生產制造商總是在尋求提高能源效率方法，因為它可以有效的改善他們的盈虧線。在這方面投入精力并獲得成功的生產制造商，很少有孤軍奮戰的。他們從機械和設備的建造者、原始設備制造商等合作伙伴那里獲得幫助。無論是開發一個簡單亦或是復雜的機械，優化的設計對于制造商都非常關鍵：不僅僅能更高效的運行，更快的適應市場的變化，還能整合上下游的運營。通過借力機電一體化設計工具和可擴展、合理精簡的自動化解決方案，原始設備制造商能夠開發出他們的客戶所需要的可持續的、能源利用效率較高的系統。

　　利用機電一體化設計工具

　　機電一體化是一種多學科的設計方法，依賴于運動設計軟件和產品的協同應用。利用這種方法，機械、電氣和控制工程師可以很容易的通過虛擬建模來分析、仿真、優化和選擇運動控制系統。

　　這些數字仿真幫助工程師在設計階段的早期就能夠發現問題。而且，工程師能夠在熟悉的環境下輸入設計信息，理解他們的設計決定是如何影響整個系統的，這就使得他們能夠快速地評估各種設計替代方案，并選擇其中最合適的方案。

　　例如，看看車庫門生產制造商最近的處境。電氣工程師通過仿真運動應用，發現其驅動正運行在90%附近。他自然會想到：“哇，我正在使用幾乎所有的力矩。我選擇的馬達是正確的型號。”然而，機械工程師往往會選擇過大的齒輪箱，帶動皮帶輪將旋轉轉變為線性功率。

　　當工程師利用機電一體化設計工具，對實際應用重新進行仿真，分析運動并從頭開始創建應用的時候，他們往往需要去問自己：“如果僅僅移動車庫門，需要多少能源?”提煉出那些我們認為要實現該目標所需要的所有步驟，也就是說他們不需要測量如果運行一個低效的齒輪箱到底需要多少能源。軟件建議使用低額定功率的線性驅動馬達。由于馬達的額定功率轉換為更大的驅動力，因此減小了馬達的尺寸，從而消除了由于一系列的超大和不必要的部件所造成的能源損失。從總體上來講，應用的能源消耗量降低了一半。

　　機電一體化設計軟件可以讓工程師執行虛擬的設計審查，識別優化效率、性能以及尺寸機會，從而幫助原始設備制造商獲得機電一體化設計方法的所有收益。

　　然而在過去，為了選擇適當規模的系統部件所進行的分析，需要大量的時間，因此實際上證明，這是不可行的。但是現在，為了設計和建造一個更高效、性價比更高的機械所需要的信息觸手可及。而且，原始設備制造商能夠在虛擬的環境中找到性能限值，因此新的設計程序正在改變機械制造的前景。

　　程序將性能以及在設計、開發和交貨運輸階段所發生的全部費用都考慮進去，甚至在調試階段開始之前，這樣就可以為設計和一些持續性問題提供一種更快速、更高效的解決方案。

　　評估取舍

　　機電一體化設計程序也許能夠和三維機械CAD軟件配合，來對一些必須取舍的場合進行評估，比如：材料、尺寸和部件的性能以及可用的運動系統之間。這有助于原始設備制造商將機械建造的更小、更高效。

　　在過去，機械設備的尺寸是否合適，只有在機械制造完成后才能驗證。考慮替代方案所需要的時間不允許對其進行優化，因此機械經常被建造的過大。虛擬設計功能使機械制造商能夠在開始生產機械設備之前，在虛擬環境下分析機械解決方案。這加快了開發的進度，允許對設計方案進行優化。

　　比如，機電一體化設計軟件能夠分析機械運行一年所需消耗的能源成本——確定能源效率更高的產品能夠節省多少錢。軟件可以計算某運動軌跡下負載的重量：負載運行的距離有多遠，速度有多快。當用戶輸入每千瓦時的費用以及一年內機械的運行時間時，就可以計算出每個軸的能源消耗。

　　選擇一個旋轉馬達，每千瓦時能源的費用為11美分，每年運行50周，每周工作5天，每天工作8小時。該旋轉馬達的運行費用為315美元/每年每軸。如果將旋轉馬達切換為線性馬達，則其費用減低為200美元/每年每軸——這對于有成百上千個軸的機械來講，是一大筆節約。

　　可擴展性

　　由于過度設計和設計不足都會增加不必要的成本，因此機電一體化設計軟件，還可通過對設備進行適當的規模控制，幫助工程師節約時間和金錢。利用可擴展、規模控制適當的系統，能夠幫助原始設備制造商以一種經濟、高效的設計方式來滿足最終用戶不同的需求。

　　設計中的可擴展性，主要是提供一種可以在各種機械上——無論是復雜的還是簡單的——運行的平臺，從而滿足廣泛的應用需求。可擴展性能夠降低業主的總體成本，因為它使原始設備制造商能夠在廣泛的機械上使用單一設計環境。它們還能復用代碼和人機界面面板， 以及在不同系統間使用最優實踐。這可以節約設計、開發、調試以及售后的維護時間。

　　比如，Janda公司，一家專注于生產電阻焊機的原始設備制造商，由于實施了可擴展的控制方案，獲得了諸多的好處。該公司通過實施可擴展的自動化解決方案，將設計時間降低了25%，調試時間降低了25%，安裝時間降低了30%，將公差從八分之一英寸降低到萬分之一英寸，將控制面板的尺寸降低了50%，整體的維護時間也減少了。

　　通過實施可擴展的控制方案，獲得了更高的效率和穩定性，Janda公司能夠滿足每一個最終用戶的控制要求。最終用戶也從降低浪費、能源消耗和維護成本的降低中獲益。最終用戶也能通過擴展設備來滿足日益增長的需求，而不需要重新培訓員工，也不需要重新對設備進行編程。