La conception modulaire d'équipements automatisés non-standard peut améliorer considérablement l'efficacité de la conception, réduire les coûts de fabrication, raccourcir les cycles de livraison et améliorer la maintenabilité des équipements. Les étapes clés comprennent l'analyse fonctionnelle et la division des modules (par exemple, modules de fonctions de processus, modules de transmission de puissance, modules de contrôle, modules de support structurel), la conception de modules standardisés (normalisation dimensionnelle, normalisation des interfaces, normalisation des performances) et la construction et le système de gestion d'une bibliothèque de modules (établissement d'une base de données de modules pour enregistrer les modèles 3D, les paramètres techniques, etc.).
Les méthodes de mise en œuvre impliquent la modularisation des structures mécaniques (conception de châssis combinés, conception de mécanismes de changement rapide, application de module de mouvement, interface rapide de tête fonctionnelle), la modularisation des systèmes électriques (conception d'E/S distribuées, spécifications de câblage standard, faisceaux de câbles pré-assemblés, armoires de commande modulaires) et la modularisation des systèmes logiciels (programmation de blocs fonctionnels, modèle d'état de l'équipement, bibliothèque de modèles IHM, configuration paramétrique).
Les défis de mise en œuvre et les contre-mesures incluent l'équilibre entre l'investissement initial et les avantages à long terme (amortissement des coûts de développement des modules sur 3 à 5 projets), le conflit entre la standardisation et la personnalisation (adoption d'une stratégie « standardisation du module de base + personnalisation des périphériques »), les problèmes de compatibilité des modules (établissement d'un mécanisme strict de gestion des versions) et le changement d'état d'esprit des concepteurs (promotion de cela par la formation, les révisions de conception et les mécanismes d'incitation). Les évaluations des avantages montrent que l'efficacité de la R&D est réduite de 30 à 50 %, les coûts de fabrication de 15 à 25 %, les coûts de main-d'œuvre de 20 à 35 %, les cycles de livraison de 40 à 60 %, la commodité de maintenance est améliorée (le diagnostic des pannes et le temps de remplacement des pièces de rechange sont réduits de plus de 50 %) et les connaissances sont accumulées.
Les tendances de développement futures incluent l'application de la technologie des jumeaux numériques, la conception assistée par l'IA, la collaboration sur les plateformes cloud et la technologie d'interface adaptative.