Product- en procesontwerp - de digitale methode

Hoe moeten fabrikanten die gedigitaliseerde productie willen omarmen hun product- en procesontwerp benaderen?

Stelt u zich dit scenario voor: u bent een fabrikant die een nieuw product wil ontwikkelen en in een nieuwe lijn moet investeren om het te produceren. U hebt gelezen over de voordelen van digitalisering en wilt graag een meer hightech-benadering gebruiken. Waar begint u?

Als u een nieuw product ontwikkelt en een nieuwe productielijn nodig hebt, is het eerste uitgangspunt dat productontwerp het procesontwerp bepaalt en niet andersom. Het tweede is dat beide parallel plaatsvinden, waardoor de time-to-market in een digitale fabriek wordt verkort.

Wat is het grote idee?

Alle partners in het project - machine- en lijnbouwers, OT- en IT-technici, automatiserings- en integratiespecialisten - moeten weten wat u probeert te bereiken met het product, welke eigenschappen het moet hebben en welke factoren de ontwikkeling ervan stimuleren. Pas dan kunnen ze de juiste oplossing aanbevelen. 

U moet ook vaststellen welke processen nodig zijn om dit product te fabriceren. Verdeel dit in een reeks afzonderlijke stappen. De uitdaging is dat dit moet worden benaderd als een meerlaagse procedure - zowel de cyberprocessen als de fysieke processen moeten worden gespecificeerd. Overweeg welke connectiviteit u nodig hebt tussen elk van de productieprocessen en welke data u nodig hebt voor traceerbaarheid, kwaliteitscontrole en fabrieksmonitoring. Dit geeft uw projectpartners inzicht in hoe de machines met elkaar moeten worden verbonden om de gewenste resultaten te bereiken.

Virtuele visualisatie

Zodra de vereisten duidelijk zijn, kan een zogeheten digital twin van de fabrieksindeling worden gemaakt. Deze virtuele replica simuleert het productieproces, waardoor fabrikanten het risico van projecten kunnen verlagen en kostbare fouten kunnen voorkomen en verkort aanzienlijk de benodigde bouw- en testtijd. Dit is vooral een voordeel bij automatisering, waarbij snelheid en betrouwbaarheid cruciaal zijn. Met digital twins worden fouten in de virtuele wereld gecorrigeerd, waardoor in de echte wereld tijd en kosten worden bespaard.

Tegenstrijdige eisen in evenwicht brengen

In dit stadium worden iteratieve tests uitgevoerd. Soms zijn productaanpassingen noodzakelijk om een efficiënte productie te garanderen. Denk bijvoorbeeld aan een creatief gevormde drankenverpakking, die opnieuw moet worden ontworpen voor een soepele verwerking op de lijn. Een digitaal proces maakt snelle aanpassingen en tests mogelijk, versnelt besluitvorming en verbetert de levensvatbaarheid van producten.

Samenwerking is cruciaal

Het is niet alleen het product dat mogelijk moet worden aangepast, maar ook het proces, om wijzigingen van het productontwerp te ondersteunen en lijnprestaties te optimaliseren. Uw IT-provider kan mogelijk wijzigingen op digitaal niveau aanbrengen, maar weet niet noodzakelijkerwijs of dit haalbaar is in de echte productieomgeving. Dit is waar de OT- en automatiseringspartners waarde toevoegen - door data en inzichten te leveren die het mogelijk maken om te begrijpen hoe het systeem zich in de praktijk zal gedragen.

Neem bijvoorbeeld een grijper voor een robotcel. Een lichtere grijper verbruikt minder energie en kost minder, maar heeft mogelijk niet de kracht en precisie van een zwaardere grijper. Door samen te werken moeten uw projectpartners verschillende prestatieparameters in een virtuele omgeving kunnen testen om het optimale ontwerp te bepalen. Zo worden kostbare fouten in de praktijk voorkomen en de time-to-market verkort.

Digital twins blijven bruikbaar

Zodra het product en het proces digitaal zijn gevalideerd, implementeren OT-experts en machinebouwers deze in de echte wereld. De digital twin blijft echter ook na deze fase nuttig:

• Deze geeft een real-time beeld van het fysieke systeem.
• Hiermee kunnen fabrikanten nieuwe materialen, ingrediënten of gereedschappen testen in een veilige digitale omgeving.
• Het ondersteunt voorspellend onderhoud en energiebeheer.

Door continue monitoring optimaliseren fabrikanten de activiteiten proactief, in plaats van te reageren op storingen.

Projecten voor nieuwe of bestaande fabrieken

Bijhouden van trends

• Multinationale bedrijven standaardiseren steeds vaker hun engineering- en ontwerpmethoden.
• Digital twins maken een consistente replicatie van productieprocessen op verschillende locaties in de wereld mogelijk.
• Gedeelde data zorgt voor efficiëntie, kwaliteit en afstemming tussen verschillende regio's.