Vijf trends in productontwerp om dit jaar in de gaten te houden

Door: Olivier Helterlin, vice-president Sales Frankrijk, Benelux en Zwitserland, PTC

Technologie ontwikkelt zich razendsnel en als engineer moet je dat maar zien bij te houden. Wie in productontwerp zit moet weten dat hij of zij in de pas loopt met de nieuwste mogelijkheden en trends. Of het nu gaat om optimaal te profiteren van de mogelijkheden die additive manufacturing of de digital twin hebben te bieden. Of hoe de samenwerking kan worden verbeterd om tot beter ontwerpproces te komen. Daarom de vijf belangrijkste trends in productontwerp die engineers in 2019 tegen zullen komen.

Digital twin & digital thread

De termen ‘digital twin’ en ‘digital thread’ zijn al een tijdje in omloop, maar dit jaar zullen de meeste engineers beide concepten elke dag in actie zien. De digitale definitie van een product wordt gecombineerd met het fysieke gedrag van het product in het veld. Fabrikanten krijgen een volledig digitaal informatieoverzicht van het product gedurende de gehele levenscyclus. Dit overzicht en inzicht kunnen worden gebruikt om het productontwerp te verbeteren, ervoor te zorgen dat aan alle wettelijke en beveiligingsvoorschriften en -regels wordt voldaan, en om de efficiency en het onderhoudsgemak te verbeteren. Met de feedback van het product kunnen technici eindelijk met hun producten ‘praten’ en antwoord krijgen op de brandende vragen die zij hebben: hoe goed werkt het product nu in de praktijk? Of: welke functies en kenmerken van het product gebruiken klanten nu daadwerkelijk? Met de digitale informatie – de digital thread – die ze terugkrijgen wordt de digital twin vervolmaakt en wordt voor engineers de productlevenscyclus gesloten.

Geen scheiding engineering en productie

Fabrikanten realiseren zich steeds meer dat engineering en productie langs elkaar heen werken. Engineering geeft pas informatie door aan de productie wanneer het ontwerp is afgerond en komt met wijzigingen in het ontwerp na de implementatie van die wijzigingen. Dit klinkt helder. Maar wachten op de voltooiing van het ontwerp – als deel van de werkzaamheden van engineering in de productlevenscyclus – levert veel vertraging op bij het voorbereidende werk van de productie. Daar komt bij dat kleine veranderingen door engineering grote gevolgen kunnen hebben voor de productie. Met geautomatiseerde productieplanning krijgt het productieteam vroegtijdig inzicht in – en beschikken ze altijd over de laatste productinformatie. Hierdoor wordt de ‘time-to-market’ verkort en verminderen de kosten die met aanpassingen gepaard gaan.

Additive manufacturing is een volwaardige productietechniek voor functionele componenten. Hier een component vervaardigd met behulp van ‘binder jetting’. (Foto: HP) 

Augmented reality & visualisatie

De manier waarop ontwerpers het product visualiseren, is sterk geëvolueerd. Van 2D-tekeningen op papier tot 3DCAD-modellen op een scherm – ontwerpers zijn altijd op zoek naar een eenvoudigere manier om een product nauwkeurig te bekijken voor het tot een prototype komt. Augmented reality (AR) is de volgende stap. AR is een natuurlijkere vorm van interactie met een product dan 2D en 3D, omdat het een context geeft aan het product en aan data. Met AR is het mogelijk om de digitale weergave aan een fysiek object toe te voegen nadat het is geproduceerd; om de configuraties van het product te vergelijken in de loop van zijn ontwikkeling: of dat nu ‘as-designed’, ‘as-built’, ‘as-manufacturing’ of ‘as-service’ is. Met AR kan een nieuw product op ware grootte worden gevisualiseerd in een echte omgeving, zoals op de fabrieksvloer. Zodra de AR-weergave beschikbaar is, kunnen belanghebbenden met de gegevens aan de gang: ze kunnen ‘onder de motorkap’ kijken en het product bekijken op manieren die met 2D- of 3D-visualisatie niet goed mogelijk zijn. Of het nu wordt gebruikt voor serviceprocedures, instructies voor productiewerk of verkoop en marketing om nieuwe productopties of toevoegingen aan bestaande producten te promoten, met AR is het eenvoudiger dan ooit om producten tot leven te brengen.

Additive manufacturing

In de afgelopen jaren zijn 3D-printtechnologieën de grenzen van prototypetechniek gepasseerd. Met recht kan van additive manufacturing worden gesproken, dankzij de voor industrieel gebruik noodzakelijke bereikte kwaliteit en schaalbaarheid. De technologische trend is de hype voorbij en toont tastbare voordelen in uiteenlopende gebruiksscenario’s, variërend van ultralichte hoogwaardige onderdelen voor vliegtuigen tot kostenbesparende grootschalige aanpassing van consumentenproducten. Complete sectoren, zoals gehoorapparaten en tandheelkundige implantaten, maken al voor bijna 100% gebruik van 3D-printen.

Het werkelijk radicale potentieel van additive manufacturing ligt echter in de digitale transformatie van het proces van productengineering en productie. Voorbij zijn de ontwerpbeperkingen van conventionele productiemethoden, het dure en tijdrovende organiseren van de productieomgeving voordat zelfs maar één onderdeel kan worden geproduceerd. Voorbij zijn de uitdagingen van het beheer van de toeleverketen en logistiek.

Vanwege deze voordelen wordt additive manufacturing de optimale productietechnologie in steeds meer situaties, ondanks de nog steeds hoge kosten voor materiaal en machines. Productie van kleine volumes tijdens de introductie van een nieuw product, dupliceren van moeilijk te bestellen reserveonderdelen, lokale productie in opkomende markten – het zijn maar een paar voorbeelden van de voordelen die additive manufacturing kan opleveren. Zelfs voor onderdelen met een lagere complexiteit. En nieuwe technologieën, zoals ‘binder jetting’ bij metaal, kunnen de productiesnelheid en efficiëntie nog verder verhogen.

Jaar van de app

Ons leven wordt al jaren beheerst door apps op onze smartphones en tablets. Vrijwel elk bedrijf dat klanten een service biedt, heeft een app: of het nu Facebook is of je bank. Maar voor het grootste deel zijn deze apps afkomstig uit de ‘business-to-consumer’-sfeer. In 2019 zullen we zien dat ook ‘business-to-business’ meer apps beschikbaar zullen komen. Met apps voor hun bedrijfssystemen hebben fabrikanten snel en eenvoudig toegang tot belangrijke product- en bedrijfsgegevens, in een makkelijk te begrijpen vorm. Sensorinformatie die van het product in het veld richting fabriek gaat, kan worden verbonden met apps die zo snel en eenvoudig aan de behoeften aangepaste real-time informatie kunnen leveren. Een andere manier waarop AR kan worden gebruikt: met AR-apps kunnen wereldwijde teams ontwerpen of prototypen snel gezamenlijk bekijken. De mogelijkheden van zakelijke apps zijn eindeloos en ze stellen gebruikers in staat om snel en eenvoudig een systeem te starten dat van oudsher aan een desktop vastzat.