Zonder ervaring van de vakman geen goede PMI data

Model Based Definition tilt de vakman aan de productie- en meetmachines naar een hoger niveau. Want de ontwerper kan alleen met de kennis en ervaring vanuit de productie de juiste PMI data toevoegen aan het 3D model.

MBD PROJECT VLAANDEREN

Dat verwachten docent-onderzoekers van drie Vlaamse hogescholen. Zij zijn vanuit de onderzoeksgroepen verbonden aan de bachelor opleidingen Ontwerp- en Productietechnologie van VIVES, Thomas More en Odisee gezamenlijk een project rond Model Based Definition gestart. Want ook kmo’s moeten mee in deze nieuwe wijze van maken.

Studenten van Odisee werken met het 3D Experience Works platform waarin ze de onderdelen ontwikkelen die ze zelf moeten maken op de CNC-machines.

Model Based Definition is niet nieuw. Desondanks bleek enkele jaren geleden uit een bevraging dat in Vlaanderen slechts zo’n 30 procent van de bedrijven ervan gehoord had of er iets mee deed. Dat laatste waren dan vooral enkele grote bedrijven. In de kmo’s, de kleinere en middelgrote ondernemingen, speelt het amper. “Terwijl wij wel het gevoel hebben dat dit de manier van werken wordt. Als je in de maakindustrie productietechnisch automatiseert, moet je duidelijk vaststellen hoe de eisen aan het product er uitzien. Om te automatiseren is dit een vereiste’, zegt Lieven Malfait, docent bij VIVES Hogeschool.

Kloof

Op dit vlak bestaat er een kloof tussen grote bedrijven, die vaak door de sector waarin ze opereren in de richting van MBD worden geduwd, en de kleinere ondernemingen, zegt collega-docent Geert Furniere. “In de luchtvaartindustrie heb je geen keuze, daar ligt alles vast. Veel kleinere bedrijven hebben echter hun eigen manier van werken, die worden niet richting eenduidigheid geduwd.” Deze bedrijven werken niet met één softwarepakket, vaak zijn er binnen één bedrijf al meerdere systemen omdat klanten met uiteenlopende systemen werken. Dat is een belangrijk verschil met bijvoorbeeld de luchtvaartindustrie. Hierdoor lopen juist kleinere bedrijven tegen belemmeringen aan, zoals het feit dat data niet gemakkelijk uitwisselbaar zijn tussen de verschillende pakketten. Specifiek voor de meetmachines hebben de docenten gemerkt dat sommige fabrikanten voor het inlezen van bepaalde data extra kosten in rekening brengen. Ook dat is een drempel.

Nog geen rijp verhaal

Geert Furniere ziet een parallel met de introductie van 3D CAD software enkele decennia geleden. “De softwareindustrie beloofde veel in mooie demo’s, maar het was geen rijp verhaal.” De kloof tussen de kmo’s en de grotere bedrijven dreigt daardoor groter te worden. Deze overbruggen is een van de ambities die de hogescholen met het project hebben. Daarnaast willen ze de jonge generatie engineers opleiden met MBD. Dat de hogescholen samenwerken, is uniek, zegt Koen Deprez, docent aan hogeschool Odisee. “Dat is een sterk punt van dit project. Net als het feit dat we dit zonder universiteit doen. We kijken naar de praktische kant en willen het dichtbij de werkomgeving houden.”

Uitwisselbaarheid

In de verkennende fase van het project, dat nog tot juni 2022 loopt, hebben de hogescholen de mogelijkheden van de bestaande software om met MBD te werken onderzocht. Daarbij ging het zowel om PMI data gebruiken voor het maken van programma’s voor CNC freesmachines, voor de meetprogramma’s en de assemblage, in de vorm van automatisch aan de hand van PMI data werkinstructies genereren. De grote belemmering om met MBD te werken, is volgens de onderzoekers de beperkte uitwisselbaarheid van data tussen pakketten onderling. “Zolang je binnen één productfamilie blijft, lukt het wel”, zegt Lieven Malfait. Vooral Siemens en PTC Creo lopen dan voor op de andere aanbieders. “Je krijgt echter problemen als je van systeem verandert.” De vertaalslag van native 3D CAD modellen met PMI naar een CAMpakket of de software voor een CMM, verloopt niet vlekkeloos omdat men eerst de data omzet naar een neutraal formaat en dan weer naar het formaat van de software waar men de volgende productiestap zet. Dennis Goossens, onderzoeker aan Odisee hogeschool: “Dan worden de problemen uitvergroot.” Hij ziet dit probleem niet op korte termijn verdwijnen. “De CAD-software evolueert vandaag de dag zo snel dat de neutrale formaten dit moeilijk kunnen bijhouden. Wij vrezen dat deze neutrale formaten nog wel een poosje nodig zullen blijven.” Eén standaard formaat voor alle CAD-software zou de ideale oplossing zijn. “Maar dat blijft een natte droom”, vult Lieven Malfait aan. Hij noemt neutrale formaten een

hulpmiddel, maar ze zijn niet de ideale manier van werken. “Er gaat veel energie verloren in het vertalen van het ene naar het andere pakket.”

Invloed grote partijen

Heeft MBD dan wel een toekomst? Immers, kleinere en middelgrote toeleveranciers blijven altijd klanten houden die met verschillende CADpakketten hun modellen maken. “De tijd die er overheen gaat voordat iedereen ermee werkt, zal langer duren”, meent Koen Deprez. Zeker als bedrijven een deel van hun werk uitbesteden, blijven ze problemen houden met de uitwisselbaarheid van de data, meent Kevin Sel, docent-onderzoeker aan Thomas More hogeschool. “Als grote bedrijven samen op de tafel zouden kloppen, zijn CAD producenten sneller geneigd te veranderen. De grotere hebben echter minder last van dit probleem omdat ze alles in eigen huis doen.” Koen Deprez: “Als bedrijven als Asco Industries en ASML zich samen zouden zetten en Europa meekrijgen, kan het rapper gaan.”

MBD in het onderwijs

Een ander onderdeel van het project is MBD integreren in het onderwijs. Hier kiezen de hogescholen elk voor hun eigen aanpak. Bij Odisee leren de studenten Ontwerp- en Productietechnologie in het tweede en derde jaar jaar te werken met CAD en PMI. Ze ontwerpen hun eigen motor die ze in het volgend studiejaar zelf moeten maken. Voor de productie van de onderdelen gebruiken ze zowel analoge als digitale technieken zoals CNCmachines. Bij die laatste lezen ze de PMI data uit en proberen zoveel mogelijk de machine automatisch te programmeren; bij de analoge machines gebruiken ze schermen waarop ze de modellen kunnen zien en roteren om er de data uit af te lezen. De laatste stap is het genereren van de meetprogramma’s. “Ook bij deze drie stappen gaan we data verzamelen om te zien waar het goed gaat en waar niet”, zegt Dennis Goossens. De Odisee studenten werken daarbij met het 3D Experience Works platform van Dassault Systèmes. Ook een deel van de teambesprekingen verloopt via het platform; net zoals ze hun bevindingen via het platform presenteren.

Ervaren medewerkers

Met deze stap van het 3D model met PMI naar de productie van de onderdelen wordt het belang van de vakmensen onderstreept. Die blijven nodig, ook in de digitale omgeving. “Onderschat niet wat aan vakkennis niet zichtbaar is, maar wel nodig om tot een goed product te komen. Zonder kan niet”, zegt Geert Furniere. Bovendien is die vakkennis nodig om als ontwerper tot een goed design met de juiste PMI data te komen, vult Lieven Malfait aan. “Alles staat of valt met een goed gedefinieerd model. De vakkennis moet in het CAD model worden gestopt.” De docent-onderzoekers zien het nog niet snel gebeuren dat de productie- en meetmachines volledig op basis van PMI data geprogrammeerd worden. Kevin Sel verwacht eerder dat door de uitrol van MBD de productiemedewerkers en de werkvoorbereiders in de maakbedrijven naar voren worden geschoven in het ontwerpproces. De ontwerper die de PMI data aan het 3D model toevoegt wordt weliswaar verantwoordelijk voor de correcte productie van het onderdeel, hij krijgt daarbij maakkennis aangereikt door de productie- en meetspecialisten. Daarom is het belangrijk dat ook de mensen aan de productiemachines en meetbanken kennis hebben van MBD CAD software, meent Koen Deprez. “Hun job wordt naar een hoger niveau getild.” Dennis Goossens verwacht zelfs dat de man aan de machine nog meer centraal komt te staan. “Ik denk niet dat we op een punt komen dat alles automatisch wordt gemaakt, de vakkennis van de mensen aan de machine staat toch centraal.”

De Vlaamse hogescholen presenteren een tussenstand van het project tijdens het MBD Solutions Event op 9 december. Samen met RapidPro, Virtual (R)evolution en Smart Maintenance vindt deze dag dit jaar plaats onder de vlag van 3D Production Days (8 en 9 december), dat de hele 3D waardeketen bijeen brengt (als onderdeel van de 3D Deltaweek). Locatie is Brainport Industries Campus in Eindhoven. MBD Solutions Event biedt de deelnemers vooral praktische oplossingen voor het werken met MBD en PMI. Deelname is gratis na registratie.