Produkcja maszyn

Sterowniki programowalne i kontrolery automatyki

Sterowniki programowalne to urządzenia o szczególnym znaczeniu dla automatyków. Kontrolują one pracę instalacji, sterują maszynami, wykorzystywane są w przemyśle, energetyce, automatyce budynkowej i w wielu innych aplikacjach. Pandemia nieznacznie lub w niewielkim stopniu wpłynęła na ich centralną rolę oraz powiązany sektor dystrybucji. Branża cały czas rozwija się, tworząc atrakcyjny obszar dla sporej grupy konkurujących w niej dostawców.

Branża odporna na koronawirusa

Rynek związany z produkcją i dystrybucją sterowników programowalnych, powiązanych komponentów oraz innych urządzeń z obszaru sterowania ma długą historię rozwoju i jest niezmiennie ważny dla sporej grupy dostawców. Zeszła dekada charakteryzowała się tu dobrą sytuacją, czemu sprzyjała niezła koniunktura w przemyśle, rosnące potrzeby ze strony producentów maszyn, a także możliwości stosowania sterowników w nowych aplikacjach, w tym związanych z Przemysłem 4.0.

Jak w powyższym kontekście wyglądają (lub wyglądały) realia w epoce pandemii COVID-19? Czy spowodowała ona zmiany o charakterze krytycznym, czy też umiarkowane spadki? Sytuacja okazuje się nie taka zła. Syntezując uzyskane w badaniu w 2021 roku odpowiedzi, można wskazać następujące trendy:

• Brak zauważalnego wpływu na działalność dystrybucyjną lub mały spadek obrotów – takich odpowiedzi było sporo, nawet 2/3 wszystkich komentarzy. Jeżeli wystąpiły spadki sprzedaży, to były one albo niewielkie, albo praktycznie niezauważalne.
• Istotny wpływ (negatywny) – takich odpowiedzi pojawiło się kilka, respondenci wskazywali tu na spowolnienie inwestycji, spowolnienie tempa realizacji projektów, a także problemy związane z kłopotami z personelem. Dwie–trzy odpowiedzi dotyczyły przesuwania lub wstrzymywania inwestycji, a co za tym idzie też zakupów, natomiast żaden z ankietowanych nie uznał, że zachodzące wydarzenia miały charakter przełomowy.
• Zmiany pozytywne – pojedynczy respondenci wskazywali korzystne aspekty pandemii, w tym m.in. "skutkujące zwiększeniem obrotów ze względu na plany automatyzacji wielu zadań, a także zwiększone zainteresowanie automatyką i robotyką". Inny taki komentarz to: "ogólnie COVID-19 wpłynął na rynek automatyki pozytywnie, klienci decydują się na realizacje systemów automatyki w obszarach"

Gdyby dokonać przeliczenia głosów, co jest wprawdzie zadaniem karkołomnym, bowiem pytaliśmy o ocenę jakościową, to można podsumować, że pandemia w niewielkim i niekoniecznie negatywnym stopniu wpłynęła na branżę. Widać tutaj również pewną dynamikę, bowiem "po początkowym spadku i zatrzymaniu produkcji w zakładach produkcyjnych, od jesieni [2020 roku] nastąpiło ożywienie i stały rozwój i wzrost zapotrzebowania na komponenty". Spostrzeżenia te potwierdzili również inni respondenci, wskazując na przesuwanie inwestycji w czasie. Jeden z nich dodał tu kolejną ciekawą opinię: "[Pandemia] przyspieszyła automatyzację tych procesów, w których czynnik ludzki odgrywał dużą rolę. Zmieniły się też preferencje zakupowe klientów i coraz śmielej rynek sięga po produkty, które prócz automatyzacji dostarczają wartości dodanych w postaci predykcji zachowań systemu oraz wpływu zewnętrznych czynników na prowadzony proces produkcyjny. [Zwiększyła ona również] zainteresowanie PLC/PAC ze zdalnym dostępem poprzez PLC do wszystkich urządzeń w maszynie".

Finalnie, o tym, że wpływ netto pandemii na rynek nie był specjalnie negatywny, przekonuje dodatkowa statystyka. Praktycznie żaden z respondentów nie uznał, że sytuacja w branży dystrybucji PLC i PAC jest zła – większość podawanych odpowiedzi to "dobra", pojawiło się też kilka "bardzo dobra".

Piotr Olech Beckhoff Automation Jakich systemów sterowania poszukują klienci? W dobie Przemysłu 4.0 funkcjonalność, jaką daje klasyczny sterownik PLC, przestaje być wystarczająca. Klienci szukają nie tylko możliwości realizacji algorytmu sterowania, ale także jednoczesnego logowania danych na tej samej platformie, tak aby zrealizować ich lokalne buforowanie czy choćby natywną integrację z chmurowymi systemami analizy danych. Nawet w najmniejszych i najprostszych maszynach pojawia się coraz większy wpływ świata IT oraz możliwości integracji dodatkowych funkcjonalności. Dlatego właśnie nasi klienci najczęściej wybierają sterowniki typu Embedded PC, czyli połączenie architektury sterownika PLC z mocą obliczeniową i możliwościami komputera przemysłowego. System czasu rzeczywistego TwinCAT PLC Runtime realizuje zadania sterowania, a klasyczny system operacyjny umożliwia realizację funkcji dodatkowych, zwyczajowo realizowanych po stronie IT, choćby takich jak UPS, obsługa bazy danych, dostęp zdalny czy uruchomienie narzędzia programistycznego w samym sterowniku. Jeszcze kilka lat temu zdarzały się sytuacje, gdzie klienci decydowali się na klasyczny sterownik PLC ze względów ekonomicznych, jednak rozwój systemów Embedded PC i ich coraz niższa cena sprawiły, że dzisiaj klienci decydują się na klasyczny PLC bardzo rzadko, a zastosowanie przekaźników programowalnych właściwie zupełnie zniknęło z rynku. To, co nie zmieniło się w wymaganiach klientów, to wymóg stabilności i prędkości działania. Maszyny muszą być coraz szybsze i coraz bardziej wydajne. Dlatego każdy nasz Embedded PC w standardzie obsługuje najszybszy na świecie protokół EtherCAT. Jak ważne jest oprogramowanie narzędziowe? Czy następuje jego unifikacja? Zdecydowanie tak. Zwłaszcza producenci maszyn zwracają uwagę na to, jakie funkcje ma narzędzie programistyczne. Dzieje się to z czysto pragmatycznych powodów. Łatwo sobie wyobrazić, że w przypadku budowy maszyny integracja sterowania PLC, obsługi napędów, wizualizacji i systemów wizyjnych powinna być jak najszybsza i jak najłatwiejsza. Sytuacja, w której do każdej funkcjonalności potrzebne jest osobne narzędzie, jest niekorzystna na wielu poziomach. Przede wszystkim jest kosztowna, a ich integracja ze sobą czasochłonna. Dodatkowo ciągłe przenikanie się branży automatyki z branżą IT skutkuje pojawianiem się kolejnych praktycznych potrzeb, takich jak choćby integracja z systemami kontroli wersji tak, by łatwo zarządzać stworzonym algorytmem, czy też odpowiednie zabezpieczenie własnej wiedzy technicznej przed nieautoryzowanym użyciem. Przysłowiową wisienką na torcie jest coraz częściej pojawiający się wymóg klientów, żeby narzędzie programistyczne było darmowe.

Od standardów do nowości

W realizowanych przez nas badaniach pytamy również o kluczowe dla rodzimych odbiorców cechy PLC. Wśród parametrów znajdujących się na liście niezmiennie najważniejszymi są: dobra cena (sterownika, ale też całego systemu – np. z układami we/wy), niezawodność i czas bezawaryjnej pracy, a także łatwość programowania. Jeżeli chodzi o niezawodność, to jest ona czynnikiem warunkującym poprawne działanie całych systemów sterowania, a wraz z nimi maszyn i urządzeń technologicznych – wykorzystywanych w różnych warunkach, w szczególności środowiskowych. Z kolei kwestie dotyczące programowania należy rozumieć m.in. jako dostępność odpowiednich narzędzi programistycznych oraz krótki czas spędzany na wdrożeniu i ew. serwisowaniu systemu.

Kamil Renkowski Lenze Polska PLC czy może sterowanie PC-based? Jakie są ich wady i zalety? Jakiego typu sterownikami zainteresowani są lokalni klienci? Oczywiście wszystko zależy od zastosowania. Sterowanie oparte na PC ma mnóstwo możliwości, ale jest zazwyczaj droższe. Również wydajne komponenty wymagają dodatkowego chłodzenia, co zmniejsza ich niezawodność. Z kolei małe PLC i programowalne przekaźniki doskonale sprawdzają się w prostych, najlepiej seryjnych projektach, gdzie funkcjonalność jest zdefiniowana na sztywno. Ich kompaktowe wymiary, brak ruchomych części oraz mały pobór energii są tu dodatkowymi zaletami. Jeżeli chodzi o zastosowania przez lokalnych odbiorców, to ponownie dobór PLC pod względem wielkości i mocy obliczeniowej jest zależny od aplikacji. Klienci zwracają jednak coraz większa uwagę na łatwość programowania i możliwości integracji ze sprzętem peryferyjnym, jak układy we/wy, napędy i innymi urządzeniami. Czy sterowniki dostarczane są jako oddzielne komponenty, czy raczej jako element większych wdrożeń i kompletacji? Co z oprogramowaniem? W naszej firmie skupiamy się na rozwiązaniach systemowych. Oferujemy kompletny system składający się z PLC VISU IO oraz napędów. Zaletą takiego podejścia jest łatwość i szybkość wdrożenia aplikacji oraz kompetentna i szybka pomoc techniczna. Stosując jeden system, wiele komponentów można błyskawicznie zintegrować, gdyż firma oddaje do użytku gotowe bloki funkcyjne realizujące skomplikowane funkcje maszyny. W przypadku oprogramowania również najwygodniej jest mieć wszystko w jednym miejscu. Takim narzędziem jest PLC Designer, który pozwala na konfigurację sterowania, sieci, napędów oraz robotów. Szczególnie duże znaczenie ma integracja funkcji napędowych, gdyż wielu doświadczonych programistów PLC ma jednak niewielką wiedzę o tym zagadnieniu. Co zmieniło się w ostatnich latach w technologiach i funkcjonalności PLC? A co na rynku? Obserwujemy dalszą, coraz głębszą integracje elementów peryferyjnych. Klienci oczekują już nie tylko sprawnego sprzętu, ale także gotowych rozwiązań, które szybko można wdrożyć. Ważne jest też fachowe doradztwo i pomoc techniczna na każdym etapie projektu. W końcu nowe wyzwania stawiane przez technologię IoT Przemysł 4.0 wymuszają integrację nowych standardów jak MQTT, OPC-UA oraz rozwiązań chmurowych. Na rynku PLC niewątpliwie jest spora konkurencja, a urządzenia można kupić w każdej części świata. Sprzedaż stabilnie wzrasta, zaś pandemia co najwyżej chwilowo przyhamowała automatyzację, przy czym zależy to od branży.

Omawiając zestawienie, należy wskazać na istotność jeszcze jednej cechy – marki. O ile dawniej była ona wysoko, o tyle tym razem znalazła się na topowym miejscu, ex aequo z ceną. Sterowniki to kluczowe elementy układów sterowania maszynami i instalacjami, jednocześnie wśród odbiorców istnieje zazwyczaj duże przywiązanie i przyzwyczajenie do korzystania z określonych typów urządzeń. Oczywiście ma to głębsze uzasadnienie, związane głównie z posiadanym parkiem maszynowym, magazynem części zamiennych czy wyszkoleniem służb utrzymania ruchu, choć też dla nowych oferentów PLC na rynku stanowi często zaporę nie do przejścia.

W tym miejscu zestawienie trendów w technologiach PLC. Tutaj, w odróżnieniu od dawniej publikowanych zestawień, respondenci rzadko kiedy wymieniali same cechy PLC (szybkość pracy, wydajność, itd.), a znacznie częściej zagadnienia funkcjonalne i trendy takie jak Przemysł 4.0 czy Internet Rzeczy. Porządkując wskazania i dokonując ich syntezy, należy wskazać:

• Zwiększanie możliwości komunikacyjnych – dotyczy zarówno wbudowywania w PLC różnych interfejsów, jak też rozwoju ich funkcji komunikacyjnych, możliwości wymiany danych (np. w standardzie OPC UA) oraz udostępniania danych poprzez webserwery, zaś finalnie możliwości komunikacji zdalnej – np. w celu raportowania, diagnostyki i alarmowania;
• Internet Rzeczy – zwiększanie możliwości wykorzystywania sterowników w systemach IoT oraz IIoT (przemysłowego Internetu Rzeczy), a także ich pracy jako urządzenia krawędziowe (Edge Controllers);
• Integracja z chmurą – możliwości łatwego przesyłania danych do chmury obliczeniowej;
• Przemysł 4.0 – przenikanie się obszarów IT oraz automatyki, łatwiejsze łączenie z innymi układami w celu tworzenia dużych systemów przemysłowych, rozwój możliwości zastosowań w obszarach zarezerwowanych do tej pory przez systemy komputerowe;
• Bezpieczeństwo – dotyczy zarówno rozwoju funkcji safety (sterowniki bezpieczeństwa) w ramach standardowych PLC, jak też rozbudowy funkcjonalności w zakresie cyberbezpieczeństwa i bezpieczeństwa danych;
• Integracja funkcji – dalsze zwiększanie funkcjonalności PLC i ich integracji z różnymi komponentami (jak np. HMI) oraz dodawanie funkcji rozbudowujących sterowanie logiczne o możliwości kontroli ruchu;
• Zwiększanie funkcjonalności oprogramowania – możliwość korzystania z różnych języków programowania i wsparcie dla różnych standardów komunikacyjnych, a także rosnąca integracja software’u – możliwość programowania i uruchamiania różnych urządzeń z wykorzystaniem jednego pakietu narzędziowego.

Piotr Adamczyk ASTOR Sterowniki programowalne czy kontrolery automatyki – gdzie są one stosowane i jakie są kryteria doboru? Pomimo że PLC i PAC są urządzeniami bardzo podobnymi do siebie, to ich zastosowania są jednak różne. PLC to przede wszystkim obszar maszynowy i sterowania dyskretnego. Architektura takich systemów zakłada najczęściej jeden PLC z kilkoma modułami rozszerzeń i obsługą do około 256 sygnałów, aczkolwiek są układy, gdzie sygnałów jest znacznie więcej. Tak jest najczęściej przy sterowaniu aplikacjami mającymi charakter scentralizowany, w których nie ma potrzeby dodatkowej rozbudowy oraz obsługi innych urządzeń obiektowych. Z tego powodu PLC pracują najczęściej w maszynach i prostych aplikacjach dyskretnych. Tutaj kluczowa jest szybkość działania i krótkie cykle pracy, dzięki którym można osiągnąć bardzo dużą wydajność maszyn. Obszar zastosowań PAC to przede wszystkim aplikacje procesowe i ciągłe. Tutaj zamiast bardzo krótkich czasów cykli – które są także możliwe, stawia się na możliwość pracy w architekturze rozproszonej, z obsługą redundancji na poziomie jednostek centralnych czy obsługę wielu pętli regulacji analogowej. Kontrolery PAC to także większe możliwości w zakresie programowania i komunikacji z innymi urządzeniami. Architektura systemów opartych na kontrolerach PAC daje użytkownikom większe możliwości w zakresie sterowania oraz diagnostyki. Jakiego typu sterownikami zainteresowani są lokalni klienci? Klienci aktualnie szukają optymalizacji funkcjonalno-kosztowej podczas wyboru systemu sterowania. Kompaktowe PLC znajdują zastosowanie wszędzie tam, gdzie rozbudowa systemu w przyszłości o nową funkcjonalność, możliwości komunikacyjne czy obsługę dodatkowych I/O nie będzie potrzebna. W przypadku zastosowań procesowych wybór pada najczęściej na kontrolery PAC z budową modułową. Większa uniwersalność oraz elastyczność powodują, że w przypadku PAC rozbudowa pod kątem podnoszenia dostępności, obsługi nowych standardów komunikacyjnych czy podłączania kolejnych węzłów w architekturze rozproszonej jest możliwa. W jakim kierunku rozwijają się systemy sterowania? Użytkownicy poszukują wartości dodanych – chcą lepiej rozumieć swoje procesy i umieć je przewidywać – zarówno w aspektach produkcyjnych, jak i operacyjnych oraz serwisowych. Z tego powodu coraz popularniejszy jest trend Edge Computingu, czyli przenoszenia części funkcjonalności, jakie do tej pory dawały wyłącznie systemy podłączone do chmury, bliżej produkcji, tj. na komputery IPC i kontrolery PAC instalowane bezpośrednio na maszynach i liniach produkcyjnych. To z kolei powoduje pojawianie się nowych urządzeń na rynku, które oprócz tradycyjnego sterowania pozwalają na uruchamianie narzędzi do optymalizacji produkcji, jej wizualizacji czy historyzacji danych. Wyróżniają się one możliwością tworzenia i uruchamiania serwisów pozwalających np. na predykcję zachowania systemu, ocenę potencjalnych awarii, ilości zużywanej w procesie energii czy wpływu czynników zewnętrznych – cen paliw, pogody, popytu, stanów magazynowych, itd. To jest przyszłość systemów sterowania.

Respondenci, jak wspomniano, nie wymieniali takich zmian jak wzrost szybkości pracy PLC czy ich wydajności, aczkolwiek one również następują i można je uznać za standardowe procesy rozwojowe w branży. Kilka wskazań dotyczyło natomiast miniaturyzacji urządzeń, co również jest pochodną ewolucji technologicznej, w szczególności w zakresie elektroniki.

O rynku w liczbach

Na koniec pierwszej analizy przedstawiamy podsumowanie dotyczące rynku, a dokładniej oszacowanie wartości branży dystrybucji PLC i PAC (roczne, w mln zł). Tym razem statystyka jest wyższa niż w latach poprzednich. Dla przypomnienia – średnie wartości wyliczone na bazie odpowiedzi ankietowych wynosiły w zeszłej dekadzie od 130 do 150 mln zł, przy czym zakres samych oszacowań wynosił od kilkunastu do kilkuset mln zł. Oczywiście wartość ta zmieniała się zależnie od koniunktury w przemyśle, poziomu eksportu oraz ogólnej sytuacji na rynku.

W tegorocznej ankiecie wartości podawane przez respondentów wynosiły od 20 do 500 mln zł, przy czym absolutna większość odpowiedzi znalazła się w przedziale 150‒250 mln zł. Wyliczona średnia, zależnie od przyjętych wartości skrajnych, to 195 do 205 mln zł, co można uprościć do kwoty 200 mln zł. I na tyle właśnie szacowana jest wartość polskiego rynku PLC i PAC w 2021 roku.

Panele operatorskie

Liczba danych prezentowanych operatorom maszyn rośnie, podobnie jak wymogi co do łatwości obsługi maszyn i interakcji z systemami. Praca wielodotykowa (sterowanie gestami), kontrola paneli w rękawicach, wysoka jakość wyświetlanego obrazu, duża wytrzymałość mechaniczna i środowiskowa – to tylko część z wymagań stawianych dzisiaj przez użytkowników HMI. Po stronie integratorów systemów oraz producentów maszyn kluczowe wymogi dotyczą zaś łatwości tworzenia i uruchamiania systemów z panelami operatorskimi, a szczególnie dużych możliwości komunikacyjnych samych urządzeń. Na wytyczne te należy nałożyć rozwój w kierunku Przemysłu 4.0, który dodatkowo zwiększa wymogi co do wymiany, przetwarzania i prezentacji danych. W kolejnej analizie omawiamy tematy związane z panelami operatorskimi, ich technologiami i rynkiem ich dystrybucji.

Jakie są wymogi klientów, czyli odbiorców i użytkowników HMI? O ile warunek niskiej ceny był w redakcyjnej statystyce zawsze na wysokiej pozycji, o tyle bardzo ważne są też "interfejsy i możliwości komunikacyjne". Dotyczy to możliwości wymiany danych z HMI, zapewnianie zdalnego dostępu do urządzeń i ich pracy w systemach rozproszonych oraz generalnie łączności z wykorzystaniem różnych interfejsów i protokołów. W nowym badaniu cechy te wskazało 85% respondentów, podczas gdy warunek atrakcyjnej ceny zakupu – aż 91% osób.

Kolejne miejsca rankingu zajęły cechy związane z budową samych urządzeń (obudowa, stopień ochrony) oraz parametrami obrazu, a także wsparciem udzielanym przez dostawców. Dobra obudowa jest szczególnie istotna tam, gdzie HMI są narażone na uszkodzenia mechaniczne oraz muszą spełniać podwyższone wymogi pod względem higienicznym – np. możliwość czyszczenia pod ciśnieniem. Jednocześnie kwestie takie jak: wydajność obliczeniowa czy możliwości pracy wielodotykowej, znalazły się na dalszych miejscach. Można uznać, że są one czymś standardowym dla tego rynku. Tak samo jest z szeroką ofertą firmy i certyfikatami (aczkolwiek w części zastosowań – np. medycznych, w pracy w warunkach specjalnych – mogą one być kluczowe).

Aleksandra Baranowska Siemens Jakich HMI poszukują klienci? Jakie są kryteria wyboru urządzeń? Panele operatorskie HMI to urządzenia służące przede wszystkim do wizualizacji i obsługi operatorskiej procesów. Jednak wraz z rozwojem technologii i postępującą miniaturyzacją podzespołów oczekujemy od nich coraz więcej – chcemy, aby jak najlepiej wizualizowały nasze pomysły, a ich obsługa była jak najbardziej intuicyjna i ergonomiczna. Dlatego wydajność sprzętu i możliwości oprogramowania do wizualizacji stanowią główne kryteria wyboru rozwiązania, zarówno przy średnich, jak i dużych projektach. W ostatnich latach obserwujemy nacisk nie tylko na funkcjonalność wizualizacji, lecz także na ich użyteczność, a co z tym związane, bezpieczeństwo zarówno operatora, jak i całej linii produkcyjnej. W związku z tym przy tworzeniu wizualizacji wybierane są rozwiązania, które wspomogą projektantów w realizacji tego celu. Coraz więcej z nich oczekuje, by estetyka była spójna na całej długości linii produkcyjnej, a intuicyjny interfejs użytkownika pozwolił na natychmiastową reakcję w sytuacji nieprawidłowego działania maszyny. Spójność i standaryzacja sprzyjają nie tylko bezpieczeństwu – są też jednym z filarów digitalizacji. Czy rozwój elektroniki konsumenckiej i zmiany w przyzwyczajeniach użytkowników wpływają na technologie HMI? Z paneli operatorskich korzystają osoby na co dzień używające smartfonów czy tabletów, stąd też uznaliśmy, że HMI powinny być również obsługiwane tak jak inne nowoczesne urządzenia. Wszystkie nasze panele są wielodotykowe, wspierają obsługę gestów, takich jak przesunięcia, powiększenia, itd. Od frontu wyglądają one jak tablety, przez co użytkownicy również chcą je intuicyjnie wykorzystywać w ten sposób. Dostarczane przez nas nowe panele Unified są większe. Oferujemy urządzenia z ekranami od 7 do 22 cali, ale nie ma już wersji czterocalowych. Stwierdziliśmy, że każdy z nas nosi dzisiaj niewielki HMI w kieszeni – i zdecydowanie powinniśmy umożliwić korzystanie z niego. Dlatego też urządzenia Unified są oparte na technologiach webowych, dzięki czemu wizualizacja wygląda tak samo na panelu oraz na smartfonie. Do tego postaraliśmy się aby nasze panele – jako wspomniana twarz systemów automatyki – były jak najładniejsze i korzystnie prezentowały się w maszynach i innych zastosowaniach. Dodam, że panele mają możliwość szerokiej współpracy w systemach oraz integracji z innymi urządzeniami, w tym przez OPC UA. Istotną zmianą jest tu jednak brak komunikacji ze sterownikami S5, których już nie wpieramy. Nie mają one też interfejsu Profibus, bowiem wszystko bazuje dzisiaj na Ethernecie przemysłowym. A co z rozwiązaniami rzeczywistości wirtualnej i rozszerzonej? Gdzie można je wykorzystywać i czy ich rozwój nie będzie zmniejszał popytu na tradycyjne panele operatorskie? Szacujemy, że w najbliższych latach globalna sprzedaż urządzeń AR/VR wzrośnie do ponad 25 mln sztuk rocznie. Wprawdzie nie będą to produkty o charakterze przemysłowym, jednak i w tym przypadku widzimy spory potencjał. Przykładowo wskutek pandemii mieliśmy problemy z zapewnieniem możliwości szkoleń naszych wszystkich klientów. O ile wcześniej szkolenia odbywały się albo u nich w firmach, albo w naszym centrum szkoleniowym, o tyle w związku obostrzeniami musieliśmy zwirtualizować stanowisko, tak aby zapewnić możliwości prowadzenia wirtualnych szkoleń. Z możliwości rozszerzonej rzeczywistości korzystamy też w przypadku napędów Sinamics – m.in. na potrzeby utrzymania ruchu oraz analizy pracy urządzeń. Liczę na to, że rozwiązania AR/VR będą popularyzowały się w przemyśle, bowiem są to świetne technologie. Pozwalają one na prowadzenie komfortowych szkoleń, mogą wspomagać serwisantów, sprzedawców, są bardzo przydatne w projektowaniu – np. można oglądać, jak wyglądała będzie zbudowana cela robotyczna. Nasze kolejne produkty, w szczególności oprogramowanie, są z nimi kompatybilne, aczkolwiek, tak jak wspomniałam, omawiany rynek jest dzisiaj na wczesnym etapie rozwoju. W Polsce działają na nim pojedyncze firmy, które tworzą rozwiązania z tego zakresu. Odnośnie do pytania o to, czy AR nie zmniejszy popytu na panele – sądzę, że nie. Panele są bezpieczne i będą jeszcze przez długi czas wykorzystywane. Może zmniejszy się ich asortyment, ale na pewno będą potrzebne. No chyba że będziemy mogli powszechnie komunikować się z wykorzystaniem implantów w mózgu, ale to chyba jeszcze odległa fantastyka naukowa.

Wymiana danych i możliwości komunikacyjne

Rozszerzeniem pytania o kluczowe cechy urządzeń jest to o trendy technologiczne i nowości związane z HMI. O ich wskazanie poprosiliśmy respondentów, a lista udzielanych przez nich odpowiedzi była wyjątkowo długa, choć znacząca część wskazań dotyczyła jednej grupy zagadnień – możliwo ści komunikacyjnych. Wskazywane tu były m.in.: IoT/IIoT, dostęp do chmury obliczeniowej, możliwość łatwej integracji z systemami, a także zdalnego dostępu (webserwer) oraz technologie/protokoły jak: HTML5, MQTT, 5G, OPC UA, PoE. Tym razem nie pojawiło się hasło Przemysł 4.0, aczkolwiek powyższy zestaw bezpośrednio wiąże się ze wzrostem potrzeb i możliwości związanych z cyfryzacją, wymianą danych i możliwościami komunikacji z systemami nadrzędnymi. Dla integratorów i producentów maszyn liczy się w szczególności zapewniane wsparcie dla różnych protokołów komunikacyjnych i możliwości współpracy paneli ze sterownikami oraz innymi urządzeniami różnych marek. Można śmiało postawić tezę, że właśnie tymi tematami żyje dzisiaj branża związana z HMI.

Marek Piątkowski-Zajec Dacpol Dacpol Interfejs to dzisiaj ekran dotykowy. Firma Dacpol specjalizuje się w kwestii niszowych zagadnień, jak np. dobór do HMI systemu zawieszeń wraz z pulpitem oraz montażem do maszyny, kwestiami doradztwa oraz montażu specjalnych folii EMC, jeśli mamy dotyczenia z aplikacjami wojskowymi lub medycznymi. Zapewniamy też możliwość doboru oraz zabudowy paneli do pracy w strefach zagrożonych wybuchem (Ex).

Pośród pozostałych odpowiedzi również wyodrębnić można kilka grup tematycznych. Pierwsza to wskazania dotyczące zmian w wyświetlaczach, co obejmuje m.in. zwiększanie rozdzielczości niewielkich ekranów, wykonywanie matryc o cechach wandaloodpornych i podwyższonej odporności na wpływ promieniowania UV, a także nowe sposoby klejenia oraz ekranowania okien wyświetlaczy. Wiele z tych zmian spowodowanych jest potrzebami konkretnych branż, część to element specjalizacji producentów.

Drugą z pomniejszych grup odpowiedzi jest ta związana z rosnącą funkcjonalnością HMI w zakresie sterowania. Dotyczy to oferowania urządzeń zintegrowanych, tj. łączących funkcje wizualizacji i możliwości sterowników PLC. Takie produkty dobrze sprawdzają się w szczególności w mniejszych aplikacjach maszynowych, aczkolwiek ich użycie wiąże się też z ryzykiem kłopotów w przypadku wystąpienia awarii. Respondenci wskazywali również na istotność dostarczania przez producentów gotowych bibliotek do sterowników i innych urządzeń, a także rozwój oprogramowania narzędziowego wspierającego możliwości integracji HMI – przede wszystkim z PLC oraz napędami. Do pozostałych wskazań należały m.in.: miniaturyzacja, modułowość i skalowalność paneli. W tym przypadku można mówić o ewolucyjnym rozwoju omawianych urządzeń.

Co ciekawe, jeżeli chodzi o ekrany wielodotykowe (multitouch), to wskazań z nimi związanych było tylko pięć, a więc raczej niewiele jak na kilkadziesiąt odpowiedzi. Można stwierdzić, że tego typu panele już na dobre zagościły w automatyce i są czymś równie standardowym, jak od dłuższego czasu same ekrany dotykowe. Analogicznie sprawa ma się ze wskazaniami dotyczących wydajności obliczeniowej urządzeń i nowych procesorów. Owszem – takie wskazania były, ale również niewiele, co sugeruje, że nie są to zagadnienia, wokół których ogniskowałaby się uwaga oferentów HMI.

Paweł Frankowski WAGO Jakie są wymagane przez klientów cechy nowoczesnych paneli operatorskich? Czego dzisiaj poszukują odbiorcy? Urządzenie HMI to oczywiście przede wszystkim interfejs użytkownika. Jednak coraz częściej klienci poszukują rozwiązań, które odpowiadają na więcej ich potrzeb. Czasami jest to chęć uproszczenia instalacji i możliwość wykorzystania panelu operatorskiego jako sterownika PLC programowanego np. w standardzie IEC61131 lub, w przypadku złożonych zadań, bezpośrednio w systemie Linux. Coraz częściej urządzenia HMI wykorzystywane są także jako bramki IoT, do bezpośredniego przekazywania danych z obiektu technologicznego do chmury. Takie możliwości oferują tylko rozwiązania oparte na wydajnym sprzęcie, dysponujące różnymi interfejsami komunikacyjnymi i otwartym systemem operacyjnym. Jakie są inne wymogi klientów względem HMI – np. te związane z dostosowaniem paneli do konkretnych aplikacji czy branż Dzisiaj już nie wystarczy mieć w ofercie prostego panelu operatorskiego w niskiej cenie. W przemyśle wyróżnić się można przede wszystkim, wychodząc naprzeciwko wymaganiom użytkowników. O wymaganiach funkcjonalnych wypowiedziałem się już wcześniej, ale istotny jest także standard wykonania urządzenia. W jednej branży najważniejsza jest matryca o dużej odporności mechanicznej (przemysł ciężki), w innej na czynniki atmosferyczne (energetyka) lub czynniki chemiczne (petrochemia, wod-kan), w jeszcze innej nieodbijanie światła od powierzchni ekranu (zastosowania morskie). Przez użytkowników doceniane są panele niewymagające serwisowania (bez elementów mechanicznych, np. wentylatora) i o wysokim stopniu ochrony (IP65). Bardzo dobrze postrzegane są różnego rodzaju certyfikaty niezależnych towarzystw klasyfikacyjnych, np. DNV-GL, które poprzez badania weryfikują obietnice producentów. Czym przekonywać klientów do wyboru konkretnych produktów? Jak ważne jest tu wsparcie klientów? Przy możliwościach nowoczesnych paneli operatorskich dobre i łatwo dostępne wsparcie to kluczowy czynnik zachęcający do skorzystania z oferty. Taką pomocą może być kompetentny pracownik w dziale wsparcia klienta, ale odbiorcy doceniają przede wszystkim różne „gotowce” programowe, tutoriale, filmy szkoleniowe publikowane w Internecie – strona www producenta, landing page dla produktu czy YouTube. Dostrzegamy także coraz większe zainteresowanie różnymi chatami (nasz prowadzą specjaliści z działu PM) i blogami, gdzie można przeczytać lub wręcz zapytać innych użytkowników albo ekspertów o ich doświadczenia. Dużym wsparciem, oferowanym przez niektóre firmy, jest możliwość wypożyczenia urządzenia, żeby przetestować jego możliwości jeszcze przed zakupem.

Sytuacja w branży

Dystrybucja paneli operatorskich traktowana jest jako atrakcyjny biznes, co wynika zarówno z rozwoju nowych rynków zbytu, jak też ciągłej ewolucji samych urządzeń. Na tym rynku działają przede wszystkim dwa rodzaje firm: przedstawicielstwa producentów zagranicznych oraz lokalni dystrybutorzy. Temat ten omawialiśmy już w analizach w IRA wielokrotnie i nie ma tu większych zmian. Warto natomiast podkreślić, że atrakcyjność rynku przekłada się na jego silną konkurencyjność. Zdaniem dwóch na trzech respondentów konkurencja w lokalnej branży HMI jest silna, reszta uznała ją za standardową. Są to wyniki zbliżone do poprzednio przez nas uzyskiwanych.

Jaka była koniunktura w 2020 i 2021 roku? Jej oceny były nieco gorsze w stosunku do poprzedniego badania z 2018 roku, ale i tak, biorąc pod uwagę sytuację, są wyjątkowo dobre. Aż 91% respondentów odpowiedziało tutaj "dobrze". Respondenci ocenili również, że tendencje w zakresie koniunktury były raczej bez zmian, przy czym wskazanie to było gorsze niż oszacowanie sprzed dwóch lat (wtedy ponad połowa osób była zdania, że następuje poprawa). Jak będzie w kolejnych miesiącach? Ze względu na epidemię koronawirusa trudno o wiarygodne prognozy. Na pewno będzie gorzej i trudniej, zresztą nie tylko w branży HMI. Biorąc zaś pod uwagę dynamiczne zmiany na rynku, omawiane statystyki należy tym razem traktować jako, niestety, już mało aktualne w momencie ich publikacji.

Na koniec analizy jeszcze próba oszacowania wartości rynku. W najnowszym badaniu uzyskaliśmy 25 wskazań z tym związanych, gdzie podawane były wartości od kilku do kilkuset mln zł. Wyliczona średnia to 60‒70 mln zł, mediana to 50 mln zł. Należy przy tym zaznaczyć, że rozkład obejmował dużo wskazań z obszaru od 30 do 50 mln zł, a także grupa wskazań 100‒200 mln zł. Wyniki te można uznać za kontynuację trendów już istniejących i trudno postawić nowe hipotezy dotyczące zmian na rynku.

Technika serwonapędowa

Urządzenia serwonapędowe to coraz częstsze elementy wytwarzanych w Polsce maszyn i znajdujących się w tutejszych zakładach instalacji technologicznych. Choć ich zastosowania dotyczą głównie aplikacji zaawansowanych, takich jak te związane z pozycjonowaniem czy synchronizacją wielu osi ruchu, zakres wykorzystania techniki serwonapędowej nieustannie rośnie. W analizie omawiamy przede wszystkim trendy technologiczne w branży, jednocześnie odsyłając osoby zainteresowane dokładniejszym omówieniem sytuacji na samym rynku do analizy publikowanej w IRA 2021.

Zastosowania serwonapędów

Kluczową grupą odbiorców serwonapędów i serwosilników są firmy produkujące maszyny oraz urządzenia – wynika ze statystyki uzyskanej na bazie ostatniego badania rynku. Kolejnymi ważnymi grupami są: klienci końcowi, integratorzy systemów oraz dystrybutorzy. Sytuacja jest podobna do odnotowywanych przez nas w poprzednich badaniach rynku, przy czym nastąpiła zamiana 2. i 3. pozycji. Najczęstszymi aplikacjami serwonapędów pozostają niezmiennie te związane z maszynami wykonującymi dynamiczne oraz współzależne ruchy. Zdaniem respondentów najpopularniejszymi są: synchronizacja osi (zdecydowana przewaga głosów), pozycjonowanie i cięcie w locie (synchronizacja pracy elementu odcinającego materiał z napędem odpowiedzialnym za liniowy przesuw materiału). Następne w kolejności wskazań były: wykorzystanie serwonapędów jako elektroniczna krzywka (wykonywanie kompleksowych przebiegów ruchu w cyklicznie pracujących maszynach), aplikacje w robotach i manipulatorach oraz pozostałe aplikacje w maszynach CNC.

Również ogólna statystyka dotycząca najczęstszych zastosowań serwonapędów wskazuje na te związane z maszynami wieloosiowymi, a więc takimi, gdzie zachodzi konieczność synchronizacji prędkości i pracy wielu osi. Obejmuje to również roboty przemysłowe. Jednocześnie serwonapędy stosowane są coraz szerzej w różnorodnych systemach automatyki (liniach technologicznych), a także w prostszych, mniej złożonych maszynach.

Mateusz Pijanowski ASTOR Jakie są czynniki wzrostu popularności serwonapędów? Dlaczego stosować tego typu rozwiązania? Rosnąca popularność serwonapędów obrazuje wzrost zaawansowania technologicznego polskiego rynku maszynowego. Jest to ponadto składowa kilku czynników. Pierwszym jest koszt wdrożenia takiego rozwiązania, który zmalał na przestrzeni ostatnich lat. Drugi to z kolei rosnąca funkcjonalność samych urządzeń, która zapewnia ich użytkownikom duże korzyści. Takimi są m.in.: zmniejszenie czasu cyklu produkcyjnego, większa szybkość i precyzja ruchu czy energooszczędność, które bezpośrednio wpływają na maksymalizację zysków oraz redukcję kosztów. Ostatnim czynnikiem wpływającym na popularność serwonapędów jest niewątpliwie popularyzacja wiedzy oraz łatwość konfiguracji i integracji z systemami nadrzędnymi. Przykładowo implementacja sterowania za pomocą sieci EtherCAT oraz stosowanie bibliotek SoftMotion Codesys w przypadku bardziej skomplikowanych aplikacji daje duże korzyści, natomiast nie generuje problemów integracyjnych. Jakie są kierunki rozwoju technologicznego rozwiązań serwonapędowych? Obecnie rozwijają się one w kierunku łatwej integracji z systemami/sterownikami nadrzędnymi. Duży nacisk kładziony jest na interfejsy komunikacyjne, czego przykładem jest EtherCAT, który pozwala w czasie rzeczywistym sterować dużą liczbą serwonapędów. Wyróżnikiem są przykładowo biblioteki SoftMotion Codesys pozwalające w prosty sposób, z poziomu oprogramowania nadrzędnego, zrealizować zaawansowane ruchy osi np. pracę synchroniczną. Wykorzystuje się je m.in. w branży CNC. Kto korzysta z serwonapędów i jakiego wsparcia należy udzielać klientom? Kto działa na tym rynku w Polsce? Krajowy rynek serwonapędów jest mocno urozmaicony, działają na nim firmy dalekowschodnie i zachodnioeuropejskie. Perspektywy rozwoju rynku są obiecujące, biorąc pod uwagę odważny rozwój polskich firm technologicznych. Częstym odbiorcą rozwiązań serwonapędowych są producenci maszyn oraz integratorzy. Serwonapędy znajdują zastosowanie w branży spożywczej, w maszynach CNC, maszynach pakujących, pozycjonerach itp. Klienci doceniają, że wraz z kupnem sprzętu otrzymują wsparcie techniczne w postaci dokumentacji, poradników oraz rozmowy z inżynierem. Poza tym wartością dodaną jest również wsparcie przedsprzedażowe i szybka realizacja zamówienia.

Serwo czy tradycyjne napędy?

Najważniejszymi czynnikami różnicującymi systemy napędowe i wybór konkretnych rozwiązań (tj. serwo vs tradycyjny napęd) są wymogi aplikacji oraz koszty związane z jej stworzeniem. "Serwonapędy zastępują przemienniki i są wykorzystywane wszędzie tam, gdzie potrzebna jest duża dynamika oraz precyzja, a także synchronizacja ruchów. Korzystne cenowo i pod względem zużycia energii jest stosowanie systemów wieloosiowych. Najnowsze serwonapędy mają wbudowane zaawansowane mechanizmy autostrojenia, dzięki którym można zaoszczędzić wiele czasu przy uruchomieniu aplikacji. Serwonapędy mają również zintegrowane funkcje bezpieczeństwa (np. poprzez sieć Ethernet/IP), dzięki którym oszczędza się czas montażu oraz dodatkowego okablowania" – omawiał ten temat jeden z respondentów redakcyjnego raportu. Inne stwierdzenie to: "Popularność serwonapędów zależy wyłącznie od wymagań związanych z dynamiką pracy. W systemach o najwyższej dynamice nie ma na rynku zbyt wielu alternatyw". Jego parafraza to zaś: "Z uwagi na niższą cenę przemienników częstotliwości wciąż są one używane tam, gdzie zapewniana przez nie funkcjonalność jest wystarczająca". Warto tu dodać, że serwonapędy wypierają w niektórych aplikacjach rozwiązania pneumatyczne i hydrauliczne.

Oczywiście dostawcy przemienników częstotliwości nie próżnują i oferowane przez nich urządzenia zyskują nowe funkcje oraz możliwości. "Falowniki stosowane są do coraz prostszych aplikacji i zawsze będą częściej używane. Serwonapędy używane są ze względu na swoją bardziej skomplikowaną konstrukcje dużo rzadziej" – to jeden z komentarzy na ten temat. Należy też stwierdzić, że pojawiły się także głosy wskazujące na to, że dynamika rozwoju omawianego rynku wcale nie jest tak duża. "Jeszcze nie", "to jeszcze nie ten etap", "jeszcze nie ze względu na koszty" – to niektóre z odpowiedzi w tym zakresie.

Komunikacja, bezpieczeństwo i miniaturyzacja

W tym miejscu kilka słów o trendach technologicznych. W omawianym obszarze niewątpliwie ma miejsce dynamiczny rozwój, zaś producenci serwonapędów i serwosilników dodają do nich kolejne funkcje, polepszając też parametry swoich wyrobów.

Trzy wymienione hasła pojawiały się w odpowiedziach ankietowych najczęściej. Nowoczesne układy serwonapędowe to przede wszystkim urządzenia ze zintegrowanymi funkcjami bezpieczeństwa (bezpieczne monitorowanie prędkości, bezpieczne zatrzymanie i inne), w tym wykorzystujące sieci cyfrowe do transmisji danych związanych z bezpieczeństwem (np. Safety over EtherCAT). Drugim z trendów jest rozwój komunikacji, co obejmuje przede wszystkim stosowanie wymiany danych w różnych standardach Ethernetu czasu rzeczywistego. Komunikacja to również innowacje w zakresie podłączania serwosilników. Popularne jest wykorzystywanie jednego połączenia kablowego do przesyłania zasilania i sygnałów zwrotnych z urządzenia. Kolejnym z najczęściej wymienianych kierunków rozwoju technologicznego była miniaturyzacja, co dotyczy głównie rozwoju serwonapędów kompaktowych, w tym w tzw. wykonaniach książkowych.

W odpowiedziach ankietowych pojawiały się również inne wskazania. Czwartym z najczęściej wymienianych trendów była integracja, co obejmuje integrację serwonapędów ze sterownikami PLC, a także dostarczanie systemów mechatronicznych, w skład których wchodzą: serwosilnik, serwoprzekładnia i serwonapęd/serwosterownik. Takie zestawy upraszczają tworzenie rozwiązań serwo – głównie poprzez zredukowanie koniecznych nakładów na prace inżynierskie.

Nowe generacje napędów cechują się rosnącą dynamiką pracy oraz ułatwieniami w zakresie tworzenia systemów wieloosiowych. Tutaj wskazywane były m.in. serwowzmacniacze wieloosiowe (w tym do zabudowy książkowej) oraz możliwości oprogramowania w zakresie synchronizacja osi – np. związane z dostępnością bibliotek takich jak CODESYS SoftMotion. Do innych nowości zaliczone zostały: zwiększanie rozdzielczości enkoderów, wykorzystanie serwosilników na niskie napięcia oraz ze wspólną szyną DC oraz funkcje serwonapędów takie jak: zaawansowane algorytmy tuningu i filtracji drgań (kompensacji wibracji) oraz algorytmy bazujące na sztucznej inteligencji. Trendem jest rozbudowa urządzeń o mechanizmy autodiagnostyczne, które pozwalają na realizowanie strategii prewencyjnego utrzymania ruchu i zapobieganie potencjalnym awariom oraz przestojom.

Krajowi dostawcy serwonapędów

Serwonapędy są produktami zapewniającymi możliwość uzyskiwania wyższych marży niż w przypadku tradycyjnych przemienników częstotliwości niskich mocy. Jednocześnie branża ich produkcji i dystrybucji oceniana jest jako rynek wysoce konkurencyjny. Aż 2/3 ankietowanych było zdania, że konkurencja jest tu silna – jest to nieco więcej niż w poprzednich badaniach. Podobnie jednak do tych ostatnich – nikt nie wybrał odpowiedzi "niewielka", co również samo w sobie stanowi ocenę sytuacji na tym rynku.

W omawianym sektorze działa wiele podmiotów będących dostawcami automatyki. Obecne są tu zarówno przedstawicielstwa producentów zagranicznych, dystrybutorzy serwonapędów, jak też firmy integratorskie. Ogólnie podaż omawianych produktów na rynku i ich różnorodność jest spora.

Urządzenia serwonapędowe należą przede wszystkim do ofert producentów automatyki i techniki napędowej. Na rynku, dokonując zgrubnej kategoryzacji, można wyróżnić dwie grupy dostawców – producentów zachodnioeuropejskich oraz dalekowschodnich (w szczególności japońskich). W pierwszej najpopularniejszym w kraju producentem jest Siemens, respondenci wymieniali również takie marki jak: Bosch Rexroth, Lenze, Beckhoff Automation, SEW-Eurodrive i B&R. Do popularnych producentów japońskich należą zaś: Mitsubishi Electric, Omron Electronics, Yaskawa oraz Delta Electronics (ostatnia z firm jest przedsiębiorstwem tajwańskim). Firmy japońskie mają długie tradycje w wytwarzaniu systemów automatyki i mechatronicznych, w szczególności do zastosowań precyzyjnych. Zestawienie jest zaś dosyć podobne do tego sprzed dwóch lat i wskazuje na prymat kilku dostawców z dwóch regionów świata. Ważną marką spoza omawianych obszarów jest Allen-Bradley, czyli firma Rockwell Automation.

Warto dodać, że podobnie jak specjalistyczny charakter mają same serwonapędy, tak też ich dystrybucja wymaga specjalizacji dostawców. Firmy oferujące układy serwo muszą nie tylko zapewniać doradztwo podczas sprzedaży czy oferować kompletację (system serwonapędowy), ale nieraz też świadczyć daleko idące wsparcie techniczne, w tym usługi projektowe. Jest to również cecha odróżniająca omawiany rynek od branży tradycyjnych przemienników częstotliwości, które są produktami dosyć standardowymi i dobrze znanymi automatykom.

Wojciech Śmigiel WObit Czy serwonapędy są, z perspektywy polskich odbiorców, opłacalnymi kosztowo produktami? Zalety serwonapędów znane są wśród klientów od wielu lat, natomiast jeszcze kilka, kilkanaście lat temu panowało przekonanie, że są one drogim rozwiązaniem. Realny spadek cen spowodował, że klienci zaczęli coraz częściej stosować w swoich aplikacjach tego typu urządzenia. Wiele maszyn zbudowanych ileś lat temu powinno zostać wyposażonych w serwonapędy, jednakże z uwagi na cenę do ich budowy zastosowano wtedy inne napędy, o gorszej "kulturze" pracy. W związku z tym w przypadku modernizacji konstruktorzy sięgają po nowoczesne rozwiązania o wysokiej jakości. Gdzie można stosować serwonapędy? Jakie są korzyści z ich wykorzystania? Podstawową cechą serwonapędów jest ich praca w zamkniętej pętli sprzężenia zwrotnego, gdzie wykorzystywany jest enkoder, rezolwer czy tachogenerator. Kontroler serwo na bieżąco dokonuje korekty pracy silnika w taki sposób, aby uzyskać zamierzony efekt – np. stałą prędkość, obrót wału silnika o określony kąt lub określoną liczbę obrotów. Wśród naszych klientów panuje przekonanie, że wybór napędu do aplikacji musi być optymalny. Serwonapęd można zastosować praktycznie w każdej aplikacji, ale nie w każdej jego użycie jest ekonomicznie uzasadnione. Najczęściej po serwonapędy sięgają klienci budujący maszyny przemysłowe. Jakie cechy oferowanych urządzeń są najistotniejsze dla klientów? Co z usługami posprzedażowymi? Oczywiście parametry techniczne oraz marka serwonapędu są ważne, natomiast obserwujemy, że dla klientów jednym z kluczowych kryteriów wyboru jest wsparcie posprzedażowe (podczas programowania, strojenia, itp.) oraz czas dostępu do niego. My ze swojej strony oferujemy wsparcie w zakresie parametryzacji oraz asysty przy uruchomieniu oferowanych serwonapędów. Odbywa się to drogą telefoniczną lub bezpośrednio na terenie zakładu klienta. Co więcej – oferowane serwonapędy wykorzystujemy do realizacji własnych konstrukcji maszyn, dzięki czemu dysponujemy ogromnym doświadczeniem i wiedzą w zakresie ich stosowania, którymi dzielimy się z naszymi klientami.

Elementy wykonawcze

W kraju działa kilkudziesięciu kluczowych producentów i dystrybutorów przemysłowych elementów wykonawczych. Grupa ta jest od lat w miarę stała, zaś przedsiębiorstwa zapewniają szeroką gamę produktów standardowych, podzespoły wytwarzane na zlecenie oraz ofertę usług. Często też specjalizują się w jednej lub kilku grupach siłowników oraz produktów z nimi powiązanych. W analizie przedstawiamy omówienie produktów oraz rynku ich dystrybucji w kontekście trwania oraz po pandemii COVID-19.

Trzy grupy siłowników

Elementami wykonawczymi prawdopodobnie najczęściej wykorzystywanymi do zadań automatyzacji produkcji są siłowniki pneumatyczne. Stosowane są one w aplikacjach związanych z przemieszczaniem produktów (handling), ich sortowaniem, pakowaniem i w wielu innych, w szczególności w obszarze produkcji dyskretnej. Obejmuje to branże takie jak: spożywcza, opakowaniowa, motoryzacyjna, pojazdów szynowych oraz produkcji maszyn (OEM).

Użycie sprężonego powietrza pozwala na generowanie sił z relatywnie dużego zakresu, wykonywanie ruchów z dużymi prędkościami i na odległości pokrywające większość typowych zastosowań związanych z automatyzacją produkcji. Same siłowniki cechuje też w miarę prosta budowa oraz możliwość pracy w różnych warunkach środowiskowych. Dodatkowo są one szeroko rozpowszechnione w obszarach wymagających zachowania wysokiego poziomu czystości, a także dostępne w wersjach specjalnych.

Jeżeli chodzi o przemysł ciężki i maszyny takie jak prasy, podnośniki, dźwigi, itp., to dominują tutaj elementy hydrauliczne. Sprężony olej pozwala na wytwarzanie bardzo dużych sił roboczych, co jest niezbędne również w maszynach roboczych i pojazdach specjalnych, a także konieczne w licznych zastosowaniach we wspomnianym przemyśle ciężkim. Tego typu elementy wykonawcze stosowane są również w budowie obiektów wodnych oraz technice scenicznej. Naturalnie same siłowniki to nie wszystko, bowiem są to jedynie elementy wykonawcze. W skład systemów – czy to pneumatycznych, czy hydraulicznych, wchodzą również inne podzespoły i urządzenia. Obejmuje to przede wszystkim systemy przygotowania powietrza, regulatory i filtry do zastosowań pneumatycznych, sterowniki, a także cały asortyment podzespołów z zakresu hydrauliki siłowej. Do tego dochodzą elementy łączeniowe oraz osprzęt, w szczególności elementy siłowników, podzespoły pomiarowe i elementy montażowe.

Rodzajem siłowników o najkrótszym stażu rynkowym, ale też najszerszych zastosowaniach, są siłowniki elektryczne (napędy liniowe). Obszar ich aplikacji rozciąga się od przemysłu i maszyn (np. obrabiarek, maszyn montażowych oraz portalowych), poprzez aplikacje związane z kontrolą klap, zasuw i okien, wykorzystanie w pojazdach, aż do użycia poza przemysłem. Mogą one być używane w meblach, łóżkach (w szczególności medycznych) czy stołach regulowanych elektrycznie. Cechą je wyróżniającą jest łatwość wdrażania – zamiast sprężonego powietrza czy oleju wykorzystywana jest tu energia elektryczna. Jak wiadomo – prąd jest zazwyczaj najłatwiej doprowadzić do układu wykonawczego, szczególnie gdy ten jest wykorzystywany w mniej typowych aplikacjach (np. na końcu podnośnika).

Niektóre z siłowników elektrycznych mają też możliwość ustawania parametrów roboczych (długość skoku, prędkość ruchu, itd.), co pozwala na ich konfigurację już w aplikacji, czyniąc z nich produkty bardzo uniwersalne. Napędy liniowe mają przy tym minusy, do których zaliczają się: nieraz gorsze parametry w zakresie szybkości ruchu, generowanych sił oraz krótsza żywotność niż w przypadku wcześniej omawianych wyrobów. Również ich odporność środowiskowa może być niewystarczająca do zastosowań w części aplikacji.

Skutki pandemii COVID-19

Naturalnym pytaniem, które należało zadać dostawcom podczas nowego badania, było to o skutki pandemii oraz jej wpływ na koniunkturę w omawianych sektorach. Zasadniczo owe skutki okazały się umiarkowane, relatywnie niewielkie, jednocześnie występowało tu zróżnicowanie. O ile niektórzy respondenci przyznali, że pandemia nie wpłynęła na ich działalność lub wiązała się z niepewnością (ale bez realnego wpływu), o tyle część mówiła o ograniczeniu inwestycji i istotnych spadkach – szczególnie w początkowym jej okresie, czyli pierwszej połowie 2020 roku. Malała wtedy sprzedaż, firmy wstrzymywały inwestycje o charakterze odtworzeniowym. Również niektóre branże, w szczególności motoryzacja, bardziej odczuły efekty COVID-19 niż inne. Sumarycznie jednak było więcej strachu niż realnych, dużych problemów. Jeden z respondentów stwierdził, że widoczne są wzrosty, przy czym odnosiło się to już do chwili obecnej.

Pomimo powyższych komentarzy, uśrednione wyniki badania i odpowiedzi na pytanie o sytuację w poszczególnych branżach nie wskazują, jakoby dzisiaj można obserwować skutki pandemicznego spowolnienia. W branży, zgodnie z wynikami redakcyjnego badania, jest całkiem nieźle, nawet lepiej niż tuż przed pandemią. Być może wynika to również z tego, że badania prowadzone były jesienią 2019 roku, jeszcze przed COVID-19, a kolejne wiosną 2021 roku, a więc de facto pod koniec (oby!) pandemii.

Radosław Sobociński igus Gdzie wykorzystywane są elektryczne napędy liniowe? Czy to popularne produkty? Wraz z postępem technologicznym napędy elektryczne coraz częściej zastępują zwykłe siłowniki pneumatyczne oraz hydrauliczne. Dzieje się to głównie ze względu na większą możliwość regulacji położenia i pozycjonowania. Głównymi ich odbiorcami są różnego rodzaju producenci maszyn z branży automotive, pakującej, meblowej (producenci mebli) czy też medycznej. Czy klienci szukają pojedynczych komponentów, czy raczej kompletacji i gotowych rozwiązań? Coraz więcej klientów zainteresowanych jest rozwiązaniami kompleksowymi, które mimo wszystko powiązane są z tym, że oferowane produkty są specjalizowane pod konkretnego klienta czy aplikację. W przypadku napędów liniowych opcji wyboru jest bardzo dużo – od skoku, przez wielkość, po poszczególne parametry wybranego silnika. Jako igus oferujemy kompleksowe rozwiązania z zakresu doboru elementów liniowych wraz z silnikami, przewodami czy prowadnikami kablowymi. Współpracujemy również z firmami, które zajmują się instalacjami. Jaka była w ostatnich latach koniunktura na omawianym rynku? W ubiegłym roku nie odnotowaliśmy spadków sprzedaży, jednak i wzrosty nie były na poziomie, jaki chcieliśmy osiągnąć. Ten rok zapowiada się jednak bardzo dobrze. Widać, że branża odreagowuje zeszłoroczny przestój. Niestety są też tego negatywne skutki – obecną sytuację można nazwać klęską urodzaju. Rynek jest tak bardzo przeciążony, a poddostawcy części tak obłożeni pracą, że terminy dostaw wydłużają się bardzo i jest to widoczne w każdym aspekcie sprzedaży.

Więcej o rynku

Przejdźmy do oceny wartości rynku, czyli rocznej sprzedaży w branżach związanych z dystrybucją siłowników, hydrauliki siłowej oraz napędów liniowych. Taka ocena była zawsze dla dostawców kłopotliwa – podobnie jak dla nas wnioskowanie na bazie uzyskanych wyników. W odpowiedziach ankietowych z poprzednich lat pojawiało się mało wskazań, dużą trudność sprawiała też kategoryzacja produktów. Zróżnicowanie szacunków wynikało ponadto z istnienia wielu rynków końcowych – szczególnie w przypadku napędów liniowych.

W ostatnich latach oszacowania wartości sektora związanego z pneumatyką wynosiły od kilkudziesięciu do kilkuset milionów zł rocznie ze średnią w okolicy 80‒100 mln zł. Obecne wskazania, choć było ich niewiele, potwierdzają ten poziom. Mniej dokładnie szacowana była sprzedaż siłowników hydraulicznych. Dawniej był to poziom 100‒130 mln zł, aczkolwiek pojawiały się też kwoty po kilkaset milionów. W bieżącym badaniu zróżnicowanie było również ogromne i trudno tu podać jedną, konkretną liczbę.

W przeciwieństwie do powyższych, branża dystrybucji siłowników elektrycznych jest znacznie lepiej oszacowana. Wskazania respondentów zawierały się między 20 a 50 mln zł, ze średnią na poziomie 32 mln, a więc większą niż w poprzednich badaniach rynku (20‒30 mln zł). Nie pytaliśmy natomiast o wartość rynku zaworów i osprzętu z nimi związanego. Jego ostatnie oszacowanie podane w badaniu w 2013 roku wynosiło 100 mln zł rocznie.

O ile wielkość rynku to jedno, o tyle dla jego uczestników równie ważnym zagadnieniem jest jego tempo rozwoju. Respondentów zapytaliśmy o to, jaka jest obecnie roczna dynamika branży lub jaka będzie w kolejnych latach – i dla każdego z omawianych sektorów otrzymaliśmy sporą grupę zbliżonych do siebie odpowiedzi. W przypadku elementów pneumatycznych dynamika rynku to średnio 9% (podawano wartości od 5% do 10%), zaś dla sektora komponentów hydraulicznych – kilka procent (5‒6%). Odpowiedzi bazują na bardzo małych próbkach i są statystycznie mało wiarygodne. Więcej wskazań otrzymaliśmy dla siłowników elektrycznych – tutaj zakres podawanych wartości wynosił od 3% do 20%, zaś średnia 9%, a więc 2/3 tego, co podawaliśmy w ostatnio prezentowanych w IRA badaniach.

Finalnie, rozwój rynku będzie miał w przyszłości charakter ewolucyjny. Domeną siłowników pneumatycznych pozostanie automatyzacja produkcji – respondenci wskazywali tu najczęściej branżę motoryzacyjną, w drugiej kolejności spożywczo-napojową, a wraz z nią opakowaniową. W zakresie hydrauliki siłowej głównymi obszarami aplikacyjnymi będą te związane z maszynami i pojazdami, a także przemysłem ciężkim. Dla siłowników elektrycznych wskazań było najwięcej i obejmowały one zarówno te, które pojawiły się w przypadku pneumatyki (motoryzacja, sektor spożywczy), jak też m.in.: aplikacje meblowe, medyczne, OZE, wojskowe, robotykę mobilną i zastosowania związane z budową jachtów.

Sygnalizatory świetlne i dźwiękowe

Lampy i wieże sygnalizacyjne, różnego rodzaju sygnalizatory dźwiękowe i urządzenia oraz oprogramowanie do kontroli ich pracy – wszystkie one stosowane są szeroko w przemyśle produkcyjnym, maszynach (w tym mobilnych), zastosowaniach infrastrukturalnych, związanych z wydobyciem surowców, w pojazdach i wielu innych aplikacjach. Od lat na tym rynku działa szereg dostawców, w tym kilku producentów lokalnych. Do działania w branży dodatkowo zachęca możliwość daleko idącej specjalizacji, a także niezła koniunktura – i to pomimo możliwych skutków pandemii koronawirusa.

Dwa rodzaje sygnalizacji, trzy grupy produktów

Omawiane elementy tworzą dwie duże grupy produktów, jeżeli chodzi o sposoby sygnalizacji – wykorzystujące promieniowanie świetlne oraz dźwiękowe. Do pierwszej należą przede wszystkim lampy sygnalizacyjne – przeznaczone do zastosowań w przemyśle, magazynach, aplikacjach infrastrukturalnych, budynkowych czy w transporcie. Występują one w różnych wersjach pod względem stosowanych źródeł światła, budowy, materiałów obudów czy dodatkowych osłon. Ich szczególnymi wersjami są produkty do zastosowań specjalnych – do pracy w strefach zagrożonych wybuchem oraz w branży lotniczej i morskiej. Zaliczyć tu można również oświetlenie przeszkodowe, a więc lampy instalowane m.in. na wysokich obiektach.

Grupą sygnalizatorów świetlnych o szczególnym znaczeniu dla przemysłu są wieże świetlne (wieże sygnalizacyjne). Składają się one z dwóch lub więcej elementów świecących, ew. wraz z dźwiękowymi, i służą do informowania o stanie pracy maszyn oraz linii technologicznych. Produkty te również występują w dużej różnorodności – w asortymencie działających na rynku firm znajdziemy wersje w wielu typoszeregach pod względem średnic, materiałów wykonania czy sposobów montażu. W szczególności popularne są wykonania modułowe pozwalające na praktycznie dowolną konfigurację wieży przez producenta maszyny czy użytkownika końcowego.

Jeżeli chodzi o sygnalizatory dźwiękowe, to bazują one na syrenach, buczkach i innych źródłach dźwięku, służąc do informowania osób znajdujących się w ich okolicy o sytuacjach nietypowych lub niebezpiecznych. Tutaj również mamy do czynienia z wieloma wykonaniami pod względem wielkości (od wersji kompaktowych do dużych syren tubowych) oraz funkcjonalności (np. z możliwościami nagrywania komunikatów). Należy dodać, że wykorzystanie takich sygnalizatorów, podobnie jak wersji świetlnych, regulują odpowiednie przepisy oraz normy branżowe.

Przemysł oraz zastosowania infrastrukturalne i budynkowe

Zastosowania sygnalizatorów w Polsce i w innych krajach europejskich są podobne, przy czym można wyróżnić kilka kluczowych branż. Do takich należy przemysł, gdzie zakres wykorzystania sygnalizatorów jest bardzo szeroki. Ich aplikacje dotyczą m.in.: maszyn oraz instalacji technologicznych, gdzie elementy te służą do wskazywania stanu pracy, informowania i ostrzegania obsługi, a także różnorodnych podnośników, automatycznych bram przemysłowych, urządzeń mobilnych i zastosowań zewnętrznych. W tych przypadkach odbiorcami są zarówno klienci końcowi (zakłady przemysłowe), jak też producenci maszyn i integratorzy systemów.

Drugą z najpopularniejszych grup zastosowań tworzą te związane z infrastrukturą oraz budynkami. Dotyczy to zarówno wykorzystania sygnalizatorów w obiektach komercyjnych, w halach magazynowych, jak też obiektach infrastrukturalnych (np. kolejowe, drogowe) i innych, gdzie istnieją wymogi w zakresie zapewniania bezpieczeństwa p.poż. oraz informowania. Dosyć wysoko sklasyfikowana została branża retail, która dotyczy m.in. zastosowań w sklepach, magazynach, itp. Pozostałe zawarte w statystyce rynki dotyczą przede wszystkim aplikacji powiązanych z transportem – pojazdami, w tym wersjami specjalnymi, lotnictwem i branżą morską, a także zastosowaniami wojskowymi. W tych przypadkach można mówić o szybkim wzroście wymogów dotyczących sygnalizatorów wraz ze specjalizacją aplikacji.

Wiele marek, kilku liderów

W produkcji i dystrybucji sygnalizatorów wyspecjalizowała się relatywnie niewielka grupa firm, które wytwarzają te produkty albo jako swój główny asortyment, albo dla których stanowią one jedną z grup towarowych, ale w tym przypadku dobrze rozpoznawalną na rynku. Do tej pierwszej zaliczyć można marki o niezmiennie największej popularności na rynku: WERMA Signaltechnik, J.Auer, Patlite, Pfannenberg oraz, dla sygnalizatorów dźwiękowych, Klaxon Signals. Dostawcami szerszego asortymentu wyrobów (chodzi o szerokość oferty generalnie w zakresie automatyki) są: Eaton, Schneider Electric, Siemens, Turck, Sick, Pepperl+Fuchs oraz Balluff i Banner.

Omówienie rynku można rozszerzyć na obszar związany z dystrybucją. Patrząc na wzrosty liczby prezentowanych w corocznych analizach firm, można stwierdzić, że omawianymi produktami oraz branżami interesuje się coraz więcej podmiotów. Część z nich oferuje jedynie pojedyncze elementy z portfolio sygnalizatorów, część to dostawcy kompleksowi, natomiast pewne jest, że dla większości produkty te stanowią interesujący element oferty handlowej. Można również sądzić, że wprowadzenie ich do sprzedaży nie jest specjalnie trudne, bowiem producentów sygnalizatorów – od Europy Zachodniej do Dalekiego Wschodu, działa wielu. Z drugiej strony dostawców specjalizujących się tylko w omawianej branży czy też firm mających rozbudowaną ofertę jest niewielu. Zazwyczaj sygnalizatory dołączane są do asortymentu analogicznie jak choćby aparatura tablicowa czy osprzęt. Wyjątkami są firmy dystrybucyjne specjalizujące się w obsłudze rynku OEM oraz niektórzy dostawcy. Przykładami takich dostawców są m.in.: INSTOM, Dacpol, Nowimex oraz OEM Automatic.

Rynek w przyszłości

Zastosowania sygnalizatorów są dosyć niezmienne, co potwierdza zestawienie przyszłych perspektywicznych sektorów. Utworzone zostało ono na bazie odpowiedzi ankietowych respondentów najnowszego badania redakcyjnego. Na czele wymienianych branż znalazł się ponownie przemysł produkcyjny, ze szczególnym uwzględnieniem branż: maszynowej, motoryzacyjnej oraz spożywczej. Dotyczy to zarówno wykorzystania sygnalizatorów w nowych instalacjach, ich zakupów na potrzeby modernizacyjne, jak też użycia związanego z utrzymaniem ruchu.

Dostawcy sygnalizatorów będą szukali swoich klientów również w sektorach związanych z budownictwem, logistyką/magazynami, w branży retail oraz energetyce. Można podsumować, że pod względem aplikacyjnym nie ma co spodziewać się zmian, a rozwój rynku określała będzie ogólna koniunktura w gospodarce i pochodna jej sytuacja w przemyśle.

Złącza przemysłowe

Wpływ pandemii koronawirusa na sektor złączy przemysłowych był relatywnie nieduży – wynika z opinii respondentów badania przeprowadzonego przez naszą redakcję. Jednocześnie sam rynek pod względem działających tu dostawców i ich klientów nie zmienił się – stanowi on nadal atrakcyjną i jednocześnie konkurencyjną branżę. W analizie bazującej na wynikach nowego badania rynku przypatrujemy się również trendom w branży, szczególnie tym związanym z cechami funkcjonalnymi złączy.

Złącza są produktami stosowanymi w różnych aplikacjach i branżach. Znajdziemy je w maszynach i urządzeniach, pojazdach, w systemach w energetyce, elektronice, urządzeniach telekomunikacyjnych i wielu innych. Do najważniejszych grup odbiorców złączy przemysłowych zaliczono: sektor maszynowy (74% wskazań respondentów), energetykę (72% i jednocześnie wzrost w stosunku do lat poprzednich), transport, w szczególności szynowy (62%), oraz górnictwo (51%). Jeżeli chodzi o branżę produkcyjną, zwłaszcza zakłady przemysłowe, to w statystyce występuje ona w postaci kilku sektorów (spożywczy, chemiczny, elektroniczny). Niezmiennie ważnym odbiorcą złączy jest rynek wojskowy. Dodatkowo, jeżeli chodzi o statystykę dotyczącą klientów w obrębie przemysłu, to tutaj niezmiennie kluczowymi są: odbiorcy końcowi tacy jak zakłady przemysłowe (72%), producenci maszyn / sektor OEM (58%) oraz integratorzy systemów (49%).

Omawiane branże nakładają określone wymogi na wykorzystywane złącza. Przykładowo w przemyśle istotna jest m.in. wytrzymałość mechaniczna i prądowa, do tego możliwość stosowania złączy modułowych, zaś sektor transportu szynowego wymaga stosowania złączy o dużej odporności na wibracje i możliwości pracy w ekstremalnych warunkach środowiskowych. Dodatkowo istnieje cały szereg rynków niszowych, gdzie stosowane są wersje specjalizowane. Przykładowo w energetyce odnawialnej są to złącza wysokoprądowe, szczelne oraz szybkie w montażu i demontażu.

Marcin Rek Semicon Jakich złączy poszukują odbiorcy przemysłowi? Złącza przemysłowe można podzielić na wiele grup w zależności o przyjętych kryteriów podziału: ze względu na kształt mogą to być złącza okrągłe lub prostokątne, ze względu na funkcjonalność mogą to być złącza zasilające, sygnałowe, transmisji mediów (gazu, cieczy) czy też miks wymienionych, czyli złącza hybrydowe/modułowe. Większość naszych klientów kupujących złącza silnoprądowe bardzo ceni sobie wysoką jakość, a co za tym idzie ich trwałość, funkcjonalność i dopasowanie do własnych potrzeb. W tym przypadku cena złączy schodzi na dalszy plan, ponieważ jest ona raczej niewielkim procentem kosztów całego urządzenia. Producenci maszyn i urządzeń, wybierając niezawodne elementy składowe wysokiej jakości (w tym właśnie złącza), budują swoją markę i zyskują uznanie klientów. Wszystkie urządzenia i maszyny elektryczne potrzebują zasilania, a więc i odpowiednich do tego złączy. Oczywiste jest, że dla złączy do małych urządzeń elektronicznych cechują inne wymagania w stosunku do tych stosowanych np. w kolejowych pojazdach trakcyjnych. W pierwszym przypadku najbardziej pożądaną cechą jest rozmiar – złącza muszą być niewielkie i lekkie, w pewnych zastosowaniach liczy się również estetyczny wygląd. Natomiast gdy waga i gabaryty urządzenia nie mają dużego znaczenia, złącza silnoprądowe muszą być niezawodne i odporne na niekorzystne warunki zewnętrzne. W układach automatyki przemysłowej ważne jest stosowanie złączy, które nie wymagają stosowania specjalistycznych narzędzi. Przyspiesza to montaż, a w razie napraw lub konserwacji skraca cały proces i ogranicza przestój linii produkcyjnej. Jakie są nowości technologiczne w omawianym zakresie? Aktualnie w branży złączy obserwujemy miniaturyzację oraz poszukiwanie nowych rozwiązań technologicznych. Ta pierwsza odbywa się poprzez zwiększenie liczby pinów w istniejących obudowach lub projektowanie nowych, mniejszych systemów połączeniowych. Rozwój technologiczny skupia się na poszukiwaniach przez producentów nowych materiałów kompozytowych, z których można będzie wyprodukować obudowę lżejszą i równie trwałą w stosunku do obudów metalowych.

Rynek złączy w dobie pandemii

Wróćmy do tematu pandemii i jej wpływu na sytuację w branży. Zdaniem sporej części respondentów był on neutralny, czyli nie wystąpiły większe zmiany. Niektórzy wskazywali tu na pewne spowolnienie, ewentualnie też na występowanie opóźnień w niektórych projektach. „Nawet jednak chwilowe wstrzymywanie produkcji w zakładach nie wpłynęło znacząco na zapotrzebowanie na złącza” – skomentował jeden z respondentów.

Z drugiej strony pojawiły się głosy wskazujące na istotny wpływ COVID-19 na funkcjonowanie całej branży przemysłowej. Część firm rezygnowało z wdrażania nowych projektów – tak było szczególnie w sektorze automotive. W kontekście pandemii cześć odbiorców przeszła na realizację jedynie zadań serwisowych i zamówień odtworzeniowych, odsuwając w czasie inwestycje. Dla dostawców złączy oznaczało to często zakłócenia w regularności realizowania zamówień. Przykładowy komentarz był tu następujący: „duży wpływ na nieregularność dostaw – od stanów zawieszenia produkcji do realizacji zamówień kilkukrotnie przekraczających zapotrzebowanie, co miało na celu budowanie zapasów; do tego doszła spora niepewność odbiorców pod względem dalszego rozwoju sytuacji i ich wyczekiwanie powrotu do normalności”.

Trzecim z aspektów były zmiany powiązane z pozyskiwaniem surowców i podzespołów. Podobnie jak w okresach kryzysu na rynku, tak też tym razem – zdaniem niektórych ankietowanych – wystąpiły opóźnienia w dostawach elementów, szczególnie z Dalekiego Wschodu, a także miał miejsce ogólny wzrost cen surowców na rynkach międzynarodowych. Skutkowało to m.in. wydłużaniem czasów dostaw i okazjonalnymi problemami w realizacji zamówień. Sytuacja ta była szczególnie widoczna w 2021 roku.

Innowacje technologiczne w złączach

Pytanie o najważniejsze trendy oraz zmiany w technologiach złączy zadajemy respondentom przy okazji każdego badania. Przynosi ono wiele, aczkolwiek powtarzających się odpowiedzi. Podobnie było tym razem, bowiem wskazania dotyczyły przede wszystkim dwóch kluczowych trendów – miniaturyzacji złączy oraz zwiększania popularności elementów hybrydowych i modułowych. Te pierwsze umożliwiają prowadzenie w jednej obudowie wiele różnych połączeń sygnałowych oraz zasilających. Z kolei wersje modułowe umożliwiają komponowanie konkretnej wersji złącza przez samego klienta, który korzysta z podzespołów takich jak wkładki, ramki, obudowy, itd. Daje to możliwości daleko idącej kastomizacji złącza na potrzeby tworzonej aplikacji i zapewnia kompaktowość rozwiązania łączeniowego.

Jeżeli chodzi o miniaturyzację, to trend ten występuje na rynku już od lat, co głównie dotyczy złączy do sieci komunikacyjnych i urządzeń elektronicznych. Aczkolwiek miniaturyzacja to też zagadnienie pojawiające się w kontekście złączy przemysłowych silnoprądowych, gdzie oferowane są niewielkie elementy cechujące się parametrami elektrycznymi i mechanicznymi zbliżonymi do ich większych odpowiedników. W tych przypadkach wymagane jest stosowanie zaawansowanych rozwiązań funkcjonalnych i materiałowych, tak aby zapewniać możliwość przewodzenia większych prądów, a także odpowiednią izolację i parametry mechaniczne.

Poza powyższymi najczęściej wskazywanymi trendami respondenci przytaczali również inne zmiany. Do takich należy przede wszystkim oferowanie złączy łatwych do montażu i demontażu. Oznacza to zarówno dużą szybkość tych procesów, jak też minimalizację liczby wykorzystywanych narzędzi. Takie cechy są istotne zarówno w przypadku produkcji (np. maszyn, gdzie elementem systemów są złącza), jak też w serwisowaniu i procesach utrzymania ruchu. W ankietach pojawiały się również wskazania dotyczące zwiększania jakości i niezawodności produktów, opracowywania nowych rodzajów złączy oraz doskonalenia tych istniejących (zwiększanie liczby styków w obudowie, zwiększanie maksymalnej liczby cykli łączeniowych, polepszanie parametrów obudów wykonywanych z tworzyw sztucznych). Dodatkowo, zdaniem respondentów, rynek wymusza rozwój złączy nietypowych i specjalistycznych.

Na koniec analizy spójrzmy jeszcze w przyszłość, wskazując za dostawcami najbardziej perspektywiczne obszary. Do takich zaliczone zostały: energetyka, kolejnictwo (transport szynowy) oraz szeroko rozumiany przemysł produkcyjny. Te i inne typowane branże w większości są dla dostawców złączy rynkami tradycyjnymi. Warto tu zauważyć, że obszar elektromobilności cały czas, choć pojawia się w publikowanych przez nas statystykach, nie jest specjalnie istotny. Również energetyka odnawialna – poza fotowoltaiką, nie była typowana zbyt często.

Marek Juchimiuk HARTING Polska Jak wygląda w kontekście pandemii COVID-19 polski rynek złączy przemysłowych? Pandemia to wydarzenie bez precedensu. Od czasów zmiany ustroju politycznego w końcu XX wieku nie mieliśmy jeszcze do czynienia ze zjawiskiem, które tak mocno wpłynęłoby na całą gospodarkę. Nasz rynek zachowywał się w tym czasie różnie – w momentach wzmożonej niepewności jedni odbiorcy wstrzymywali się z wszelkimi aktywnościami, inni wręcz przeciwnie – budowali duże stany magazynowe na zapas i produkowali z pełną mocą, a nawet ponad nią! Pomijając różne strategie działania, można zauważyć, że wśród firm produkcyjnych wystąpiły krytyczne momenty gdy np. jedynie ok. 25% załogi była zdolna do pracy, dalsze obniżanie liczebności pracowników prowadziłoby do zamknięć fabryk, co byłoby bardzo dużym i kosztownym problemem. Były też branże, które ucierpiały dość mocno ze względu na powiązania z globalną gospodarką. Do takich należał np. sektor automotive. Z drugiej strony pewne sektory rosły ze względu na wzmożony popyt na swoje wyroby. Pocieszające jest na pewno to, że nie odnotowaliśmy w przemyśle fali bankructw. Całość można podsumować tak, że zaistniała sytuacja zmieniła panującą sytuację na rynku, aczkolwiek na szczęście nie doszło do najczarniejszego scenariusza, którego obawiało się wiele osób. Aktualnie zmiany wydają się powoli zmierzać w kierunku stabilizacji. Jakie są nowości technologiczne i wymogi odbiorców? Jakie są trendy w branży? Może się wydawać, że wśród dostępnego asortymentu złączy znajdują się rozwiązania, które pokrywają niemalże wszystkie potrzeby odbiorców. Nic bardziej mylnego. Złącza rozwijają się wraz z rynkiem, powstają nowe branże ze swoimi specyficznymi wymogami. Aktualnie przykładem mogą być systemy energetyczne, które w coraz większym stopniu będą korzystały ze źródeł odnawialnych, przy czym tutaj przyczyny leżą zarówno po stronie ekologicznej, jak i polityczno-prawnej. Zmiany te będą skutkowały koniecznością transformacji i magazynowania energii z jak najmniejszymi stratami, co dalej może prowadzić do dużych zmian sposobu funkcjonowania systemów energetycznych, a w efekcie do konieczności stosowania zupełnie innego rodzaju złączy niż dotychczas. Pracujemy nad rozwojem takich rozwiązań łączeniowych, mamy już pewne z nich w ofercie – np. złącze, które samo szczegółowo (do 25. harmonicznej!) mierzy wartości prądowo-napięciowe sieci, po czym przesyła je z wykorzystaniem magistrali Modbus, TCP lub RTU do miejsca ich analizy/reakcji. Bardzo ważnym czynnikiem staje się też indywidualizacja. Liczba poszczególnych aplikacji oraz specyficznych wymogów z nimi związanych rośnie w tempie geometrycznym, idąc w parze z rozwojem technologicznym. Aby sprostać indywidualnym potrzebom w odniesieniu do złączy, udostępniamy możliwość stworzenia samemu własnego złącza (np. pozycje i rozmiary wejść kablowych, nanoszenie potrzebnych oznaczeń) z poziomu strony internetowej, a następnie realizacji takiego zamówienia choćby dla pojedynczej sztuki. Proces taki trwa jedynie kilka minut, jest prosty do zrealizowania, a bardzo ważnym plusem takiego rozwiązania jest to, że automatycznie, niemalże od ręki, generowane i udostępniane są biblioteki (2D, 3D) dla stworzonego złącza. Można zatem stwierdzić, że rozwój złączy został niejako "przekazany" użytkownikom. Mogą oni indywidualnie budować potrzebne wkłady za pomocą złączy modułowych, a następnie mogą zaprojektować i stworzyć obudowy złączy według własnego pomysłu. Ten trend będzie się jedynie nasilał, ponieważ postęp technologiczny jest na takim etapie, że każdego dnia pojawiają się coraz nowsze urządzenia, kolejne ich generacje, itd. Oczywiście wszystko to idzie w parze z miniaturyzacją, która będzie ten stan pogłębiać.

Bezpieczeństwo maszyn

Tematyka bezpieczeństwa maszyn przeszła długą drogę rozwoju – od stanu praktycznego braku zabezpieczania maszyn i urządzeń, do sytuacji dzisiejszej, gdy zapewnianie bezpieczeństwa pracownikom jest prawnie wymagane, a wprowadzane na rynek maszyny muszą spełniać wymogi szeregu przepisów – w szczególności dyrektywy maszynowej. Wraz z tym rozwinął się sporej wartości rynek dystrybucji komponentów bezpieczeństwa oraz powiązanych z nimi usług. Obecnie, w erze Przemysłu 4.0 i coraz większej integracji systemów sterowania, automatyki oraz IT, od urządzeń bezpieczeństwa wymaga się nie tylko spełniania podstawowych wymogów określanych przepisami, ale też możliwości łatwej integracji oraz współpracy z systemami nadrzędnymi.

Rozwój pomimo pandemii

Publikowane w ostatnich miesiącach i latach przez redakcję APA i IRA raporty oraz analizy zaczynamy od pytania o to, jak pandemia COVID-19 wpłynęła na dany sektor rynku. Wskazania bywają tu różne, zależne od analizowanego sektora, natomiast co do ogółu występują trzy grupy odpowiedzi: nie wpłynęła, wpłynęła nieznacznie i, najrzadsza, wskazująca, że wpływ był znaczący.

Spojrzenie na wyniki badania ankietowego dotyczącego komponentów bezpieczeństwa pozwala stwierdzić, że na powyższym tle omawiana branża poradziła sobie bardzo dobrze. Gros odpowiedzi dotyczył braku wpływu sytuacji pandemicznej na rynek, zaś w przypadku innych ocen deklarowany wpływ był niewielki. Respondenci wskazywali głównie na wydłużenie czasów realizacji inwestycji lub, w sporadycznych przypadkach, ich wstrzymywanie, a także niewielkie zmiany w dostępności komponentów, w szczególności wydłużenie się czasów dostaw od ich producentów. W jednym przypadku wskazano spadek obrotów firmy o 15% rok do roku.

Z drugiej strony pojawiły się odpowiedzi sugerujące, że zeszły rok przyniósł wręcz polepszenie się koniunktury, przy czym dotyczyło to m.in. produkcji AGD, spożywczej, branży meblarskiej, a także różnych obszarów związanych z robotyką i AGV. Nastąpił wzrost potrzeb w zakresie automatyzacji procesów, zwiększyła się świadomość konieczności wdrażania procesów bezobsługowych. Wiązało się to m.in. z mniejszą obsadą pracowników produkcyjnych i koniecznością zachowywania dystansu społecznego. Z tego samego powodu trudniej było realizować projekty, w tym je omawiać i organizować spotkania projektowe.

Cztery grupy produktów

Komponenty systemów bezpieczeństwa maszyn można zgrubnie podzielić na kilka grup pod względem zastosowań i złożoności. Takimi kategoriami są:

1. Wygrodzenia mechaniczne

Do podstawowych sposobów redukowania zagrożeń należy ograniczanie dostępu osób do maszyn i stref niebezpiecznych. W tym przypadku stosowane są m.in. ogrodzenia, furtki, klapy, i inne wygrodzenia, które zapobiegają możliwości dostępu pracowników i osób postronnych w miejsce występowania zagrożeń.

2. Komponenty elektromechaniczne

Obejmują m.in. wyłączniki bezpieczeństwa, blokady, elementy naciskowe i służące do sterowania, które występują w wielu wykonaniach mechanicznych i elektrycznych. Komponenty te są rozszerzane o funkcjonalność związaną z wykorzystaniem RFID i innej komunikacji bezprzewodowej.

3. Urządzenia elektroniczne

Do tej grupy należą przede wszystkim moduły bezpieczeństwa odpowiadające za wykonywanie procedur na podstawie informacji z podłączonych elementów wejściowych oraz testy poprawności działania zabezpieczeń, a także sterowniki bezpieczeństwa. Te ostatnie mogą występować samodzielnie lub jako modułowe. Do tej grupy należą też moduły do komunikacji sieciowej.

4. Urządzenia optoelektroniczne

Jest to grupa najbardziej zaawansowanych i jednocześnie droższych produktów. Obejmuje laserowe skanery bezpieczeństwa oraz inne elementy detekcyjne – kurtyny i bariery świetlne. Umożliwiają one zabezpieczanie dużych obszarów i części maszyn przed dostępem.

Jeżeli chodzi o popularność wymienionych produktów na rynku polskim, to niezmiennie dominują tu podzespoły elektromechaniczne, w szczególności wyłączniki bezpieczeństwa, a także elementy sterujące – moduły i sterowniki bezpieczeństwa. Zdaniem dostawców branżowych krajowi odbiorcy wprawdzie coraz częściej sięgają po bardziej zaawansowane komponenty, takie jak blokady z kodowaniem RFID czy urządzenia bezprzewodowe, lecz cały czas w statystykach dominują te wcześniej wymienione. Natomiast niewątpliwie trendem rozwojowym jest popularyzacja komponentów zaawansowanych wśród producentów maszyn wytwarzających na eksport. Stopniowo popularyzują się też podzespoły z komunikacją sieciową, co powiązane jest z tematyką Przemysłu 4.0, w ramach której zakłada się tworzenie systemów łączących maszyny, automatykę oraz IT.

Ważne dla branży przepisy

Zagadnienia związane z bezpieczeństwem maszyn są bezpośrednio powiązane z przepisami (w Europie są to dyrektywy implementowane do prawodawstwa poszczególnych krajów) oraz normami. Producenci, którzy wprowadzają na rynek wyroby podlegające jednej lub większej liczbie dyrektyw, muszą stosować oznaczenie CE, przy czym w branży maszynowej można to odnieść przede wszystkim do dyrektyw: maszynowej, niskonapięciowej, dźwigowej, ATEX oraz kompatybilności elektromagnetycznej. Szczegółową listę wraz z omówieniem prezentowaliśmy m.in. w raporcie w APA z 2017 roku (dostępny na stronie automatykaB2B.pl).

Adam Więch steute Polska Czy rynek związany z produktami z obszaru bezpieczeństwa funkcjonalnego stał się popularny? Oczywiście! Działa na nim obecnie bardzo dużo firm, przez co podaż różnorodnych produktów jest ogromna. Wystarczy uruchomić wyszukiwarkę internetową i zobaczyć, jak wiele komponentów systemów bezpieczeństwa jest dostępnych i jak duża jest ich rozpiętość cenowa. Przykładowo standardowe, najtańsze wyłączniki bezpieczeństwa kosztują kilkadziesiąt złotych, podczas gdy wersje specjalizowane, np. te z certyfikatem ATEX, często przeszło 150 euro. I to właśnie w tym drugim obszarze cenowym lokuje się steute – oferując komponenty systemów bezpieczeństwa w wykonaniu przeciwwybuchowym bądź specjalnym, a także urządzenia bezprzewodowe, jak np. wyłączniki nożne bezpieczeństwa. Nie konkurujemy natomiast w zakresie najpopularniejszych produktów, które inne firmy wytwarzają na masową skalę. Jedyny wyjątek stanowią tutaj standardowe wyłączniki linkowe bezpieczeństwa. W ich przypadku mamy wyrobioną w Polsce renomę i, dzięki temu, długą listę stałych klientów. Także i w tym segmencie rynku rośnie sprzedaż urządzeń w wykonaniu Ex oraz wersji przeznaczonych do pracy w ekstremalnych warunkach, choćby w kopalniach metanowych. Jakie są rozwojowe obszary rynku w Polsce i gdzie najczęściej powstają nowe inwestycje? Trudno jest mówić o nowych inwestycjach, może z wyjątkiem drogowych, bowiem w Polsce nie buduje się dzisiaj znowu tak wiele nowych, dużych obiektów przemysłowych. Takie inwestycje się zdarzają, choćby w sektorze motoryzacyjnym, magazynowym czy elektronicznym, ale mają raczej charakter uzupełniający. Sporo mówi się także o ekologii i widać, że wiele elektrociepłowni przestawia się powoli na zasilanie gazowe, powstaje też dużo elektrowni słonecznych i wiatrowych. Nie są to w większości nasze obszary działania. Ale jednak, przykładowo, kilka niedawnych wdrożeń dotyczyło zakładów chemicznych, gdzie rozbudowywane były obiekty produkcyjne. Znalazło się tam między innymi sporo nowych przenośników taśmowych, gdzie wymagania odnośnie do zastosowanych wyłączników linkowych bezpieczeństwa i czujników zbiegania taśmy były bardzo wyśrubowane. Ogólnie jednak rynek zaczyna być nieco wtórny, zaś sprzedaż dotyczy w coraz większej mierze remontów lub bieżącego serwisu czy modernizacji. Lepsza sytuacja jest w szeroko pojętym przemyśle morskim – z tej branży mamy obecnie wiele zapytań i coraz więcej zakupów. Tutaj oferujemy m.in. wysoce specjalizowane, odporne na korozję wyłączniki krańcowe i nożne oraz bardzo popularne czujniki magnetyczne. Nasze urządzenia mogą być z powodzeniem stosowane w portach, przemyśle stoczniowym i naftowym, a także na morskich farmach wiatrowych. W ogóle warto zaznaczyć, że Polska jest dla Europy pewnego rodzaju poligonem doświadczalnym. Istnieje u nas nadal wiele zakładów, wiele dziedzin, które uznawane są za „brudne” – np. te związane z węglem kamiennym i brunatnym czy chemią. Firmy takie jak steute mogą z powodzeniem testować tutaj swoje nowe produkty, które później są z sukcesem sprzedawane m.in. w Australii, Brazylii czy innych krajach Ameryki Południowej.

We wspomnianym raporcie omawialiśmy również normy powiązane z tematyką bezpieczeństwa maszyn. Takich norm i innych dokumentów jest bardzo dużo, przy czym do kluczowych zaliczają się m.in.:

• PN-EN ISO 13849-1:2016-02
  Bezpieczeństwo maszyn – Elementy systemów sterowania związane z bezpieczeństwem – Część 1: Ogólne zasady projektowania
  
  
• EN IEC 62061
  Bezpieczeństwo funkcjonalne elektrycznych/elektronicznych/programowalnych elektronicznych systemów związanych z bezpieczeństwem – Część 1: Wymagania ogólne
  
  
• PN-EN ISO 14119:2014-03
  Bezpieczeństwo maszyn – Urządzenia blokujące sprzężone z osłonami – Zasady projektowania i doboru
  
  
• PN-EN ISO 13850:2016-03
  Bezpieczeństwo maszyn – Funkcja zatrzymania awaryjnego – Zasady projektowania
  
  
• PN-EN IEC 61496-1:2021-04
  Bezpieczeństwo maszyn – Elektroczułe wyposażenie ochronne – Część 1: Wymagania ogólne i badania
  
  
• PN-EN ISO 3691-4:2020-10
  Wózki jezdniowe – Wymagania dotyczące bezpieczeństwa i sprawdzanie – Część 4: Wózki jezdniowe bez operatora i ich systemy
  
  
• ISO/TS 15066:2016
  Specyfikacja techniczna: Robots and robotic devices – Collaborative robots

Warto zaznaczyć, że w przypadku kluczowej z wymienionych wcześniej dyrektyw, tj. maszynowej, Komisja Europejska planuje aktualizacje, które wynikają m.in. z postępu technologicznego, w tym związanego z modularyzacją maszyn i rozwojem Przemysłu 4.0. Zgodnie z informacjami branżowymi planowane są konsultacje i zastosowanie okresu przejściowego, po którym ma wejść w życie nowa dyrektywa maszynowa. Ma to nastąpić w 2024 roku.

Adam Tupacz SICK Kto dostarcza komponenty i systemy bezpieczeństwa maszynowego? Gdzie są one wykorzystywane? Zdecydowanie największa jest branża samochodowa. Do tego dochodzą aplikacje zrobotyzowane, prasy, linie produkcyjne, ostatnio autonomiczne platformy mobilne. Klienci kierują się jakością oraz wsparciem przed i po sprzedaży. Liczy się rozwiązanie problemu klienta i dobra współpraca. W Polsce działają głównie przedstawiciele producentów zagranicznych. Już nieliczni sprzedają przez dystrybutorów, bowiem liczy się bezpośredni kontakt z klientem. W ten sposób można zaoferować najlepsze rozwiązanie – dopasowane do potrzeb klienta. Dodatkowo producenci często wprowadzają własne, unikalne rozwiązania i technologie. Sprawia to, że czasem trudno porównać kilka produktów. Jednocześnie poszerzają oni swoją ofertę, aby móc dostarczyć kompleksowe rozwiązanie. Czy klienci szukają podzespołów, czy raczej kompletnych systemów, rozwiązań ich problemów technicznych? Klienci zawsze szukali rozwiązań. Dlatego sprzedając produkty, zawsze staraliśmy się zapewnić odpowiednie wsparcie techniczne. W przypadku wyrobów bezpieczeństwa podnosimy nasze kompetencje również w zakresie przepisów, aby i w tym obszarze móc pomóc naszym klientom. W ostatnich latach, oprócz produktów wprowadzamy na rynek gotowe systemy. Takimi są na przykład dedykowane rozwiązania do aplikacji współpracy człowieka z robotami. Łączą one w sobie kilka produktów, dedykowane oprogramowanie oraz pełną dokumentację. Ma to na celu ułatwienie integratorom zadania – i to się sprawdza. Stawiamy też mocno na rozwój usług – począwszy od oceny ryzyka, poprzez projekt, wykonanie i sprawdzenie. W ten sposób pokazujemy nasze kompetencje i umacniamy naszą pozycję jako firmy partnera od spraw bezpieczeństwa maszyn. Co zmienia się w ich technologiach? Wraz z popularyzacją rozwiązań Przemysłu 4.0, również urządzenia bezpieczeństwa ulegają nowym trendom. Objawia się to np. wprowadzaniem interfejsu IO-Link do celów diagnostycznych. Większość popularnych sieci przemysłowych ma swój „wariant bezpieczny”, jednak tego typu interfejs dostępny jest tylko w bardzo zaawansowanych urządzeniach – np. laserowych skanerach bezpieczeństwa oraz programowalnych sterownikach bezpieczeństwa. W tym zakresie zainteresowanie klientów cały czas rośnie. Jednak proste urządzenia bezpieczeństwa, jak czujniki, kurtyny czy wyłączniki, jeszcze długo zostaną w tradycyjnej formie. Jak wygląda dzisiaj znajomość przepisów przez klientów? Znajomość przepisów dotyczących bezpieczeństwa maszyn, w tym dyrektywy maszynowej oraz norm zharmonizowanych, jest tak różnorodna, jak przekrój naszego rynku. Z pewnością rośnie świadomość dotycząca potrzeby oraz wymogów dotyczących produkowania i użytkowania bezpiecznych maszyn, a to powoduje potrzebę poznawania przepisów. Klienci coraz częściej zainteresowani są szkoleniami w tym zakresie. Coraz częściej w firmach powoływane są też osoby, których zadaniem jest właśnie koncentrowanie się na tych kwestiach. Jest to pewnego rodzaju specjalizacja i nie mam tu na myśli działów BHP, a osoby z działów UR lub projektowych. Wydaje się, że jest to dobre podejście, aczkolwiek, jak łatwo przewidzieć, możliwe tylko w większych zakładach.

Czujniki zbliżeniowe i optyczne

Najnowsze badania polskiego rynku czujników przeprowadzone zostały przez nas latem 2021, a więc w czasie, gdy koniunktura w branży znacznie polepszyła się w stosunku do 2020 roku. Jeżeli nawet okres pandemiczny był dla części przedsiębiorców trudny, to dzisiaj negatywnych nastrojów z tym związanych nie widać. Ponad 90% respondentów określiło koniunkturę jako dobrą lub bardzo dobrą. Jest to stan bardzo podobny do tego odnotowanego w 2015 i niewątpliwie też wynik pozytywny, zważywszy na wydarzenia ostatnich kilkunastu miesięcy.

Jak w skali mikro, a więc pojedynczych przedsiębiorstw, wyglądał omawiany okres? Część biorących udział w badaniu stwierdziła, że COVID-19 nie miał wpływu na rynek, a czujniki „były, są i będą potrzebne”. Podobna wielkościowo grupa była przeciwnego zdania – pojawiły się tu stwierdzenia dotyczące spadku popytu i aktywności rynkowej. Aczkolwiek zmiany in minus były raczej okresowe, dotyczące typowo dwóch, góra trzech kwartałów zeszłego roku, później nastąpiła poprawa.

Rok 2021 przyniósł znaczące wzrosty sprzedaży – na tyle duże, że skutkowały one wydłużaniem się terminów realizacji zamówień przez wielu dostawców. W części firm oferujących czujniki występowały lub nadal występują problemy produkcyjne oraz logistyczne. „Obecnie kluczowym czynnikiem dla klienta jest dostępność” – stwierdził jeden z respondentów. Po stronie popytowej sytuacja jest stabilna, poprawia się. Projekty, jeżeli nawet były stopowane, wróciły do realizacji, zaś zdaniem niektórych respondentów wzrosty aktywności przemysłowej są dzisiaj bardzo dynamiczne. A wszystko to napędza również branżę czujników.

Popularne rodzaje czujników

W automatyce wykorzystywanych jest wiele typów czujników zbliżeniowych, które różnią się budową, parametrami i funkcjonalnością oraz innymi cechami. Zanim przejdziemy dalej, poniżej krótkie omówienie najpopularniejszych z nich:

Czujniki indukcyjne

Wersje indukcyjne to w branży maszynowej i przemyśle jedne z najpopularniejszych elementów pomiarowych. Bazują one na wykorzystaniu obwodu rezonansowego ze znajdującą się od frontu czujnika cewką. Zbliżenie elementu metalowego powoduje zmianę amplitudy oscylacji, zaś sygnał ten kierowany jest do przerzutnika oraz obwodów wyjściowych. Omawiane czujniki zapewniają dużą odporność na warunki środowiskowe, mogą pracować w obszarach brudnych i zapylonych, a także w środowiskach agresywnych chemicznie (zależnie od wykonania). Ich zasięgi działania (strefy robocze) wynoszą typowo kilka milimetrów.

Elementy pojemnościowe

Czujniki pojemnościowe mogą wykrywać elementy niemetalowe (szkło, tworzywa sztuczne, drewno, itd.), do tego cechują się dużą odpornością na zaburzenia ESD. Z tych powodów wykorzystywane są nie tylko do detekcji obiektów, ale też obecności i kontroli poziomu substancji płynnych oraz sypkich. Większy zakres detekcji niż dla wersji indukcyjnych oraz brak konieczności stosowania elementów metalowych to z jednej strony zalety, z drugiej zaś cechy uniemożliwiające pomiary np. przez ścianki z tworzyw sztucznych czy szklane. Sprawiają one także, że czujniki pojemnościowe są bardziej podatne na zakłócenia pracy spowodowane wpływem zabrudzeń czy zapylenia.

Czujniki optyczne (fotoelektryczne)

Czujniki stosowane są m.in. do wykrywania obecności, zliczania, określania cech geometrycznych, kontroli opakowań i zadań związanych z zapewnianiem bezpieczeństwa. Ich zaletami są m.in.: duża rozdzielczość, spory zasięg detekcji oraz krótki czas reakcji/pomiarów, natomiast głównymi wadami – wrażliwość na zanieczyszczenia i cechy optyczne obiektów. Stąd też wyposażane są one w elementy polepszające jakość detekcji, szczególnie w przypadku konieczności wykrywania obiektów silnie odblaskowych oraz przezroczystych. Stosuje się też rozwiązania zmniejszające podatność na zaburzenia pomiarów spowodowane czy to światłem zewnętrznym, czy też zmieniającym się tłem.

Czujniki fotoelektryczne stanowią najbardziej zróżnicowaną grupę spośród omawianych. Zaliczają się do nich zarówno czujniki standardowe, szczelinowe, światłowodowe, jak też precyzyjne wersje laserowe oraz umożliwiające pomiary odległości. Do zaawansowanych funkcjonalnie czujników optycznych należą ponadto elementy wizyjne.

Wersje ultradźwiękowe, magnetyczne

W omawianych zastosowaniach stosowane są też, choć już mniej powszechnie, czujniki ultradźwiękowe. W tym przypadku podstawowa zasada działania jest analogiczna do znanej z czujników fotoelektrycznych, przy czym zastosowanie ultradźwięków pozwala m.in. na wykrywanie obiektów przezroczystych oraz pomiary odległości. Tego typu czujniki są typowymi elementami detekcyjnymi w przemysłowych pomiarach poziomu.

W przypadku detekcji na niewielkie odległości swoje miejsce w automatyce znalazły też czujniki magnetyczne (często bazujące na wykorzystaniu efektu Halla). Charakteryzują się one dużą odpornością na wibracje, zabrudzenia i mogą pracować w wysokich temperaturach. Ich przykładowymi zastosowaniami są: zliczanie liczby obrotów, wykrywanie pozycji tłoka w siłownikach oraz wykrywanie w systemach kontroli dostępu.

Przede wszystkim przemysł

Odbiorcami czujników są zarówno producenci różnego rodzaju maszyn i urządzeń, jak też szeroko rozumiany przemysł produkcyjny (odbiorcy końcowi oraz integratorzy systemów). Uzyskiwane wyniki są dosyć podobne do siebie, zaś różnice w obrębie danych kategorii w kolejnych latach – kilkuprocentowe. Niezmiennie dominują tu: przemysł produkcyjny, w szczególności spożywczy i motoryzacyjny, branża maszynowa oraz sektor związany z windami i podnośnikami. W dalszej kolejności pojawiały się też inne sektory – np. automatyka bramowa, ochrona środowiska czy aplikacje specjalne. Można tu mówić o tzw. długim ogonie, bowiem zastosowań elementów pomiarowych jest wiele, a one same są elementami uniwersalnymi aplikacyjnie.

Tym, co w sposób nadrzędny wpływa na rozwój rynku czujników zbliżeniowych, jest sytuacja w przemyśle, sektorze produkcji maszyn oraz liczba nowych inwestycji i trwających modernizacji. Z jednej bowiem strony czujniki zbliżeniowe, podobnie jak elementy do pomiarów temperatury, ciśnienia i parametrów fizykochemicznych, stanowią podzespoły regularnie wymieniane, na które w przemyśle jest stały popyt, z drugiej zaś – o wzrostach zapotrzebowania decydują inwestycje w przemyśle oraz rozwój branży maszynowej. Dzisiaj, po pandemii każdy z czynników popytowych jest istotny, przy czym najmniej znaczącym są prawdopodobnie: budowa nowych zakładów przemysłowych i innych obiektów. Tutaj można raczej założyć, że złota era rozwoju rynku już przeminęła. Niemniej jednak i producenci maszyn, i odbiorcy końcowi tworzą dzisiaj silny popyt, co jest korzystne dla sektora produkcji i dystrybucji czujników zbliżeniowych.

Rozwój branży wspiera też Przemysł 4.0 i wymogi związane z cyfryzacją produkcji. Dane, które przesyłane są w sieciach i przetwarzane w systemach zarządczych, niezmiennie mają swój początek w maszynach oraz instalacjach produkcyjnych. Chcąc rozwijać się w kierunku cyfrowym, firmy muszą bazować na różnorodnych elementach i systemach pomiarowych, w tym czujnikach zbliżeniowych (najchętniej z interfejsami cyfrowymi).

Grupa liderów bez zmian

Na koniec analizy kilka słów o dostawcach branżowych. Jeżeli chodzi o popularne na rynku marki, to sytuacja jest tu niezmienna w stosunku do lat poprzednich. Przedsiębiorstwami, które są najlepiej kojarzone, rozpoznawalne na naszym rynku są firmy o długich tradycjach działalności, głównie producenci niemieccy oraz dalekowschodni.

Liderami rozpoznawalności, jeżeli chodzi o czujniki indukcyjne, są Balluff, Sick oraz Omron – ze szczególnym wskazaniem na pierwszego z producentów. Dobrze znanymi markami są też m.in.: Turck, ifm electronics, Sels oraz Pepperl+Fuchs. W zakresie elementów fotoelektrycznych pierwsze miejsce rankingu zajął Sick, drugie przypadło firmie Omron. Sytuacja jest analogiczna jak w poprzednim badaniu z 2019 roku. Pewną zmianą jest natomiast dalsze miejsce Balluffa, bowiem poprzednio był on na pozycji ex aequo z Omronem. Podobnie jak w przypadku czujników zbliżeniowych, również tutaj istotnymi markami są ifm electronics oraz Pepperl+Fuchs, do tego popularne są: Panasonic, Keyence, Datalogic, Leuze i Autonics. Przedstawiana statystyka jest inna niż w przypadku czujników indukcyjnych, w szczególności można wskazać na istnienie większej liczby dobrze rozpoznawalnych na rynku i wśród polskich automatyków marek.

Przetworniki położenia i silniki skokowe

Enkodery i inne przetworniki położenia to podzespoły stosowane w przemyśle od wielu lat. Są one powszechnie wykorzystywane w maszynach, układach automatyki i różnorodnych systemach mechatronicznych. Dzisiaj, wraz z rozwojem elektroniki oraz wzrostem potrzeb związanych z popularyzacją Przemysłu 4.0, zyskują one nowe możliwości i funkcje cyfrowe. W analizie wspólnie omawiamy silniki skokowe, których domeny zastosowań – szczególnie w przypadku mniejszych maszyn i urządzeń – są podobne do tych związanych z przetwornikami położenia.

Rynek krajowy w liczbach

W ostatniej dekadzie koniunktura w omawianych branżach podlegała istotnym zmianom. Statystyki z nią związane publikowaliśmy regularnie w magazynie APA oraz informatorze IRA. Należy tu zauważyć, że ostatnie lata cechowała dobra sytuacja na rynkach i tak było też podczas najnowszego badania – pomimo pandemii i jej skutków gospodarczych. Oceny sytuacji były zdecydowanie pozytywne, jedynie zdaniem 12‒13% osób ulegała ona pogarszaniu się. Według reszty zmian nie było (około 50%), zaś 1/3 respondentów stwierdziło, że koniunktura się poprawia.

W ankietach tradycyjnie umieszczamy prośbę o oszacowanie wartości rynku krajowego. Tym razem średnia rocznej sprzedaży w krajowej branży przetworników położenia wyniosła od 23 do 27 mln zł (zależnie od ujęcia w statystyce wartości skrajnych), zaś podawane przez respondentów szacunki zawarły się w przedziale od 12 do 100 mln zł. Dla silników średnia wyniosła 7‒8 mln zł przy podawanych wartościach od 5 do 10 mln zł rocznie.

Odnosząc powyższe oszacowania do tych publikowanych w poprzednich analizach, można mówić o wzrostach. Rynek przetworników pozycji poprzednio szacowano na kwoty wynoszące kilkanaście mln zł, natomiast silników – około 5‒6 mln zł. Należy jednak zaznaczyć, że wszystkie informacje bazują na relatywnie niewielkich próbach, które nie spełniają wymogów analiz statystycznych – są to jedynie oszacowania stanowiące przybliżenie stanu rzeczywistego.

Mateusz Nowakowski OEM Automatic Do jakich branż trafiają silniki krokowe, gdzie używa się ich w przemyśle? Silniki krokowe najczęściej są wykorzystywane w aplikacjach, gdzie istotna jest informacja o położeniu w czasie rzeczywistym. Właściwie dobrane silniki i sprawna mechanika zapewniają bezawaryjną pracę, a jednocześnie informację o pozycji części wykonawczej maszyny – pomimo pracy w otwartej pętli sprzężenia zwrotnego. Popularne jest wykorzystanie silników krokowych w ploterach poligraficznych, maszynach pakujących i etykietujących, systemach pomiarowych, urządzeniach medycznych, tanich obrabiarkach metalu czy ostatnio zyskujących na popularności drukarkach 3D. Ogólnie rzecz biorąc, w każdej aplikacji, gdzie wymagane jest bardzo dokładne pozycjonowanie, kontrola prędkości i momentu obrotowego przy małej prędkości, można wykorzystać tego typu produkty. Jednocześnie należy pamiętać, że w przypadku przeciążania silnika krokowego może dojść do "gubienia kroków". System sterowania po prostu zakłada, że napęd wykonał obrót o zadany kąt. Rozwiązaniem jest zapewnienie sygnału sprzężenia zwrotnego – np. z enkodera inkrementalnego. Dzięki silnikom krokowym możemy budować tanie urządzenia, w których ważne jest przemieszczenie elementów o konkretny kąt bądź na zadaną odległość. Zapewniają one dużą powtarzalność pracy takiego urządzenia w porównaniu do zwykłych silników DC pracujących w oparciu np. na wyłącznikach krańcowych. Kto jest odbiorcą silników krokowych? Czy są to producenci maszyn czy może klienci końcowi? Jakie są możliwe problemy użytkowe? Silniki krokowe, z racji ich zastosowań, kupują głównie producenci maszyn i urządzeń. Ponieważ dobrze dopasowany silnik pracuje bezawaryjnie wiele lat, sprzedaż serwisowa jest na marginalnym poziomie. Najczęstsze awarie silników krokowych polegają na ich mechanicznym zużyciu lub uszkodzeniu. Zwykle problemem po latach jest zatarcie łożysk. Inną powszechną awarią jest źle dobrana maksymalna siła bocznego nacisku na oś silnika, przez co uszkodzeniu ulega oś rotora. Klienci końcowi bardzo rzadko decydują się na zakup samego silnika krokowego, ponieważ poza zasilaczem konieczne jest zastosowanie dedykowanego kontrolera. Taki odbiorca oczywiście się zdarza, ale mówimy tutaj o świadomych konstruktorach, którzy wiedzą, jak wykorzystać zalety silnika krokowego i mają odpowiednią wiedzę, jak nim sterować.

Popularni dostawcy produktów

Można stwierdzić, że już od lat najbardziej rozpoznawalnym w kraju producentem przetworników położenia jest Kübler. Wyniki ostatniego badania również potwierdziły dominację tej firmy. Producent oferuje przetworniki położenia, liczniki i pokrewne wyroby, które znaleźć można zarówno w krajowym oddziale, jak też w firmach dystrybucyjnych (m.in. Astat, Impol-1, dystrybutorzy katalogowi). Drugą pozycję zajął, podobnie jak w latach poprzednich, niemiecki Sick – dostawca czujników i urządzeń pomiarowych, w szczególności fotoelektrycznych. Ważnymi markami są ponadto (zestawienie alfabetyczne): Balluff, Baumer, Lika, Heidenhain, Pepperl+Fuchs, Posital Fraba, Siko, Turck. W praktyce oferentów przetworników położenia jest nawet więcej, co uwidacznia się w ofertach firm dystrybucyjnych.

Jeżeli chodzi o dostawców silników skokowych, to tutaj również zróżnicowanie jest dosyć duże. Jednocześnie trudniej wskazać lidera, bowiem jako popularnych wytypowanych zostało kilku producentów. Zaliczyć do nich można przede wszystkim: Sanyo Denki (firma ma u nas lokalny oddział, jej produkty dostarczane są też przez dystrybutorów), FAULHABER, WObit (jedyny producent krajowy), Nanotec, Fastech, Kinco, JVL, Emis, Siemens, Oriental Motor. Różnice w stosunku do poprzednio publikowanych przez nas zestawień są niewielkie i wiązać je można raczej z niewielką próbą badawczą niż realnymi zmianami na rynku.

Ważne dla klientów czynniki

Przygotowując opracowanie, przeanalizowaliśmy zmiany preferencji zakupowych klientów w ciągu ostatniej dekady. Zarówno w przypadku przetworników położenia, jak też dla silników krokowych można mówić o utrzymywaniu się wysokiego poziomu wymagań w zakresie parametrów i cech produktów, a także istotności cech związanych z jakością i niezawodnością produktów. Pomiędzy nimi znajdują się wymogi dotyczące ceny. W tym przypadku można mówić o tendencji spadkowej (erozja cen) – i to pomimo nieznacznych wzrostów wskazań dla 2020 roku. Wymienione wskazania dominują (zawierały się w przedziale 60‒90%), co wskazuje na ciągłe poszukiwanie przez odbiorców produktów o dobrych parametrach i dopasowanych do ich potrzeb, a jednocześnie jakościowych i atrakcyjnych cenowo. Powyższemu towarzyszą relatywnie stałe wskazania dotyczące marek – utrzymują się one na poziomie czterdziestu kilku procent.

Perspektywy branżowe

Które z branż będących odbiorcami przetworników położenia i silników krokowych są perspektywiczne, jeżeli chodzi o najbliższe miesiące i lata? Tym razem połączyliśmy statystyki dla obydwu grup produktów, bowiem duża część wskazań respondentów pokrywała się. I tak głównym rynkiem zbytu powinien być ten związany z produkcją maszyn i urządzeń. Dotyczy to bardzo różnych wyrobów – od urządzeń precyzyjnych, poprzez popularną elektronikę konsumencką, urządzenia specjalistyczne, po różnorodne większe maszyny i automatykę przemysłową. Redakcja dodatkowo określiła kilka szczególnych obszarów, które wskazywali respondenci. Do takich należały m.in.: maszyny do drewna, pakujące, urządzenia dla branży spożywczej, papierniczej, drukarki 3D i naturalnie obrabiarki / maszyny CNC.

Niezmiennie wysoką pozycję w statystykach zajmują windy, podnośniki i dźwigi, gdzie stosowane są różnorodne przetworniki położenia (w szczególności enkodery). Do tego dochodzą aplikacje w branżach takich jak: motoryzacyjna, wojskowa oraz medyczna.

Są to zasadniczo te rynki, które już wcześniej dominowały w podobnych zestawieniach, przez co można podsumować, że zmian jakościowych nie należy się tu spodziewać. Występowały będą natomiast zmiany ilościowe, które będą wynikały ze zmieniającej się koniunktury w przemyśle i generalnie w gospodarce.

Systemy wizyjne

Pandemia nie spowodowała spustoszenia w sektorze związanym z dystrybucją i wdrażaniem systemów wizyjnych. Ich wykorzystywaniu sprzyjały m.in. potrzeby w zakresie ograniczania kontaktów międzyludzkich, a także wdrażania rozwiązań z obszaru cyfryzacji przemysłu. Przedstawiamy skrótową analizę dotyczącą omawianych produktów.

Zastosowania systemów wizyjnych

Główną motywacją do wdrażania czujników, kamer i systemów wizyjnych są wymogi związane z zapewnianiem jakości produkcji, weryfikacją komponentów, ich opakowań czy też sprawdzaniem kompletności oraz położenia produktów. Drugą grupę zastosowań tworzą te dotyczące kontroli procesów wytwarzania i transportowania towarów – przykładowo w obszarze odczytu kodów QR na produktach. W części branż (np. spożywcza, farmaceutyczna) ma to dodatkowo charakter wymuszony przepisami. Zastosowania kamer związane są też z innymi procesami w produkcji dyskretnej oraz ciągłej, aczkolwiek przypadki te są rzadsze.

Oceniając omawianą statystykę pod względem dynamiki zmian w ostatnich latach, należy w szczególności wskazać na wzrosty w przypadku kategorii systemy zrobotyzowane, której udział nieustannie zwiększał się już od początku zeszłej dekady. W mniejszym stopniu przyrosły zastosowania w systemach pakujących, dla pozostałych kategorii wskazania pozostały na dosyć stałym poziomie.

Zdaniem respondentów redakcyjnej ankiety, którymi w omawianym obszarze są przede wszystkim dostawcy komponentów systemów wizyjnych, największe grupy ich klientów stanowią odbiorcy końcowi – głównie firmy produkcyjne oraz integratorzy systemów. Część produktów trafia do firm OEM, czyli producentów maszyn i urządzeń, którzy wykorzystują rozwiązania wizyjne w swoich produktach dostarczanych klientom końcowym.

Podczas każdego badania rynku pytamy o to, czy omawiane produkty sprzedają się samodzielnie, czy w kompletacjach i systemach. Można sądzić, że dominuje drugi typ sprzedaży, choć przewaga odpowiedzi, przynajmniej jeżeli chodzi o prezentowaną statystykę, jest niewielka. Różna jest również złożoność tworzonych systemów wizyjnych. W części przypadków są to większe układy z kilkoma kamerami i komputerem przemysłowym, które stosowane są do automatycznej kontroli produktów, pomiarów oraz do stwierdzania występowania bardziej złożonych wad. W wielu aplikacjach systemem wizyjnym będzie jednak pojedyncza kamera z oświetlaczem lub nawet czujnik wizyjny, które będą kontrolowały pozycję i obecność produktów, pozwalały na ich liczenie i sortowanie, wykrywały podstawowe rodzaje defektów produkcyjnych czy też służyły do odczytu kodów i etykiet. Możliwości takie mają dzisiaj wysoce kompaktowe urządzenia inteligentne, w tym czujniki wizyjne.

Rynek po okresie COVID-19

Wpływ pandemii koronawirusa na rynek systemów wizyjnych był zróżnicowany. Opinie respondentów były zarówno skrajnie negatywne – np.: COVID-19 -bardzo utrudnił projekty, -zahamował inwestycje w systemy wizyjne, ale też zasadniczo pozytywne jest bez zmian, wpływa w umiarkowanym stopniu- czy też firmy wstrzymały inwestycje, ale zainteresowanie systemami wizyjnymi nie spadło drastycznie-. Gros odpowiedzi wskazywał na występowanie obydwu czynników łącznie, aczkolwiek z przewagą zmian pozytywnych. Przykładowo jeden z odpowiadających stwierdził, że koronawirus wpłynął na rynek -zarówno stagnacyjnie (lockdown), jak i aktywizacyjnie (wzrost liczby aplikacji robotycznych)-. Zdaniem innego odpowiadającego pandemia zwiększyła zapotrzebowanie na urządzenia bezkontaktowe.

Można zauważyć, że tym, co sprzyjało automatyzacji procesów, były zmiany związane z koniecznością ograniczania kontaktów międzyludzkich. -Kryzys ogranicza inwestycje, ale jednocześnie zachodzi postęp w automatyzacji, tak aby zminimalizować liczbę operatorów. COVID-19 negatywnie wpłynął na branże automotive, pozytywnie na mniejsze i średnie zakłady produkcyjne, które z pomocą robotów i systemów wizyjnych chcą ograniczyć zatrudnienie-. Finalnie, powołując się na kolejnego z respondentów, można podsumować, że pandemia wpłynęła na omawianą branżę podobnie jak na sektor robotyki przemysłowej wzrosło zapotrzebowanie na systemy kontroli jakości, zwiększające bezpieczeństwo produktów-.

Pomimo korzystnych komentarzy przytoczonych powyżej, ogólne oceny sytuacji w branży były jednak gorsze niż w latach poprzednich. Liczba ocen -słaba- wzrosła blisko dwukrotnie, jednocześnie znacząco spadła liczba wskazań -bardzo dobra-. Obecne wyniki przypominają te z 2013 roku. Warto też zauważyć, że pandemia nie wpłynęła znacząco na konkurencję w branży. Średnio 2/3 respondentów oceniło, że jest ona silna, co jest rezultatem podobnym do tych z lat poprzednich.

Wartość rocznej sprzedaży systemów wizyjnych, co obejmuje zakres produktów od czujników, poprzez kamery, do urządzeń do przetwarzania danych oraz oprogramowania, wynosi pomiędzy 55 a 75 mln zł (zależnie od ujęcia wartości skrajnych). Liczby te podajemy na bazie szacunków respondentów, które wynosiły od 15 do ponad 200 mln zł. Wyliczone kwoty są nieco wyższe niż te z badania sprzed dwóch lat i znacząco wyższe niż w badaniach wcześniejszych. Ze względu na niedużą liczbę wskazań nie można ich jednak traktować jako statystycznie wiarygodnych, a jedynie jako zgrubne przybliżenie stanu rzeczywistego.