Plaatwerkkennis met een druk op de knop

Om ervoor te zorgen dat buigen geen breken wordt, is veel knowhow nodig in de plaatbewerking. Deze zit echter vooral in de hoofden van ervaren specialisten die geleidelijk aan met pensioen gaan. Daarmee verdwijnt een schat aan ervaring. Optimate, een in de schoot van Trumpf opgerichte start-up, heeft zich daarom tot taak gesteld deze kennis te digitaliseren en als een ‘digitale adviesdienst’ te behouden.

Dat is een flinke uitdaging, gezien de uitgebreide en zeer diverse toepassingen in de plaatbewerking. Maar er ligt inmiddels een digitale oplossing voor de analyse en optimalisatie van plaatwerkdelen. Wie deze oplossing gebruikt, loopt niet langer het risico een onderdeel in productie te nemen dat misschien helemaal niet of alleen tegen hoge kosten kan worden geproduceerd. “Niet alleen geven we ontwerp en werkvoorbereiding meer procesbetrouwbaarheid, ook behoren tijdrovende contacten met de klant en dure, handmatige herontwerpen tot het verleden”, durft CEO en mede-oprichter Jonas Steiling op basis van tal van praktijkvoorbeelden nu al te zeggen.

Haalbaarheidcontrole en onderdeeloptimalisatie

De cloudoplossing van Optimate bestaat uit twee producten: de haalbaarheidscontrole en de onderdeeloptimalisatie. In een eerste stap uploadt de gebruiker zijn plaatwerkonderdeel als STEP- of SolidWorks-bestand in de app. Meerdere 3D CAD-bestanden kunnen tegelijkertijd worden geüpload en geanalyseerd. Constructiestaal, roestvrij staal en aluminium kunnen worden geselecteerd als materiaalopties. Binnen enkele seconden wordt het potentieel van elk onderdeel vermeld.

Een zeer optimaliseerbaar onderdeel kan kostenbesparingen van meer dan 30% betekenen, een onderdeel dat goed geoptimaliseerd kan worden 20%. “De gebruiker ziet nu optimalisatiemogelijkheden voor zijn onderdelen waar hij voorheen geen zicht op had en waar het de moeite waard is om nog eens goed te kijken”, legt Steiling uit.

De Optimate-service herkent het optimalisatiepotentieel binnen enkele seconden en geeft eventuele ontwerpfouten aan. Parallel aan de potentiële detectie loopt op de achtergrond een haalbaarheidscontrole om ervoor te zorgen dat elk onderdeel ook procesveilig kan worden vervaardigd. Als dit niet het geval is, worden de overeenkomstige gebieden op het onderdeel in kleur gemarkeerd als waarschuwingen.

Optimalisatie met druk op de knop

Maar wat is het nut van waarschuwingen als ze handmatig moeten worden gecorrigeerd? Hier komt volgens Steiling het hoogtepunt van de Optimate-oplossing in beeld: met een druk op de knop wordt direct een ontwerpvoorstel voor de procesveilige productie van het onderdeel gemaakt. Het voordeel is dat de ontwerper en de werkvoorbereiders altijd de werkelijke status parallel aan de geoptimaliseerde doelstatus kunnen weergeven. De gebruikers kunnen het aangepaste deel nu rechtstreeks downloaden als een STEP- of SolidWorks-bestand en overbrengen naar hun CAD-programma. Om het geheel te laten werken, moeten de bestaande buiggereedschappen in eerste instantie worden ingevoerd in het individuele klantprofiel. Dit voorkomt dat optimalisatievoorstellen worden gedaan waarvoor geen vereiste toolset beschikbaar is.

Nauwkeurigheid van meer dan 90%

Het start-up team heeft zijn eigen kunstmatige intelligentie ontwikkeld om het optimalisatiepotentieel te identificeren. Het AI-algoritme bevat ongeveer 60 verschillende functies die vrijwel elk plaatwerkonderdeel kunnen beschrijven. “We kunnen al met 92 procent nauwkeurigheid voorspellen of er potentieel is voor optimalisatie, zelfs voor onderdelen die de AI nog nooit eerder heeft gezien”, zegt Steiling. En hoe meer gebruikers hun onderdelen uploaden naar de cloudoplossing, hoe ‘slimmer’ de AI uiteindelijk wordt. Optimate heeft al gedacht aan de laatste 8% van de route: als gebruikers de grenzen van wat mogelijk is bereiken, kunnen ze direct in het cloudplatform op ‘Consulting Services’ klikken en zo de consultants van Optimate aan boord brengen.

Geautomatiseerde optimalisatie

Vaak detecteert de haalbaarheidscontrole geen waarschuwingen, d.w.z. het geanalyseerde onderdeel kan in principe op deze manier worden vervaardigd. De AI daarentegen herkent een hoog potentieel voor optimalisatie. Dus waarom niet optimaliseren als dit vaak hele productiestappen kan elimineren en enorme kostenbesparingen mogelijk kan maken? De vraag is nu: Hoe kan dit plaatwerkonderdeel opnieuw worden ontworpen met systeemondersteuning?

Optimate heeft ook hiervoor een slimme oplossing bedacht en ontwikkeld: geautomatiseerde optimalisatie. Bijpassende CAD-onderdelen kunnen eenvoudig worden geüpload. Op de achtergrond wordt het 3D-model uitgevouwen tot een 2D-weergave. Deze uitvouwing wordt vervolgens omgezet in een grafische beschrijving waarin elk oppervlak een verbindingstype heeft met de aangrenzende oppervlakken. Op deze grafieken genereert de Optimate-oplossing alternatieve ontwerpmethoden voor het onderdeel en geeft de meest relevante weer. Voor elk van deze oplossingsvarianten worden automatisch een stabiliteitscontrole en een kostenberekening uitgevoerd.

Zie het voorbeeld van een plaatwerkbeugel (foto’s op deze pagina). Naast het originele onderdeel dat door de klant is geüpload, zijn er ontwerpvarianten om de aanvankelijk ontworpen dure lasnaad te elimineren door deze te vervangen door een bocht. De originele las wordt een bocht, de basis is voorzien van een scheidingssnede. Het onderdeel haalt nu zijn stabiliteit uit de montagesituatie en niet meer uit de lasnaad.

Het lasproces kan volledig worden geëlimineerd en zo kan een hele werkstap worden bespaard, wat resulteert in kostenbesparingen van meer dan 40% voor de beugel. “Als zo’n onderdeel vervolgens in grotere series wordt geproduceerd, zijn de kostenbesparingen nog groter”, weet Steiling. Het platform zal dan ook de uitgevouwen versie van dit deel weergeven: in de 2D-ontvouwing worden de lasnaden in oranje weergegeven, de bochten in groen en de binnen- en buitencontouren in witte lijnen. Ook wordt het materiaalafval weergegeven omdat het een belangrijke rol kan spelen voor de kostenberekening.

De gebruikers op de ontwerp- of werkvoorbereidingsafdeling selecteren met één klik de meest geschikte voor hen uit alle vijf voorgestelde varianten. De geselecteerde geoptimaliseerde variant verschijnt op het scherm met een indicatie van de kostenbesparing, die precies laat zien waar deze wordt bereikt. “De uiteindelijke beslissing moet nog steeds bij de ontwerper liggen. Wij bieden de basis voor de beslissing van de ontwerper, inclusief een herontwerp en CAD-dataset”, benadrukt Steiling. “Met onze tools heeft de ontwerper toegang tot uitgebreide deskundige kennis over alle aspecten van plaatbewerking en verbreedt zo zijn besluitvormingshorizon.” Wanneer de klant uiteindelijk akkoord gaat met de onderdeeloptimalisatie en het herontwerp, kunnen de geoptimaliseerde onderdelen procesbetrouwbaar in productie gaan.

Webshops en marktplaatsen

Optimate heeft al verschillende webshops in de leveranciersomgeving direct gekoppeld aan de cloudoplossing via de API-interface. Het is immers niet ongebruikelijk dat een klant een onderdeel bestelt waarvoor al een prijs is berekend, ook al kan het helemaal niet worden geproduceerd. Met name webwinkeliers hebben dan ook veel belang bij het integreren van een geautomatiseerde haalbaarheidscontrole om uiteindelijk uit te kunnen sluiten dat defecte onderdelen überhaupt in productie komen. De start-up heeft ook zijn zinnen gezet op alle marktplaatsen voor plaatwerkonderdelen. Want ook hun operators hebben het probleem om hun gebruikers procesbetrouwbaarheid te bieden voor de onderdelen die ze aanbieden.

Optimate demonstreert de app op de Euroblech.
Hal 11, stand B70/B94 (stand Trumpf)