Модульная конструкция не-стандартного автоматизированного оборудования может значительно повысить эффективность проектирования, снизить производственные затраты, сократить циклы поставки и повысить ремонтопригодность оборудования. Ключевые этапы включают функциональный анализ и разделение модулей (например, модули функций процесса, модули передачи энергии, модули управления, модули структурной поддержки), проектирование стандартизированных модулей (стандартизация размеров, стандартизация интерфейсов, стандартизация производительности), а также создание библиотеки модулей и системы управления (создание базы данных модулей для записи 3D-моделей, технических параметров и т. д.).
Методы реализации включают модульность механических структур (комбинированная конструкция рамы, конструкция механизма быстрой-смены, применение модуля движения, быстрый интерфейс функциональной головки), модульность электрических систем (проектирование распределенного ввода-вывода, стандартные спецификации проводки, предварительно собранные жгуты проводов, модульные шкафы управления) и модульность программных систем (программирование функциональных блоков, модель состояния оборудования, библиотека шаблонов HMI, параметрическая конфигурация).
Проблемы внедрения и меры противодействия включают в себя баланс первоначальных инвестиций с долгосрочными выгодами (амортизация затрат на разработку модулей за счет 3–5 проектов), конфликт между стандартизацией и настройкой (принятие стратегии «стандартизация основного модуля + настройка периферийных устройств»), проблемы совместимости модулей (установление строгого механизма управления версиями) и изменение мышления проектировщиков (содействие этому посредством обучения, проверки дизайна и механизмов стимулирования). Оценки выгод показывают, что эффективность НИОКР снижается на 30-50%, производственные затраты - на 15-25%, трудозатраты - на 20-35%, циклы поставок - на 40-60%, повышается удобство обслуживания (время диагностики неисправностей и замены запасных частей сокращается более чем на 50%), накапливаются знания.
Будущие тенденции развития включают применение технологии цифровых двойников, проектирование с помощью искусственного интеллекта-, совместную работу на облачных платформах и технологию адаптивного интерфейса.