De Digitale Tweeling voor de industriële Machinebouw
De wereld wordt digitaal. Dit verandert niet alleen hoe we werken, leren of winkelen; het verandert ook hoe producten worden gemaakt. Zelfs de kleinste machinebouwer moet in staat zijn om modulaire, aanpasbare, multi-functionele machines te ontwikkelen die toegespitst kunnen worden op de vraag van de consument.
Dit vereist een hoge mate van flexibiliteit, wat problemen kan veroorzaken voor hergebruik van data. De eisen die voor elke machine worden gesteld zijn dan namelijk klant specifiek en veranderen elk project in een custom ontwerp met een seriegrootte van 1.
Hoe kunnen machinebouwers dit niveau van flexibiliteit bereiken zonder de kosten te verhogen?
Hiernaast moeten industriële machinebouwers hun klanten, nog voor de machine wordt geleverd, tonen hoe het zal werken en integreren met andere systemen. Op deze manier kunnen ze aantonen dat hun ontwerp de hoge ROI (Return On Investment) en lage TCO (Total Cost of Ownership) kan halen waar de productiebedrijven naar op zoek zijn. Ook moeten ze aan steeds meer wetgevingen voldoen die betrekking hebben op de volledige levenscyclus van een machine, van energieverbruik tot aan kosten voor uiteindelijke recycling. Hierbij moet alles goed gedocumenteerd worden zodat ten alle tijden kan worden aangetoond dat aan de relevante wetgeving is voldaan.
Dit alles kost veel tijd, tijd die machinebouwers niet hebben omdat ze te maken hebben met concurrentie van over de hele wereld die proberen om dezelfde machines sneller en goedkoper te leveren.
Geïntegreerd proces
Om met deze druk van klanten, concurrenten en wetgeving om te gaan, hebben ze geïntegreerde tools nodig die het werken in silo’s voorkomen. Er is simpelweg geen tijd om een machine te ontwerpen, bouwen en inbedrijf te stellen in afzonderlijke opeenvolgende stappen door verschillende afdelingen. Zo’n sequentieel proces is niet alleen traag; je loopt hierbij ook het risico informatie te verliezen en fouten te introduceren op elk moment dat data van de ene afdeling naar de andere gaat.
De ontwerpen zelf worden steeds complexer. Ze hebben vaak sensoren die de prestaties en output van de machine kunnen monitoren en zijn samen met andere machines onderdeel van 1 uniform productiesysteem. Die complexiteit heeft invloed op het fysieke ontwerp. Je kan het je niet veroorloven om aan het einde van een project tijd te verspillen aan het opnieuw ontwerpen van een onderdeel of samenstelling omdat de draden en kabels niet correct kunnen worden aangesloten. Of wanneer je eenmaal de fysieke machine aan het testen bent, is het veel te laat om te ontdekken dat de besturingssoftware geen rekening houdt met de mechanische limieten.
Digitale Tweeling
Met zoveel software, automatisering en elektronica in moderne machines is voor een goed ontwerp een mechatronisch ontwerpplatform nodig dat veel meer kan dan enkel omgaan met het mechanische CAD ontwerp. Om bepaalde problemen op te lossen is het noodzakelijk om met meerdere disciplines tegelijk te kunnen werken. De oplossing ligt in nieuwe digitale technologieën die een digitale draad van informatie creëren tussen alle afdelingen die bij een project betrokken zijn en door elke fase van de productlevenscyclus heen loopt: vanaf de initiële eisen, door het ontwerp, productie, inbedrijfstelling, levering en het uiteindelijke onderhoud van de machine.
Deze vorm van digitalisering laat je een digitale representatie maken van de slimme, verbonden, custom machine die de klanten eisen: De ‘Digitale Tweeling’. Deze digitale tweeling gaat veel verder dan enkel een 3D CAD ontwerp en maakt gebruik van de nieuwste technologieën en tools voor bijvoorbeeld:
- Elektro-mechanisch ontwerpen
- Topologische optimalisatie
- Virtuele inbedrijfstelling
- Simulatie
- Additive Manufacturing
- Virtual Reality
De voordelen van digitalisering kunnen oplopen tot een aanzienlijke toename van de productie, het creëren van meer (en efficiëntere) machines met dezelfde middelen en het verlagen van de kosten of het verhogen van de output tegen dezelfde kosten. Zie het als een soort digitale productiviteitsbonus. Investeren in de volgende generatie ontwerptools die nodig zijn om machines op maat te maken, is de manier om concurrenten te overtreffen die niet zo snel kunnen handelen of niet precies kunnen leveren wat klanten willen, waardoor u een loyaal klantenbestand krijgt.
