La progettazione modulare di apparecchiature automatizzate non-standard può migliorare significativamente l'efficienza della progettazione, ridurre i costi di produzione, abbreviare i cicli di consegna e migliorare la manutenibilità delle apparecchiature. I passaggi chiave includono l'analisi funzionale e la divisione dei moduli (ad esempio, moduli delle funzioni di processo, moduli di trasmissione di potenza, moduli di controllo, moduli di supporto strutturale), progettazione di moduli standardizzati (standardizzazione dimensionale, standardizzazione dell'interfaccia, standardizzazione delle prestazioni) e costruzione di librerie di moduli e sistema di gestione (creazione di un database di moduli per registrare modelli 3D, parametri tecnici, ecc.).
I metodi di implementazione prevedono la modularizzazione delle strutture meccaniche (progettazione di telai combinati, progettazione di meccanismi di cambio rapido,-applicazione di moduli di movimento, interfaccia rapida della testa funzionale), modularizzazione di sistemi elettrici (progettazione di I/O distribuiti, specifiche di cablaggio standard, cablaggi pre-assemblati, armadi di controllo modulari) e modularizzazione di sistemi software (programmazione di blocchi funzionali, modello di stato delle apparecchiature, libreria di modelli HMI, configurazione parametrica).
Le sfide e le contromisure di implementazione includono il bilanciamento dell'investimento iniziale con i vantaggi a lungo termine- (ammortamento dei costi di sviluppo dei moduli attraverso 3-5 progetti), il conflitto tra standardizzazione e personalizzazione (adozione di una strategia di "standardizzazione del modulo principale + personalizzazione delle periferiche"), problemi di compatibilità dei moduli (stabilendo un rigoroso meccanismo di gestione delle versioni) e il cambiamento della mentalità dei progettisti (promuovendolo attraverso formazione, revisioni del progetto e meccanismi di incentivi). Le valutazioni dei benefici mostrano che l’efficienza della ricerca e sviluppo è ridotta del 30-50%, i costi di produzione del 15-25%, i costi della manodopera del 20-35%, i cicli di consegna del 40-60%, la comodità di manutenzione è migliorata (diagnosi dei guasti e tempi di sostituzione dei pezzi di ricambio ridotti di oltre il 50%) e la conoscenza viene accumulata.
Le tendenze di sviluppo future includono l'applicazione della tecnologia del gemello digitale, della progettazione assistita dall'AI-, della collaborazione su piattaforma cloud e della tecnologia dell'interfaccia adattiva.