De digital twin voor industriële machinebouw

De wereld wordt steeds digitaler. Dit verandert niet alleen de manier waarop we werken, leren of winkelen, maar ook de manier waarop producten worden gemaakt. Zelfs de kleinste machinebouwer moet in staat zijn om modulaire, aanpasbare en multifunctionele machines te ontwikkelen die kunnen worden afgestemd op de vraag van de consument.

Dit vereist een hoge mate van flexibiliteit, wat problemen kan opleveren bij het hergebruik van gegevens. De eisen voor elke machine zijn namelijk klantspecifiek, waardoor elk project een maatwerkontwerp wordt met een serieomvang van 1.

Hoe kunnen machinebouwers dit niveau van flexibiliteit bereiken zonder de kosten te verhogen?

Bovendien moeten industriële machinebouwers hun klanten, nog voordat de machine wordt geleverd, laten zien hoe deze zal werken en hoe deze in andere systemen kan worden geïntegreerd. Op deze manier kunnen ze aantonen dat hun ontwerp de hoge ROI (Return On Investment) en lage TCO (Total Cost of Ownership) kan realiseren waar productiebedrijven naar op zoek zijn. Ze moeten ook voldoen aan steeds meer wetgeving met betrekking tot de volledige levenscyclus van een machine, van energieverbruik tot eventuele recyclingkosten. Alles hieromtrent moet goed gedocumenteerd zijn, zodat te allen tijde kan worden aangetoond dat aan de relevante wetgeving is voldaan.

Dit alles kost veel tijd, tijd die machinebouwers niet hebben omdat ze moeten concurreren met concurrenten van over de hele wereld die proberen dezelfde machines sneller en goedkoper te leveren.

Geïntegreerd proces

Om deze druk van klanten, concurrenten en wetgeving het hoofd te bieden, hebben ze geïntegreerde tools nodig die werken in silo’s voorkomen. Er is simpelweg geen tijd om een machine in afzonderlijke, opeenvolgende stappen door verschillende afdelingen te ontwerpen, te bouwen en in bedrijf te stellen. Zo’n sequentieel proces is niet alleen traag; je loopt hier ook het risico dat er informatie verloren gaat en fouten worden geïntroduceerd op elk moment dat gegevens van de ene afdeling naar de andere gaan.

De ontwerpen zelf worden steeds complexer. Ze zijn vaak uitgerust met sensoren die de prestaties en output van de machine kunnen monitoren en maken samen met andere machines deel uit van een uniform productiesysteem. Die complexiteit heeft invloed op het fysieke ontwerp. Je kunt het je niet veroorloven om aan het einde van een project tijd te verspillen aan het herontwerpen van een onderdeel of assemblage omdat de draden en kabels niet correct kunnen worden aangesloten. Of wanneer je de fysieke machine test, is het veel te laat om te ontdekken dat de besturingssoftware geen rekening houdt met de mechanische beperkingen.

Digitale tweeling

Met zoveel software, automatisering en elektronica in moderne machines is een mechatronisch ontwerpplatform nodig voor een goed ontwerp dat veel meer kan dan alleen het mechanische CAD-ontwerp afhandelen. 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 informatiestroom creëren tussen alle afdelingen die bij een project betrokken zijn en die door elke fase van de productlevenscyclus loopt: van de initiële vereisten, via het ontwerp, de productie, de inbedrijfstelling, de levering en uiteindelijk het onderhoud van de machine.

Deze vorm van digitalisering stelt u in staat om een digitale weergave te creëren van de slimme, verbonden, op maat gemaakte machine waar klanten om vragen: de ‘Digital Twin’. Deze digitale tweeling gaat veel verder dan alleen een 3D-CAD-ontwerp en maakt gebruik van de nieuwste technologieën en tools voor bijvoorbeeld:

• Elektromechanisch ontwerp
• Topologische optimalisatie
• Virtuele inbedrijfstelling
• Simulatie
• Additieve productie
• Virtual Reality

De voordelen van digitalisering kunnen leiden tot een aanzienlijke productiestijging, waardoor met dezelfde middelen meer (en efficiëntere) machines kunnen worden gebouwd en de kosten worden verlaagd of de output bij dezelfde kosten wordt verhoogd. 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 in te halen die niet zo snel kunnen handelen of niet precies kunnen leveren wat klanten willen, waardoor u een loyaal klantenbestand opbouwt.

Benieuwd wat een digitale tweeling voor uw bedrijf kan betekenen? Neem contact met ons op voor meer informatie over de mogelijkheden.