Door het ontwerp van een nieuwe productielijn in een virtuele omgeving te controleren en te testen, kan VMA (onderdeel van de Belgische CFE-groep) ook de samenwerking van alle softwaresystemen grondig evalueren en bijsturen nog voor er één moer is vastgedraaid. Dat versnelt de oplevering van het echte systeem aanzienlijk.
VMA, onderdeel van de groep CFE, levert automatische productielijnen voor grote autoconstructeurs en hun toeleveranciers. De gespecialiseerde ingenieurs ontwerpen de ingewikkelde fabricageprocessen in gesofisticeerde CAD-pakketten.
Digital twin
Om een virtuele omgeving (of digital twin) van de toekomstige fabriek te creëren, laadt VMA in een gespecialiseerd pakket de files op. Op deze manier kunnen de softwarepakketten die de constructeurs gebruiken voor de automatisering van de lijn, al samenwerken. Het gaat dan om de sturing van de machines, PLC-controllers, robots controllers, enzovoort. Die virtualisering kan dienen voor al mogelijke merken van robots (ABB, Fanuc, Kuka,…), PLC’s (Siemens, Rockwell) en de andere systemen. Door die vooraf te parametriseren voor een effectief gebruik in de fabriek, kunnen de ingenieurs de samenwerking van de verschillende systemen in een virtuele omgeving simuleren en aan realistische tests onderwerpen. Daarbij gaat het niet alleen om de interactie tussen machines – zoals de transportband en de lasrobot -, maar ook over de momenten wanneer een menselijke operator tussenkomt, bijvoorbeeld om een machine te bevoorraden of leeg te maken. Op basis van de theoretische kenmerken van al die onderdelen van een fabricagelijn kunnen de ingenieurs dan controleren of het geheel goed en veilig werkt. Ze kunnen ook foutjes, conflicten en inefficiënties detecteren en verbeteren. Ten slotte kunnen ze ook de cyclustijd van de hele lijn aanpassen in functie van de vereisten van de klant.
Een specifieke test is de noodstop. “Dat is altijd een gevoelig punt in de fabriek wanneer de lijn om een of andere reden wordt stilgelegd. Het heropstarten van de systemen en de soepele voortgang van het proces is dan vaak niet zo eenvoudig. Nu kunnen we dat ook simuleren in een virtuele omgeving”, zegt Guy Wynendaele, CEO van VMA.
Snelheid en gemoedsrust
“Dat maakt dat we niet alleen sneller kunnen opleveren, maar het geeft ons ook veel meer gemoedsrust omdat we zeker weten dat het ontwerp correct is en dat de software geen problemen zal opleveren. Eens de lijn fysiek gebouwd is, kunnen de ingenieurs dan focussen op de prestaties van de machines en robots zelf. Het is ook pas dan dat we de kwaliteit van de productie kunnen nagaan en optimaliseren. Maar op dat ogenblik hebben we dan al veel tijd gewonnen.”, aldus Guy Wynendaele.
“We hebben intussen heel wat ervaring opgebouwd met virtual commissioning en stellen vast dat we de ingebruikname van een nieuwe lijn drastisch kunnen versnellen door deze nieuwe methode. Dat brengt voor de klant gewoonlijk een zeer grote kostenbesparing met zich mee en het voordeel van een snellere opstart van de nieuwe productie. Als ontwerpers en bouwers van fabricagelijnen kunnen we nu ook veel meer vanuit het bureel werken, zonder dat we duurbetaalde ingenieurs de baan moeten opsturen voor langere periodes. Zeker tijdens corona is dat een groot voordeel gebleken”, zegt Guy Wynendaele.
Alle technieken
Deze aanpak werkt bijzonder efficiënt wanneer alle elementen in de productielijn goed bekend zijn. “Een variante op een bestaande lijn maken bijvoorbeeld, gaat dan echt snel. Maar met VMA zijn we steeds meer betrokken bij heel complexe en innovatieve processen. Autoconstructeurs ontwerpen de laatste modellen op basis van steeds nieuwere materialen en technieken. We zien dat ze de bodemframes dan niet meer in staal, maar uit aluminium maken. Dat materiaal kan je niet lassen. Tesla gaat dan over tot het persen van dat onderdeel. In de praktijk moeten er twee stukken aan elkaar verbonden worden. Ook die verbindingstechnieken blijven evolueren: lassen, nieten, lijmen en de combinatie daarvan. We zien dat in de praktijk de stalen constructie steeds meer samengaat met onderdelen uit aluminium of kunststof. VMA moet daarom op de hoogte zijn van al die nieuwe ontwikkelingen om een efficiënte productielijn te kunnen ontwerpen. Een nieuwe specialiteit zijn de montagelijnen voor de batterijen van elektrische voertuigen,” zegt Guy Wynendaele.