MBD brengt digitale aansturing productie dichterbij

Nu er voor CAD-software goede converteerprogramma’s op de markt komen die een native file vertalen naar een neutraal bestandsformaat, zoals QIF of STEP 242, kunnen 3D PMI modellen gebruikt gaan worden om productie- en meetmachines automatisch te programmeren. Daarmee worden de voordelen van Model Based Definition ook voor de toeleverindustrie tastbaar. Uiteindelijk wordt de hele supply chain efficiënter doordat kengetallen uit de productie digitaal teruggeleid worden naar de design engineers.

Met een Step 242 file kun je veel verder gaan en de productie volledig automatisch programmeren.

In de drie jaar dat Leo Broers voor ASML het Model Based Definition project leidt, valt hem op dat de kleine toeleveranciers in Nederland vaak sneller stappen op dit vlak zetten dan de grote bedrijven. De aanvankelijke bezorgdheid dat jobbers achterop zouden raken, is onterecht geweest, concludeert hij. “Subcontractors zijn vaak eerder klaar voor Model Based Definition omdat ze innovatief en flexibel zijn. De 1.Tier toeleveranciers hebben een grotere uitdaging.” Zij hebben inmiddels wel allemaal de eerste stappen gezet. Het toont aan hoe vooruitstrevend de toeleveringsindustrie rondom ASML is. “Wij zijn hier best al ver mee. Over andere hightech regio’s in de wereld hoor ik dat bedrijven daar nog steeds alleen met een tekening werken”, zegt Leo Broers. En als er industriesectoren zijn waarin MBD wel al diep in de keten is geïmplementeerd, zoals de Amerikaanse defensie-industrie, dan is dat vaak zo omdat er een harde dwang vanuit de opdrachtgever is. Geen 3D PMI data kunnen verwerken betekent geen orders krijgen. “In Nederland bestaat een zekere dwang maar de ontwikkeling wordt gezamenlijk doorgezet. Iedereen hier begrijpt het begrip partnerschap. Je leest er vaak over, maar als je er middenin zit, dan merk je dat het echt zo is.”

Nieuwe fase, meer voordelen

Leo Broers kon als projectmanager MBD bij ASML drie jaar geleden de toeleveranciers weinig beloven. Dat wordt anders nu de uitrol een nieuwe fase ingaat. Tot op zekere hoogte konden bedrijven tot nog toe een deel van het programmeren van de Coördinaten Meetmachines (CMM’s) automatiseren met 3D PMI modellen. Met zo’n model kan men automatisch programma’s genereren en inspectierapporten aanmaken. Waar veel bedrijven mee worstelen, is het gebruik van de PMI modellen om de productie aan te sturen. Tot nog toe hoor je vanuit de maakindustrie juist hierover negatieve geluiden. Leo Broers herkent ze. De beperking tot nog toe is dat bedrijven een Step 214 file krijgen. “In combinatie met een 2D tekening en in geval van MBD het 3D model met Product Manufacturing Information (PMI), kun je daarmee gaan programmeren”, zegt hij. Met een Step 242 file kun je veel verder gaan en de productie volledig automatisch programmeren. Leo Broers verwacht dat het gebruik van nieuwe software voor het converteren van PMI data naar een Step 242 bestand voor een doorbraak gaat zorgen. “De CAMsoftware loopt achter doordat er nog geen eenduidige standaard was. De ontwikkelaars kunnen dat zonder standaard niet zomaar oppakken. Het laatste jaar heb ik gezien dat als ze een goede file aangeleverd krijgen, ze dit snel kunnen doen.” ASML wist bij de start van het MBDproject dat dit punt nog niet in orde was. “Dat hoefde ook nog niet. Het ging in eerste instantie om het vervangen van de tekening door een 3D model met daarin alle informatie.”

Kortere doorlooptijd

Nu toeleveranciers wel hun productie - deels geautomatiseerd - kunnen gaan aansturen vanuit het 3D PMI model, worden de voordelen voor hen en de subcontactors beter zichtbaar. Nu kunnen bedrijven efficiencyslagen maken, bijvoorbeeld door calculaties of de programma’s voor hun CNC-machines automatisch te genereren. De benodigde tijd tussen de eerste opzet voor de productie van een nieuw onderdeel en de first article inspection op een CMM, kan 10 tot 25 procent korter worden, afhankelijk van de complexiteit van het onderdeel. Ook bij volumeproductie ziet Leo Broers al de eerste winst in doorlooptijd, alhoewel deze daar kleiner is. Voor ASML en de toeleveranciers gaat het vooral om de doorlooptijdreductie in de productie van kleinere series waar winst behaald kan worden. Om dit zichtbaar te maken, ontwikkelt ASML demonstrators. “We laten zien wat en met welke software mogelijk is om je productie te automatiseren met 3D PMI.” Op middellange termijn zullen er nog meer voordelen komen. “De Model Based Enterprise is een integraal proces. We gaan het design en de productrealisatie met elkaar verbinden. Door de digitale connectie kunnen wij een closed data loop in het proces creëren. De toeleverancier gaat met het 3D PMI model communiceren met onze engineers. Productie- en kwaliteitsdata worden via het model naar ons teruggestuurd. Dat heeft invloed op de manier waarop productontwikkeling plaatsvindt.”

First time right

Leo Broers vindt dit aspect nog belangrijker dan de kortere doorlooptijd en de daaraan verbonden kostprijsreductie. Als je meetgegevens uit de productie kunt terugkoppelen naar productontwikkeling, kun je het hele proces aanzienlijk versnellen en optimaliseren. In principe zijn dan de onderdelen die ASML - of een andere OEM’er - vrijgeeft voor de productie, klaar voor first time right productie. Leo Broers: “Als ASML digitaal de performance van de machines van de toeleverancier krijgt en automatisch een variatie analyse op de maakbaarheid van een ontwerp uitvoert, kunnen we vooraf voorspellen welk design tot afkeur leidt; hoeveel afkeur er zal zijn. Daar kunnen we dan het ontwerp op aanpassen.” Dit klinkt misschien nog als toekomstmuziek, maar dit Model Based Enterprise model maakt de hele supply chain rond ASML sneller, robuuster en flexibeler. En daarmee de hele keten concurrerender. Leo Broers vindt dat dit eigenlijk de belangrijkste drijfveer voor subcontractors moet zijn om te digitaliseren. “Je versterkt je concurrentiepositie. Niet alleen door lagere productiekosten maar vooral ook door versterking van de relatie met je klant.” Toeleveranciers die digitaliseren, krijgen hierdoor in de toekomst zelf eveneens toegang tot platformen met voor hen relevante kennis. “Als je je systemen zo inricht dat je aan de ene kant alle productinformatie kunt inlezen, kun je aan de andere kant digitaal proceskengetallen inlezen waardoor je je machines digitaal nog beter kunt aansturen. In plaats van dat je zelf de beste verspaningscondities gaat zoeken, download je ze van een platform.” Programmeren aan de machine met kennis die alleen intern is opgebouwd, is wat hem betreft binnen afzienbare tijd dan ook verleden tijd.

MBD Meet & Learn Community [https://bit.ly/38QPghF]

Leo Broers (ASML): in nieuwe fase MBD worden voordelen voor subcontractors tastbaar