Meer doen met het 3D model

Waarom het voor jobbers belangrijk is aan te haken bij Model Based Definition

Jobbers worstelen nogal eens met Model Based Definition. Hun werkprocessen zijn nog niet optimaal ingesteld voor produceren zonder de papieren 2D tekening. En hun klanten zitten in meerdere industrieën, waardoor ze met verschillende native CAD-formaten moeten werken. Toch kunnen ze de MBD-trend niet negeren. De nieuwste oplossingen helpen daarbij.

Mikrocentrum brengt het MBD Solutions Event dit jaar onder ineen nieuw beursconcept: 3D Production Days, samen met RapidPro, Virtual (R)evolution en het Smart Maintenance Congres. Een terechte stap, vinden Bas Verschuren, consultant bij Siemens Digital Industries Software, en Ivo van Berkel, Sales Director Benelux bij Dassault Systèmes Nederland. Zowel Virtual en Augmented Reality als 3D printen gebruiken het 3D model als vertrekpunt. Als je over single source of truth in de productiepraat, heb je het over het 3D model. “Als je dat in de hele keten integreert, kun je snel van engineering naar manufacturing en service komen”, zegt Ivo van Berkel waarbij hij de cirkel van 3DProduction Days rond maakt.

Waarom machine-industrie zo laat is

De uitrol van Model Based Definition en het 3D model verrijkt met PM-data (Product Manufacturing Information) heeft in de Benelux vaart gekregen sinds ASML enkele jaren geleden aankondigde de 2D tekening hiermee te vervangen. Dat is eigenlijk niks nieuws: in de defensie-, vliegtuig- en automobielindustrie wordt al veel langer zo gewerkt. Vaak verplichten OEM’s hun toeleveranciers op hetzelfde platform te werken. Het moeilijke aan de manier waarop de waardeketens in de machinebouw zijn georganiseerd, is evenwel dat er veel kleinere spelers meedoen die vaak direct of indirect toeleveren aan meerdere OEM’s. En in tegenstelling tot de andere drie sectoren, is de verscheidenheid aan CAD-software in de machinebouwindustrie groot. Dat maakt het lastig voor jobbers om het voordeel te maximaliseren. “De grootste voordelen behaal je namelijk als de hele keten met dezelfde applicatie werkt. Als een keten gestandaardiseerde software gebruikt, kun je het 3D model downstream gebruiken voor CAM en het programmeren van CMM meetmachines. Dan is de businesscase snel rond. Is dat niet het geval, dan is het voor toeleveranciers moeilijker om een harde businesscase te maken”, zegt Bas Verschuren. Hij ziet wel machinebouwers die veel productie in eigen huis hebben overstappen naar MBD.

Het 3D model wordt steeds meer de rode draad door alle maakprocessen, niet alleen additive manufacturing

Conversie blijft lastig

Met de huidige software is een foutloze conversie van het ene native format naar het andere nog niet mogelijk. Ook bij de conversie via STEP 242 gaan annotaties in het 3D model verloren. Voor het programmeren van meetmachines is dit niet problematisch; deze software kan al deels geautomatiseerd meetprogramma’s maken met deze data. Om met de PMI data en het 3D model productiemachines te programmeren, wordt dan echter moeilijker. Bovendien dwingt MBD zowel de toeleverancier als de engineer vaak om werkwijzen aan te passen. Daarom vinden jobbers het nog steeds lastig om MBD te gebruiken, meent Ivo van Berkel. “Hoe dichter je tegen een of twee grote opdrachtgevers aanzit, des te meer toegevoegde waarde MBD biedt.”

Maak- en geometrie data scheiden

Ivo van Berkel ziet de software-ontwikkelaars wel stappen maken om de uitwisselbaarheid te verbeteren. Een goede oplossing vindt hij het scheiden van de geometrie en MBD-data. “Als de MBD-data als externe data worden meegeleverd, dan is de uitwisselbaarheid al beter. Je ziet dat pakketten als Inventor en SolidWorks de info wel kunnen openen als de maakinfo los bij het model zit. Waar het fout gaat in de uitwisseling, is bij de feature tree, daar worden andere benamingen gebruikt.” Bij Siemens wijst Bas Verschuren op het gebruik van viewers, ofwel de gratis JT viewer ofwel de betaalde versie van NX viewer die meer functionaliteiten biedt. Hiermee kan men 2D aanzichten afleiden van het MBD-model. Met een meer uitgebreide NX licentie kan men sneller een 2D tekening afleiden, maar dit proces moet wel gezien worden als een ‘tussenoplossing’”, zegt hij hier wel bij. ASML onderzoekt momenteel of er een 3D model met annotaties kan worden aangeleverd waarbij het gemakkelijker wordt om daar 2D aanzichten van af te leiden.

Dassault Systèmes heeft begin dit jaar een LCA tool in de 3D design software geïntegreerd.

Acceptatie op langere termijn

Zowel bij Siemens als Dassault Systèmes ziet men dit nadrukkelijk als een tussenoplossing. Op langere termijn zal de acceptatie van MBD en PMI groter worden, zullen méér OEM’s hiermee gaan werken en zullen jobbers aanhaken. MBD en PMI bieden namelijk ook voor Tier 3 en 4 toeleveranciers voordelen. De digitale continuïteit is het belangrijkste voor alle partijen in de waardeketen. Je hebt niet langer twee bestanden, een 3D model en de juridisch bindende 2D tekening, maar nog slechts één 3D model. “ASML is bijvoorbeeld zeker dat de late wijzigingen in een model bij de jobber terecht komen”, geeft Ivo van Berkel het voordeel hiervan aan. Er bestaat - in principe althans - ook eenduidigheid over hoe het onderdeel gemaakt moet worden. “De informatie is eenduidig en realtime”, aldus Van Berkel. Dit laatste vergt wel iets van de engineers: zij moeten een 100% eenduidige definitie van maakgegevens aan het model toevoegen. “Die mag niet interpreteerbaar zijn.” Nieuwe software, zoals automatische tolerantiecontrole, gaat eraan bijdragen dat er minder fouten in modellen zullen voorkomen, geeft Bas Verschuren een ander voorbeeld hoe MBD toeleveranciers helpt. “MBD is een enabler om de volgende stap te maken.” Hij verwacht dat OEM’s toe zullen gaan naar regelgebaseerd engineeren, bijvoorbeeld door toleranties van bepaalde features vast te leggen in regels. Dat zal de maakbaarheid van de componenten verbeteren. Ook een first article inspection report kun je straks eenvoudiger afleiden uit het 3D model, wat lastiger is vanuit een 2D tekening. Reviewprocessen zullen veranderen. Kleinere toeleveranciers kunnen op termijn dus wel degelijk voordelen boeken met Model Based Definition. “Het heeft echter tijd nodig; ook omdat de man aan de machine misschien zijn proces anders moet inrichten”, meent Bas Verschuren. Daarom is het belangrijk dat jobbers voor wie MBD misschien nog niet direct grote voordelen oplevert, meegaan. Ga op zoek naar de voordelen die het kan bieden. Het automatiseren van programmeerwerk zou een voordeel moeten zijn. De Siemens consultant realiseert zich dat de switchkosten naar andere CAM software vaak hoog lijken te zijn. Maar begin ermee, ook omdat komende jaren een jonge generatie de maakindustrie instroomt die wel gewend is met 3D modellen te werken.

Ontdek de oplossingen

Tijdens 3D Production Days tonen Siemens en Dassault Systèmes de oplossingen om met MBD en PMI te werken, compleet geïntegreerd maar eveneens de tools waarmee jobbers voor zichzelf een tussenoplossing kunnen creëren. Siemens demonstreert hoe het met Augmented Reality digitaal werkinstructies voor een assemblagewerkplek genereert. “Ook dat leiden we af van het 3D model”, zegt Bas Verschuren, die verder het evenement aangrijpt om met bezoekers in gesprek te komen over wat zij missen in de oplossingen voor MBD. Bij Dassault Systèmes ligt de nadruk op het 3D Experience platform, waar alles - inclusief simulatie op basis van het 3D model - samen komt. “Afhankelijk van je ambitieniveau kan een partij hier meer of minder mee doen”, zegt Ivo van Berkel. Ook nieuwe engineering tools als generative design, topologie optimalisatie en zelfs het slicen van een CAD-model om te kunnen 3D printen, komt aan bod. “We laten zien hoe wij naar de wereld kijken en hoe we op het 3D Experience platform de hele keten integreren, zodat iedereen vanuit een single source of truth werkt”, zegt Ivo van Berkel.