Vat dit blogbericht samen met:
Meer dan 500 jaar geleden, toen Leonardo da Vinci experimenteerde met zijn vliegmachines, maakte hij schetsen en fysieke modellen voordat hij aan de slag ging met zijn meesterwerken. Zijn technieken legden de basis voor de moderne techniek. Later, in de 20e eeuw, automatiseerde de opkomst van computerondersteunde tekenprogramma's (CAD) het tekenproces voor ingenieurs, en CAD evolueerde naar computerondersteund ontwerp door 3D-modellering en productieplanning aan de softwaremogelijkheden toe te voegen. Nu, een stap verder, hebben we digitale tweelingen: dynamische en realistische computergebaseerde implementaties van bestaande systemen en apparaten.
Digitale tweelingenfungeren als de meest nauwkeurige replica's van fysieke objecten, waardoor wetenschappers en ingenieurs de mogelijkheden en haalbaarheid van hun ideeën kunnen testen voordat ze cruciale beslissingen in de praktijk nemen. Digitale tweelingen hebben de op vallen en opstaan gebaseerde engineering vervangen door systematische, wetenschappelijk onderbouwde engineering en optimalisatie.
Dankzij de vooruitgang in high-performance computing (HPC) kunnen we nu digitale tweelingen gebruiken om virtueel de handelsruimtes, de interactie en prestaties van componenten, en de werking en productieprocessen gedurende de levenscyclus van een systeem of apparaat te verkennen, ter ondersteuning van prestatiegericht onderhoud.
Digitale engineering is meer dan alleen geavanceerde technologie die data integreert door gebruik te maken van digitale vaardigheden. Het is de praktijk waarin nieuwe applicaties worden ontwikkeld en ontworpen.
Digitale engineering omvat het nut, de methodologieën en het proces van het creëren van nieuwe, complete digitale producten. Het maakt gebruik van technologie en data om toepassingen te verbeteren – of zelfs volledig nieuwe oplossingen te ontwikkelen.
In de hypercompetitieve, moderne technologische wereld zijn connectiviteit en sociale netwerken de norm. Consumenten zoeken waarde voor hun investering en zijn daarom actief betrokken bij het productontwerpproces om ervoor te zorgen dat het product aan de marktvraag voldoet. Digitaliseringvan de productie biedt geautomatiseerde maatwerkoplossingen, analytische simulaties en flexibele modellen om gepersonaliseerde productie aan consumenten te leveren.
Gelukkig beschikken de industrieën tegenwoordig over nieuwe technologieën zoals big data,cloud computing, mobiele technologie en IoT, die helpen om een digitale informatiestroom te creëren. Deze technologieën verbinden verschillende bedrijfssectoren, wat de bedrijfsvoering, samenwerking, kwaliteitsbeheer en producttraceerbaarheid ten goede komt. Dit is met name cruciaal in de lucht- en ruimtevaartindustrie, waar componenten complex zijn, hoge kwaliteit met nultoleranties vereist is en kostenbesparing van essentieel belang is.
Vanuit een technisch perspectief is modelleren enorm verbeterd en blijft het zich ontwikkelen. De oorspronkelijke 2D-modelleertechnieken zijn geëvolueerd naar 3D-modelleertechnieken, gecombineerd met analytische simulaties om de bruikbaarheid van de modellen onder diverse omstandigheden te bepalen. Geleidelijk aan zijn 3D-modellen nu printbaar met behulp van 3D-printing, door de combinatie van computerondersteunde fabricage (CAM) en vakkundig programmeren.
3D-printen heeft als resultaat additieve productietechnieken die zowel voor daadwerkelijke productie als voor prototyping toepasbaar zijn. Additieve productieprocessen sluiten het beste aan bij modelgebaseerde engineering (MBE) en digitale 3D-modellen.
Een voorbeeld hiervan is de Boeing 787 Dreamliner, waarvan de titanium onderdelen 3D-geprint zijn. Additieve productie maakt het mogelijk om nieuwe producten te creëren en is van grote invloed op het ontwerpproces, omdat complexe componenten eenvoudig gefabriceerd kunnen worden en het aantal assemblageonderdelen wordt verminderd.
Het is duidelijk dat digitale engineering de prestaties bij het uitvoeren van taken aanzienlijk heeft beïnvloed. Het biedt een breed scala aan voordelen op het gebied van kosten, veiligheid, kwaliteit en programmaontwerp. Daarom wordt aangenomen dat digitale engineering de marktpenetratie kan maximaliseren, waardoor producten beter geaccepteerd worden.
Dit is onlosmakelijk verbonden met de groeiende reputatie van de sector als het gaat om digitale engineering. Daarmee samenhangend zijn er talloze voordelen verbonden aan het gebruik van digitale engineering door ingenieurs, en die worden hieronder opgesomd.
1. Het gebruik van geavanceerde technologie bij de uitvoering van projecten draagt bij aan het vergroten van het vertrouwen in de projectresultaten, het verrijken van de kennis, het verlagen van de kosten en het minimaliseren van de risico's.
2. De samenwerkingsomgeving met mensen uit verschillende achtergronden wordt beschouwd als de beste oplossing voor de ontwikkeling en validatie van alle lopende projecten. Hierbij vormen de gedigitaliseerde systemen de kern van de projecten.
3. Dankzij digitale engineering kunnen ingenieurs het ontwerp zo efficiënt mogelijk plannen, waardoor de waarde van de activa wordt gemaximaliseerd.
4. Het is onmiskenbaar dat digitale engineering ook een rol speelt bij het identificeren en beperken van de gezondheid, risico's en veiligheid van al het bouwpersoneel en de activa.
5. Geavanceerde technologie is ook van groot belang voor het uitvoeren van snelle tests om virtueel oplossingen te bepalen, evenals voor bepaalde identificaties en validaties. Dit is tevens de beste oplossing voor de klanten.
Elektrische voertuigen
Elektrische voertuigen blijven de traditionele auto-industrie uitdagen door economische en milieuvriendelijke voordelen te bieden. Milieuorganisaties en de industrie zetten in op groene energie, en digitale technologie zal de meest haalbare oplossing zijn voor milieubescherming en energievoorziening.
Volgens de voorspelling zullen er in 2030 wereldwijd meer dan 125 miljoen elektrische auto's zijn. Deze voorspelling is gebaseerd op een groei van 54% ten opzichte van de circa 3,1 miljoen elektrische auto's in 2017. Met deze ontwikkeling zal digitale technologie een cruciale rol blijven spelen in de auto-industrie.
Ruimteschepen
SpaceX , een particulier bedrijf van Elon Musk, heeft een doorbraak in de ruimtevaart bereikt en contracten binnengehaald van overheidsinstanties en NASA. Het ontwerpen van een raket vereist een team van bekwame ingenieurs, avionica-experts en constructiespecialisten. De Falcon-raket, ontworpen door SpaceX, combineert productdatamanagementsoftware (PDM) en eindige-elementenanalyse (FEA), gecoördineerd door Siemens' Teamcenter-softwareoplossing. De complete SpaceX-systemen maken gebruik van NX-software, waarmee virtuele modellen van de Falcon-raket kunnen worden gemaakt en interfaces worden geboden aan ontwerpers en technische componenten. SpaceX heeft zijn activiteiten in de fabriek volledig gedigitaliseerd, van ontwerp tot productie en verwerking. Uiteindelijk heeft digitale engineering SpaceX tot het enige particuliere bedrijf gemaakt dat zich in de ruimte begeeft.
Virtuele training
De vliegtuigfabrikantengroep Boeing heeft digitale engineering omarmd. De organisatie gebruikt een geavanceerde digitale toolkit die augmented reality (AR), geavanceerde analyses, cloudcomputing en het Internet der Dingen (IoT) combineert om complexe problemen in de luchtvaartindustrie op te lossen. Augmented reality helpt bij het virtueel trainen van werknemers in het productieproces, waardoor de noodzaak voor training op de werkvloer afneemt. Boeing heeft momenteel een onderzoeksproject naar AR met het Digital Manufacturing and Design Innovation Institute (DMDII), een non-profitorganisatie die zich inzet voor de ontwikkeling van geavanceerde productietechnologieën en het verbeteren van de concurrentiepositie van de Amerikaanse maakindustrie. Door kennis te delen, gebruiken beide organisaties 3D-camera's met geavanceerde beeldverwerking en computervisie-algoritmen om een eenvoudige, intuïtieve benadering van augmented reality te creëren. Hierdoor kan een expert instructies vastleggen tijdens het uitvoeren van een complexe handeling met behulp van digitale werkinstructies en deze vervolgens delen met anderen voor trainingsdoeleinden. Dit verhoogt de beschikbaarheid van trainingsmiddelen en verlaagt de kosten.
Digitale engineering kan worden gezien als een meer collaboratieve en geïnformeerde manier van werken. Het wordt mogelijk gemaakt door digitale processen en technologische vooruitgang, waardoor productievere planningsmethoden, operationele processen, ontwerp- en onderhoudsmethoden voor activa mogelijk worden. Door integratie en dataverzameling streeft het ernaar waarde toe te voegen aan een project, zowel tijdens de oplevering als daarna. Uiteindelijk zijn de processen binnen digitale engineering voortdurend in ontwikkeling en zal de ontwikkeling van disruptieve technologieën altijd blijven voortduren.