cu provocări uriașe: noile tehnologii, creșterea așteptărilor clienților, dar și incertitudinile economice și politice schimbă industria de la zero și solicită idei și produse inovatoare. De aceea, am discutat tendințele și evoluțiile din ingineria mecanică cu un grup de experți care au oferit, de asemenea, o perspectivă asupra viitorului acestui sector.

Werner von Siemens, Gottlieb Daimler și Robert Bosch: Industria, și în special ingineria mecanică, reprezintă o tradiție veche și specială în Germania. Ce asociați cu acest sector?

Andreas Muckes: Pentru mine, ingineria mecanică, în special aici în Germania, a fost întotdeauna inspirată de o anumită mentalitate. Au existat întotdeauna provocări considerate imposibile – și apoi persoane precum Siemens, Daimler sau Bosch veneau și demonstrau că „este posibil!” și făceau aceste lucruri realitate. Cred că ambiția, creativitatea de a explora noi dimensiuni și capacitatea de a se adapta la schimbări constante sunt trăsăturile fundamentale care au menținut ingineria mecanică activă și de succes în Germania până acum – și sper că vor continua să o facă și în viitor.

Holger Wennrich: Acesta este și motivul pentru care constructorii germani de utilaje au o reputație foarte bună în străinătate, în special în ceea ce privește calitatea. Când discut cu colegii și clienții din străinătate, adesea aud că utilajele fabricate în Germania sunt realizate conform principiului „cât mai bine posibil”, în timp ce în restul lumii se aplică de obicei principiul „suficient de bun”. Aceasta poate fi o problemă, dar poate fi, de asemenea, văzută ca o oportunitate.

Muckes: Există un număr uimitor de „campioni ascunși” în ingineria mecanică, care sunt absolut cei mai buni în domeniul lor de specializare. Totuși, foarte rar publicul a auzit de aceste companii – în fond, când oamenii cumpără mașini, încălțăminte sportivă sau alte bunuri, nu sunt de obicei interesați de utilajele care le-au produs.

Dr. Sebastian Eisele: În schimb, persoanele care cumpără și utilizează utilaje au auzit cu siguranță de aceste companii. Pentru ei, desigur, calitatea și fiabilitatea sunt printre cele mai importante criterii de achiziție. Dar și alți factori joacă un rol. De exemplu: de cât spațiu are nevoie utilajul în fabrica mea? Poate fi conectat la alte utilaje? Este ușor de utilizat? Acestea sunt întrebări la care producătorii trebuie să se gândească încă de la începutul procesului de dezvoltare.

Pe lângă creativitatea tradițională, subiecte precum productivitatea, eficiența și flexibilitatea influențează în principal dezvoltarea ingineriei mecanice. Care sunt, în opinia dumneavoastră, principalele elemente care susțin inovația în acest sector?

Experts talking about mechanical engineering

Experții au fost de acord: flexibilitatea și apropierea față de client devin din ce în ce mai importante în ingineria mecanică.

Wennrich: Pentru mine, flexibilitatea este cea mai importantă tendință. Producătorii sunt constrânși să producă mai eficient din punct de vedere al costurilor, având variabilități mai mari. Pentru a face acest lucru, au nevoie de utilaje adecvate, precum și de noi concepte de producție cu caracteristici, cum ar fi: interconectarea și digitalizarea.

Eisele: Această cerere de flexibilitate sporită este determinată și de creșterea personalizării - nu numai pentru bunurile de larg consum, ci și în ingineria mecanică în sine. În trecut, constructorii de utilaje dezvoltau și vindeau produse standard. Aceste vremuri au apus. În prezent, clienții știu exact ce vor și solicită din ce în ce mai multe modificări individuale - chiar și pentru utilaje. Acest lucru înseamnă că și furnizorii trebuie să fie mult mai flexibili.

Muckes: În același timp însă, calitatea trebuie să fie la fel de ridicată, dacă nu chiar mai mare. De exemplu, o mașină-uneltă trebuie să producă fiecare piesă cu aceeași precizie – indiferent dacă realizează una sau 50.000 de piese. Acest lucru adaugă un alt nivel de complexitate profilului de cerințe.

Digitalizarea și interconectarea transformă ingineria mecanică în profunzime. Ce provocări și oportunități aduc acestea pentru constructorii de utilaje și pentru clienții lor?

Thomas Ameis: Văd această tendință ca pe o oportunitate pentru ingineria mecanică de a-și demonstra puterea inovatoare. Dacă vrei să ai succes în acest sector în viitor, trebuie să te diferențiezi de competiție ca inovator în domenii precum digitalizarea, interconectarea și mentenanța predictivă. Desigur, acest lucru este provocator din punct de vedere tehnic, dar oferă și un potențial mare – mai ales în ceea ce privește procesele de fabricație economic viabile cu loturi de producție de dimensiuni mici, chiar de o piesă. Tehnologii noi, precum fabricarea aditivă sau imprimarea 3D, oferă posibilități care altădată erau de neimaginat.

Eisele: Trebuie menționat totuși că digitalizarea și interconectarea nu sunt neapărat competențe de bază în Germania. Marile inovații au loc în mare parte în străinătate. Acest lucru se datorează parțial nivelului ridicat de protecție a datelor pe care îl avem aici – ceea ce este, fără îndoială, important, fiind recomandabil să gestionăm cu grijă datele sensibile ale companiilor. Pe de altă parte, trebuie să ne asigurăm că nu ratăm ocazia sau nu pierdem prea mult timp. De exemplu, în cazul inteligenței artificiale: în loc să ne concentrăm asupra potențialului incredibil al acestei noi tehnologii, discuțiile publice se axează în principal pe limitarea posibilităților sale. Nu cred că aceasta este neapărat abordarea corectă.

Digitalizarea în ingineria mecanică înseamnă, de asemenea, instalarea unui număr și mai mare de senzori, controlere și alte componente electronice împreună cu cablajul corespunzător. Care sunt principalele tipuri de cabluri utilizate pentru aceasta?

Wennrich: Acestea variază de la cabluri pentru motoare și servo-motoare, la cabluri de conexiune, cabluri pentru senzori și cabluri BUS și Ethernet pentru transmiterea datelor. În general, cu cât o mașină este mai digitalizată și automatizată, cu atât diversitatea cablurilor este mai mare. Un aspect important aici este spațiul disponibil pentru instalarea unui număr mai mare de senzori și componente electrice în utilaj. Deoarece acest spațiu rămâne de obicei același, soluțiile care economisesc spațiu devin din ce în ce mai căutate - adică diametre exterioare și raze de curbură mai mici.

Lanțurile portcablu sunt adesea utilizate pentru a conecta în siguranță cablurile și conductorii la părțile mobile ale utilajelor. Ce trebuie luat în considerare în timpul construcției și utilizării acestora?

Eisele: În prezent, utilajele trebuie să fie mai rapide și mai dinamice. Creșterea distanțelor de deplasare și a vitezelor pune mai multă presiune pe lanțurile portcablu, un aspect care trebuie de asemenea luat în considerare în timpul proiectării. În această proiectare, te confrunți cu o dilemă referitoare la spațiul disponibil și numărul de cabluri necesare. Pe de o parte, utilajul ar trebui să aibă multe funcții și dotări electrice extinse, iar pe de altă parte, ar trebui să fie cât mai compact posibil.

Ameis: Am observat și noi acest lucru: numărul de cabluri crește din cauza tehnologiilor de rețea și a senzorilor, dar spațiul disponibil pentru instalarea lanțului portcablu este același. Devine din ce în ce mai dificil să așezi cablurile în camere separate în cadrul lanțului. Este important să utilizezi spațiul în mod inteligent, asigurând o aranjare optimă a cablurilor. Prin această aranjare internă, ținând cont de ghidurile de instalare, poate fi garantată durata maximă de viață a cablurilor.

Muckes: În plus, clienții presupun că toate cablurile, conectorii și sistemele lanțuri portcablu sunt toate compatibile între ele, ceea ce nu este întotdeauna adevărat. Vorbim aici despre componente mecanice și electrice pentru un utilaj, care sunt de obicei proiectate de departamente diferite. Adesea, aceste departamente nu comunică suficient între ele și au cerințe diferite, de exemplu, în ceea ce privește spațiul. Ca furnizor de sisteme, suntem în măsură să aducem aceste departamente împreună pentru a rezolva aceste provocări. Apropierea de client este esențială pentru acest lucru.

Vorbind despre apropierea cu un client: pentru mulți constructori de utilaje, accentul se pune din ce în ce mai mult pe conceptele de servicii. Ce înseamnă, în opinia dumneavoastră, relații bune cu clienții și cum arată o strategie de succes?

Energy chain

Eisele: O abordare promițătoare în ingineria mecanică implică conceptele la cheie, adică furnizarea de produse gata de utilizare. Companiile din toate sectoarele se plâng de lipsa forței de muncă calificate. Nu au suficient personal calificat pentru a pune în funcțiune sau chiar pentru a opera utilajele. Astfel, oricine poate oferi linii de producție complete, gata de utilizare, care ideal nu mai necesită personal de operare, ci doar tehnicieni pentru mentenanță, are un avantaj. Clienții sunt, de asemenea, dispuși să plătească în plus pentru acest lucru. Totuși, constructorii de utilaje nu știu întotdeauna în mod anticipat cine va cumpăra utilajele și cum vor fi utilizate, ceea ce face dificilă proiectarea lor.

Ameis: Așa este. Este adesea dificil să planifici în funcție de condițiile de mediu. Ceea ce contează aici este experiența cu utilajele în utilizarea de zi cu zi. Diferențele geografice nu ar trebui subestimate. De exemplu, un utilaj din Thailanda este expus unor solicitări complet diferite de temperatură și umiditate față de unul din Germania. Prin urmare, este o idee bună să fie testate în diverse condiții înainte.

Wennrich: Consultanța tehnică de specialitate este și va rămâne extrem de valoroasă. În ceea ce privește cablurile, de exemplu, este adevărat că se achiziționează produse standard acolo unde raportul calitate-preț este cel mai bun. Cu toate acestea, clienții preferă să cumpere produse sofisticate de la parteneri de încredere, care cunosc bine provocările și aplicațiile lor. Ideal ar fi să achiziționeze totul de la acest partener, pentru a simplifica procesul de achiziție.

Muckes: Departamentul de achiziții este adesea forțat să cumpere conform motto-ului „întotdeauna am procedat așa”, fie pentru că a fost integrat prea târziu în procesul de achiziții, fie pentru că proiectul este foarte urgent – chiar dacă, între timp, ar putea exista componente semnificativ mai bune pe piață. De asemenea, este responsabilitatea furnizorului să evidențieze potențialele optimizări, să ofere activ soluții alternative și să explice clar valoarea adăugată a acestora.

O altă tendință este orientarea către metode de producție mai sustenabile și surse de energie regenerabilă. Ce obstacole sunt asociate cu această tendință și cum pot beneficia constructorii de utilaje de pe urma acestei tendințe pe termen lung?

Eisele: Tranziția către energia regenerabilă este cu siguranță necesară. Totuși, costurile ridicate ale energiei reprezintă o adevărată provocare pentru multe industrii manufacturiere. Cred că politicienii trebuie să creeze un cadru general mai favorabil pentru a asigura că Germania rămâne o locație competitivă în viitor – alte țări fac această tranziție mai eficient în momentul de față. O altă abordare care poate aduce mai multă sustenabilitate este o ușoară descentralizare a lanțurilor globale de aprovizionare. Pandemia de Covid a arătat clar cât de puțin este nevoie pentru a opri producția. A avut, de asemenea, un efect de domino vast asupra furnizorilor ale căror produse din lanțul anterior de aprovizionare nu mai erau necesare. Mulți dintre aceștia se află acum într-o situație precară. Și, în final, o întrebare care trebuie pusă este: Este cu adevărat necesar să cumpărăm un produs de la celălalt capăt al lumii, în loc să-l achiziționăm local, doar pentru că este cu câțiva cenți mai ieftin?

Turbulențele din lanțurile globale de aprovizionare discutate aici, precum și crizele politice și inflația, fac ca mulți constructori de utilaje să se confrunte cu un viitor incert. Cum pot aceștia să gestioneze cel mai bine aceste incertitudini?

Muckes: Un efect secundar al acestor incertitudini este accentul pus pe termen scurt. Totuși, ingineria mecanică se bazează pe faza de planificare, în timpul căreia nu doar produsele noi, ci și ideile noi prind contur. Deoarece aceasta contrazice tendința actuală, îmi pot imagina că va deveni o normă ca în viitor să se colaboreze îndeaproape cu furnizorii încă din etapa de planificare și să se privească diferitele procese din perspectiva lor. Acest lucru va ușura decizia dacă un anumit proces este cu adevărat viabil din punct de vedere al fezabilității, funcționalității și sustenabilității, și va accelera ritmul dezvoltării.

Eisele: De asemenea, cred că parteneriatele pe termen lung ar putea fi cheia pentru a face față incertitudinilor – de exemplu, o colaborare în care accentul se pune pe un anumit tip de utilaj. O bună comunicare între producător și furnizor este deosebit de importantă aici și va deveni cu siguranță mai importantă în viitor.

Muckes: Un alt beneficiu al Germaniei ca locație de afaceri este densitatea mare de companii într-o zonă mică, inclusiv a așa-numitelor „campioni ascunși”. Această apropiere facilitează colaborările flexibile. Dacă furnizorii permit clienților să colaboreze cu ei la dezvoltarea produsului necesar, ei pot aduce, de asemenea, creativitatea în prim-plan.

Puterea de inovație a fost întotdeauna trăsătura distinctivă a construcției de utilaje și va continua să asigure succesul acesteia și în viitor.
Thomas Ameis, Director Tehnic, EKD Systems GmbH

Având în vedere toate aceste provocări, precum și noile oportunități, cum vedeți evoluția ingineriei mecanice în următorii ani?

Two experts talking about mechanical engineering

Experții au discutat cele mai recente evoluții și tendințe în domeniul ingineriei și au speculat cu privire la viitorul industriei.

Muckes: Cred că următoarea etapă de dezvoltare în ingineria mecanică va fi una care va permite o producție și mai eficientă din punct de vedere al costurilor și în cantități mai mici, adică până la loturi de 1, dar la aceeași calitate ridicată ca producția în serie. Digitalizarea, crearea de rețele și noile tehnologii, cum ar fi producția aditivă, vor face acest lucru posibil. Acum trebuie doar să valorificăm la maximum această oportunitate.

Eisele: Văd o mare nevoie de îmbunătățiri în Germania, în ceea ce privește cadrul politic general - de exemplu, prin accelerarea procesului de aprobare. Multe companii au rezerve cu privire la noile dezvoltări din cauza complicațiilor în obținerea aprobărilor relevante. Acest proces trebuie simplificat, dar nu în detrimentul calității. De asemenea, este un fapt că, în viitor, tot mai multe activități de producție vor fi efectuate de utilaje, ceea ce va crește cererea pentru ele. De aceea, văd un viitor promițător pentru ingineria mecanică. Este important acum să consolidăm resursele, să știm în ce suntem buni, să monitorizăm piața și poate să fim mai îndrăzneți. În opinia mea, nu mai există nimic care să împiedice succesul.

Ameis: Nu pot decât să fiu de acord cu dumneavoastră. Puterea de inovație a fost întotdeauna trăsătura distinctivă a ingineriei mecanice și va continua să asigure succesul acesteia și în viitor. Sunt convins de acest lucru.

Despre experți:

four mechanical engineering experts
f.l.t.r.

Thomas Ameis s-a alăturat filialei HELUKABEL EKD Systems în calitate de manager tehnologic în octombrie 2022. Inginerul mecanic absolvent a început să se specializeze în lanțurile portcablu încă de la mijlocul anilor '90 și a reușit să acumuleze multă experiență atât în vânzări, cât și în inginerie din posturile sale anterioare.

Dr. Sebastian Eisele este director general al Eisele Elektronik GmbH. În calitate de subcontractor pentru construcția de utilaje, compania cu sediul în Glatten, Germania, se concentrează pe construcția de lanțuri portcablu, tablouri electrice și ansambluri de cabluri. Unul dintre punctele sale forte este acela de a furniza clienților sisteme complete care le economisesc timp, energie, bani și spațiu.

Andreas Muckes lucrează la HELUKABEL din august 2023. În calitate de Global Segment Manager Drag Chain Systems, atribuțiile sale se referă la sistemele lanțului portcablu - un subiect în care a dobândit deja o expertiză considerabilă din pozițiile anterioare.

Holger Wennrich s-a alăturat echipei HELUKABEL în 2007 și a ocupat o varietate de funcții, inclusiv cea de manager al filialelor din Italia și China. Din 2019 este responsabil de extinderea departamentului pentru cabluri speciale. De asemenea, este Global Segment Manager pentru domeniul de specialitate al cablurilor pentru lanțuri portcablu.

De asemenea, puteți găsi acest articol și multe alte articole interesante în numărul curent #14 al revistei noastre pentru clienți POWER. Citiți-o acum!

spate