De digitale discussie begrijpen

Siemens PLM heeft een strategie om productie opnieuw uit te vinden door digitale informatie van concept, via ontwerp tot monitoring van de prestaties in het veld te combineren. Het is gemakkelijk om in de war te raken over wat dit allemaal betekent, maar enkele concrete voorbeelden en definities helpen het allemaal te verklaren.

INDIANAPOLIS — Er wordt veel gesproken over digitalisering in de maakindustrie. Siemens PLM is niet de enige die het heeft over digital twins en threads, cloud computing, big data, Industrial Internet of Things en agile manufacturing.

Het zou je vergeven kunnen worden als het een beetje vaag lijkt - de enorme omvang van de taak betekent dat het moeilijk is om er grip op te krijgen.

Elk bedrijf biedt zijn eigen visie. Grenzen verschuiven stroomopwaarts en omlaag naarmate PLM-bedrijven nieuwe mogelijkheden kopen of bouwen. Het doel lijkt te zijn om elke potentiële klant zo veel mogelijk one-stop-shopping aan te bieden. Siemens PLM volgt die aanpak zeker, zowel op grote als kleine schaal. Beiden waren te zien op de Siemens PLM Connections-conferentie 2017, die in mei 2017 in Indianapolis werd gehouden.

Met name één discussie en demonstratie deed alle buzz lijken, nou ja, minder buzz en meer echt.

Grote foto, digitale threads en tweelingen

"Er zijn een aantal ondersteunende technologieën die de manier waarop u over de digitale tweeling denkt veranderen", zei Tony Hemmelgarn, CEO van Siemens PLM, tijdens een keynote speech op de conferentie. Het concept van de digitale tweeling is een computerweergave van alle fysieke activa die voortdurend worden bijgewerkt met gegevens uit verschillende bronnen. Het doel is gericht op onderhoud, reparaties, updates en toekomstige ontwerpen.

Hoewel het concept misschien is begonnen met een product (in feite een vliegtuigmotor), benadrukte Hemmelgarn dat digitale tweelingen ook zowel productieprocessen als prestatiemodellen kunnen weerspiegelen - van bijna alles.

Hij bracht de sleuteltechnologieën onder in drie categorieën, wat voor mij heel logisch was en me hielp begrijpen hoe dit allemaal zou kunnen werken. De essentie van zijn boodschap was simpel, tools voor ideevorming, realisatie en gebruik.

Ideatie . Dit zijn bestaande en opkomende tools om producten 'tot leven' te brengen, in de woorden van Hemmelgarn, door de R&D- en ontwerpfase. Deze omvatten generatieve ontwerptechnologie, een modewoord dat zowel CAE-simulatie- als optimalisatietechnieken omvat waarmee computers een deel van het ontwerpwerk kunnen doen. Optimalisatie omvat topologie- en vormoptimalisatie, evenals multidomeinoptimalisatie of MDO. MDO zal van cruciaal belang zijn omdat elk product vandaag en in de toekomst zowel slim is, dat wil zeggen veel software, en is samengesteld uit mechanische, elektrische en mechatronische systemen. De recente aankoop van Mentor Graphics, het elektrotechnisch ontwerpbedrijf, laat zien dat Siemens denkt aan deze convergentie van ongelijksoortige disciplines.

Realisatie . Dit is de bundel tools die gebruikt wordt om het product daadwerkelijk te maken. Een spannende en opkomende tool is additive manufacturing, maar er gebeurt ook veel op het gebied van geavanceerde robotica en zelfs machine learning. Machine learning-technieken kunnen fabrikanten volgens het bedrijf helpen bij het optimaliseren van planning en besluitvorming, zoals supply chain management en zelfs elektriciteitsverbruik. Het combineren van additive manufacturing met robotica is de sleutel tot grotere onderdelen, en ook op dit gebied is er geen gebrek aan goede ideeën.

Gebruik . Dit is waar de echte waarde van big data-analyse, cloudtechnologie en kennisautomatisering samenkomt. Gegevens verzamelen via de cloud en vervolgens automatiseren hoe kennis uit ruis wordt gehaald door de opkomende big data-technieken toe te passen, was een van zijn thema's.

Wat Siemens PLM uniek maakt, is dat het moederbedrijf, Siemens AG, een van de grootste industriële conglomeraten ter wereld is. Het levert gasturbinemotoren, productieapparatuur en automatisering, evenals managementsoftware voor productieprocessen. Volgens hem kan het praktische technieken testen in veeleisende situaties, wat zowel een laboratorium als geloofwaardigheid biedt.

Het lijkt hen ook echt end-to-end te laten denken. Hoewel ze erkennen dat er een aantal leveranciers zijn voor zowel ideevorming als gebruik, "missen velen het middengedeelte", zei Hemmelgarn. “Iemand moet het maken en bouwen. We maken dingen en gebruiken onze eigen software om het te doen en we leren er veel van.” De Siemens Digital Enterprise Suite is het resultaat. Het bestrijkt negen verschillende segmenten van wat, naar zijn mening, een productiebedrijf moet gebruiken.

Toekomstige aanwijzingen van MFG

Een van de belangrijkste inzichten die CEO Hemmelgarn benadrukte, was dat digitale tweelingen op drie manieren komen, in sommige opzichten overeenkomend met de drie sleutelwoorden die hij gebruikte om zijn lezing te organiseren. Een daarvan is de digitale product-tweeling, passend bij Ideaation-tools. Een ander voorbeeld is de digitale productie-tweeling, het productieproces dat wordt gebruikt om het product te maken en past bij Realisatie. De derde is de digitale prestatie-tweeling, die overeenkomt met de reeks big data en analyses die worden gebruikt.

Het Siemens-team gaf ook een tastbaar voorbeeld van deze tools die werden gebruikt om One Aviation te helpen, een maker van kleine vliegtuigen voor algemene luchtvaart, waaronder een tweemotorige zeer lichte jet, of VLJ, genaamd de Eclipse EA500 en varianten. De CEO en oprichter van One Aviation, Alan Klapmeir, trad toe tot Jim Rusk, de chief technology officer en senior vice president van Siemens PLM. Klapmeir benadrukte het belang van alle drie de digitale tweelingen bij het vliegtuigbedrijf en hoe ze door het onderhoud van de digitale tweelingen beter konden plannen voor toekomstige upgrades.

Het paar doorliep vervolgens alle stappen die nodig waren om het ontwerp van de basis Eclipse te veranderen in een grotere versie, de Eclipse Canada. Een belangrijk punt bij vrijwel elk transportvoertuig, auto of vliegtuig, is hoe slim het moet zijn en hoeveel elektronica en bedrading moet worden opgenomen. Hemmelgarn ontging zelfs het feit dat hun aankoop van Mentor Graphics werd aangemoedigd door klanten die eisten dat Mentor Graphics-producten, met name het ontwerp van kabelbomen, compatibel zouden zijn met zowel Teamcenter als hun CAD NX-pakket.

Er zijn een aantal softwaretools gebruikt om digitale tweelingen te bouwen en te onderhouden voor product, proces en prestaties. De demonstratie omvatte simulatie van luchtstroom rond landingsgestellen om een ​​robot te programmeren die het vliegtuig zou bouwen, met andere robots die de koolstofvezelpanelen sonisch zouden inspecteren. Er was zelfs een demonstratie van een Stratasys-apparaat voor additieve fabricage dat was bevestigd aan een robot die een prototype neuskegel bouwde voor evaluatie op de Eclipse Canada.

Niet dat iemand verplicht is om alleen Siemens-tools te gebruiken . Hemmelgarn benadrukte dat een enkel Siemens-product misschien niet de voorkeursoplossing is, en soms ook niet. Het belangrijkste idee om mee te nemen is dat hier ten minste één versie is van hoe je dit opkomende paradigma voor productie kunt begrijpen.