blog

Machines bouwen begint en eindigt digitaal

Manufacturing

Als er één sector is die de gevolgen ondervindt van de digitalisering, dan is het wel de machinebouw. Machines moeten meer op maat worden gemaakt en sneller worden geleverd. Door de toenemende toepassing van sensoren worden machines daarnaast complexer. Al deze ontwikkelingen zorgen ervoor dat het belangrijker is dan ooit dat afdelingen met elkaar samenwerken, zodat er een goede afstemming is tussen de ontwerp-, bouw- en gebruiksfase van een machine.

Machines bouwen begint en eindigt digitaal

Digitalisering biedt echter ook een oplossing voor deze uitdaging; digitale tweelingen vormen de ideale brug tussen deze fases.

Vier ontwikkelingen

De manier waarop producten (en dus ook machines) worden ontworpen en geproduceerd verandert snel. Grofweg gaat het om vier ontwikkelingen:

  1.   Machinebouwers krijgen vaker de vraag van hun klanten om modulaire, aanpasbare, multifunctionele ontwerpen te leveren. Deze flexibiliteit maakt het moeilijk om ontwerpen te hergebruiken.
  2. Er komt steeds meer wet- en regelgeving; van energiebesparing tijdens het gebruik tot de uiteindelijke kosten van hergebruik, recycling of vernietiging.\
  3. De time-to-market wordt steeds korter. Machinebouwers moeten in staat zijn om ontwerpen sneller dan ooit te bouwen en te leveren om te kunnen concurreren met nieuwe low-cost leveranciers van over de hele wereld.
  4. Ontwerpen worden steeds complexer door de toepassing van sensoren die de machineprestaties en -uitvoer bewaken.

Een vraag die hoog op de agenda staat bij veel machinebouwers is: hoe kunnen we voldoen aan deze veranderende eisen, zonder de kosten te verhogen? De samenwerking tussen verschillende afdelingen speelt hierin een belangrijke rol. Traditioneel is het ontwerpen, bouwen en in bedrijf stellen van een machine de verantwoordelijkheid van verschillende afdelingen. Deze oude silo’s tussen afdelingen kunnen machinebouwers zich echter niet veroorloven. De scheiding van processen en afdelingen zorgt niet alleen voor vertragingen, maar ook voor een risico op fouten en verlies van informatie.

Digitale tweeling

Een brug tussen deze afdelingen kan worden geslagen door een digitaal ontwerpplatform, dat tegenwoordig veel meer omvat dan mechanische CAD. De nieuwe generatie design-tools zorgen ervoor dat meerdere disciplines met elkaar kunnen samenwerken en biedt ondersteuning voor modellering, mechatronica, simulatie, testen en prestatievalidatie.

Met software kan er een complete digitale weergave gemaakt worden van een ontwerp. Deze digitale tweeling of digital twin zorgt ervoor dat ontwerpideeën snel gevalideerd kunnen worden. Er is namelijk niet alleen te zien hoe een ontwerp eruit gaat zien, maar ook hoe het zal werken. Dit wordt gedaan met behulp van op natuurkunde gebaseerde interactieve simulaties van gewrichten, actuatoren, beweging, botsgedrag en andere dynamische en kinematische eigenschappen.

De ‘digital twin’ is daarna meteen te gebruiken omdat nieuwe machines al verkocht kunnen worden voor de bouw begint. Zodra de verkoop rond is, kan een digitale kopie van de echte machine overhandigd worden aan de klant, zodat deze zich kan voorbereiden op de installatie en integratie met bestaande systemen. De machineleverancier gebruikt ondertussen de digital tweelingen om nieuwe machines sneller te bouwen en met minder fouten of vertragingen.

Digital twin na productieproces

De digital twin heeft ook toegevoegde waarde na het productieproces. Fabrikanten kunnen heel nauwkeurig inzien hoe een machine in de fabriek zal werken. Hierdoor kunnen ze ook de nodige after-sales ondersteuning te leveren. Daarnaast kan het streamen van informatie van sensoren in de machines een kans bieden om later verbeteringen aan te brengen. Door voorspellend onderhoud te leveren kan de merkwaarde aanzienlijk verbeteren.

Nieuw bedrijfsmodel

In een volgende stap kan de ‘digital twin’ zelfs leiden tot een geheel nieuw bedrijfsmodel. De machinebouwer kan niet alleen de machine leveren maar ook bijbehorende consulting-oplossingen bieden. Deze consulting kan bestaan uit diagnose op afstand, softwareonderhoud en procesoptimalisatie. Hierdoor ontstaat er een complete oplossing voor een productielijn in plaats van alleen de levering van de machine.

De voordelen van digitalisering kunnen zorgen voor een aanzienlijke toename van de productie, het creëren van meer (en efficiëntere) machines met dezelfde middelen en lagere kosten. En het helpt machinebouwers precies te leveren wat klanten willen, waardoor de klantrelatie verbetert. Door digitalisering ontstaan er dus meer eisen aan machines en uitdagingen voor de machinebouwer, maar tegelijkertijd zorgt het ook voor veel nieuwe kansen en oplossingen. Wanneer digitalisering zelfs volledig wordt omarmd binnen de organisatie kan het ervoor zorgen dat de klantrelatie beter wordt dan ooit.

Frans Adamowicz, Solutions Director for Industrial Machinery & Heavy Equipment industry bij Siemens PLM

Reageer op dit artikel