Stilstaan is achteruitgaan: aan de slag met Model-Based Definition

Philip Olieux in zijn natuurlijke habitat

MBD, niet langer toekomstmuziek

De eerste keer dat ik over MBD of Model-Based Definition hoorde praten, was tijdens een presentatie rond de nieuwigheden in een CAD-systeem, waarbij MBD werd geïntroduceerd als een nieuwe toevoeging aan het portfolio. Dat was in 2014, een kleine 10 jaar geleden dus. Ik moet eerlijk toegeven dat MBD op dat moment voor mezelf ook als toekomstmuziek klonk.

Ik had op dat moment 10+ jaren ervaring als ontwerper en designer in de maakindustrie. Daar was (en is) het maken van 2D-tekeningen voor ontwerpers een dagdagelijkse taak. Het is dus niet verwonderlijk dat ik sceptisch stond tegenover de commerciële praatjes rond papierloos ontwerpen. Zoals ik het nu zie, heeft men daar de verkeerde insteek gebruikt om mensen te overtuigen van de kracht en meerwaarde van een aanvulling als MBD. De industrie was er op dat moment überhaupt ook niet klaar voor. Naar mijn gevoel is dat vandaag de dag wel het geval en ik wil jou graag, vanuit mijn eigen ervaring, vertellen waarom.

 Links een 2D-tekening van een 3D CAD-model, rechts hetzelfde model maar met 3D-notities.

De voordelen van MBD (en 3D CAD-modellen)

Ik heb indertijd als ontwerper honderden tekeningen gemaakt. Op het moment zelf doe je je werk en zorg je dat de afdelingen die er mee aan de slag moeten (productie, logistiek, kwaliteitscontrole, …) een duidelijk beeld krijgen van hoe jouw 3D-onderdeel er moet uitzien en aan welke specificaties het moet voldoen. Dat is de rooskleurige voorstelling. Sta mij toe om een aantal pijnpunten bloot te leggen. Ik wil hierbij bewust niet focussen op wat er, volgens dezelfde commerciële verkoopspraatjes, allemaal negatief is aan het maken van tekeningen, aangezien ik het gebruik van 2D-tekeningen op de productievloer wel begrijp.

De productiviteit verbeteren

Ik herinner mij levendig dat het, bij het maken van 2D-tekeningen, niet alleen rond het digitaal CAD-bestand draaide. Van elk 3D-model werden maar liefst 4 afgeleiden gemaakt (een digitale 2D-tekening, een PDF, een DXF of een STEP én een afgedrukte tekening). Dit is nefast voor de productiviteit; het was een hoop administratief werk dat heel wat tijd in beslag nam. Je verbreekt er ook deels de link met het belangrijkste document mee: het 3D CAD-onderdeel.

Stel je eens voor dat alle informatie netjes beschikbaar is in het 3D-CAD model. Ontwerpers hoeven geen 2D-tekeningen meer te maken, daar zit al een eerste tijdswinst in. En stel je eens voor dat er, mocht er toch een 2D-tekening bestaan van het onderdeel, er een afmeting ontbreekt. Je kunt je ongetwijfeld de tijd die verloren wordt met heen-en-weercommunicatie tussen ontwerper en werkvoorbereiding wel voorstellen. En ik haal hier nu enkel één tak van de productieketting aan…

De PMI-waarden die toegekend worden aan het 3D CAD-model kunnen automatisch worden ingevoerd in de downstream softwaretoepassingen zoals kwaliteitsinspectie of CNC-programmering. Op die manier worden die geassocieerde processen effectief digitaal gekoppeld aan elkaar.

Onduidelijkheden vermijden of voorkomen

Als afgeleide van het 3D CAD-model is de tekening een vereenvoudigde interpretatie op zich. Om tekeningen te gebruiken, moet men ze "lezen" en dus opnieuw interpreteren. En het is in die interpretatie dat het wel eens fout durft lopen.

De mens is een “visueel” wezen. Visualisatie wordt vaak onderschat in het bedrijfsleven. Stel jezelf eens de vraag: lees je liever een uitgebreid rapport van 40 pagina’s, of kijk je liever naar een collega die hetzelfde rapport aan de hand van een PowerPoint mét bijhorende mooie plaatjes uitlegt? Met 3D-modellen is het net hetzelfde. De meeste mensen zullen de informatie sneller en nauwkeuriger lezen, bestuderen en interpreteren.

Complexiteit vereenvoudigen

Ik durf te stellen dat, hoe complexer een 2D-tekening is, des te groter de toegevoegde waarde zal zijn met behulp van MBD. Meestal zijn meerdere tekeningzichten nodig om een specifiek detail goed weer te geven op een 2D-tekening. Met MBD is het visueel weergeven van datzelfde detail echter heel eenvoudig en ondubbelzinnig.

Meegaan met verandering

De jonge ontwerpers van vandaag zijn niet meer de ontwerpers van gisteren. Voor hen is het maken van 2D-tekeningen een stap terug; zij denken, zien en spelen in 3D.

Reduceer fouten

Stel dat je specifieke toleranties wil toekennen aan jouw ontwerp. Vandaag wordt dit bij de meesten gedaan op de 2D-tekening. Stel daarbij dat vanuit de montageafdeling de vraag komt om de tolerantie aan te passen. De wijziging wordt uitgevoerd op de 2D-tekening, niet op het 3D-model. En voor de volledigheid zal men in het PDM-systeem de tekening een nieuwe revisie geven, maar wat dan met de revisie van het 3D-model?

Zoals hierboven aangehaald, is het heel gemakkelijk om een tekening verkeerd te interpreteren en worden op die manier foute onderdelen gemaakt, die de nodige kosten en tijdsverlies met zich meebrengen.

Op naar de toekomst

Er zijn drie trefwoorden die ik me voorstel bij een moderne engineering werkplek in de maakindustrie: vlot, consistent en verbonden. Tot nu toe komt dat beeld helaas niet overeen met de werkelijkheid. Het is ook toekomstmuziek… een eenduidige vlotte werkstroom die de meeste afdelingen met elkaar verbindt en waar een digitale structuur zorgt voor de nodige consistentie rond het uitwisselen van informatie. We spreken hier dan over een Model-Based Enterprise. Het schema hiernaast verduidelijkt de verschillende niveaus rond 2D- en 3D-ontwerp.

Je kunt het “Drawing centric”-niveau vergelijken met het maken van tekeningen op kalkpapier met de goede oude rotringpennetjes. “Model centric” maakt al gebruik van een 3D CAD-model, maar hiervan wordt een 2D-tekening afgeleid die verderop in de productieketen gebruikt wordt. Dat is het niveau waar de meeste bedrijven nu staan.

Hoe zet je de volgende stap in je MBD-traject?

Waar wringt nu het schoentje om de volgende stap te nemen? Want hoewel 3D-modellen vandaag de dag goed ingeburgerd zijn in de verschillende takken van de maakindustrie, is het nog steeds lastig om de gewoonte van bij elk 3D-model een 2D-tekening te hebben, te breken.

Sommige bedrijven stellen de start van hun MBD-traject uit omdat ze bang zijn dat ze nog niet klaar zijn voor een volledige MBD-implementatie. Het advies dat ik hierbij vaak geef, is dat je langzaam moet beginnen om dan in je eigen tempo vooruitgang te boeken. Je hoeft niet in één stap van nul naar wereldklasse te gaan.

De eerste stap richting MBD is zorgen dat het 3D-model de juiste ontwerpintentie bevat en de daarbij horende productgerelateerde gegevens zoals afmetingen, vorm- en plaatstoleranties, afwerkingssymbolen en andere notities. En dit ligt in de handen van de engineers die de 3D-modellen ontwikkelen. Trouwens, een geannoteerd 3D-model zal conventionele 2D-processen blijven ondersteunen; het tegenovergestelde is niet waar. Geannoteerde 3D-modellen kunnen altijd worden afgedrukt als dat nodig is om de 2D-processen te ondersteunen. Hoe eerder je begint met het voorbereiden van geannoteerde 3D-modellen, hoe eenvoudiger het zal zijn wanneer je klaar bent om met MBD te beginnen.

Het is ook zo dat de ontwikkeling van de MBD-software in de laatste 10 jaar wel degelijk verbeterd is en, mits de nodige opleiding natuurlijk, een ontwerper het gebruiksgemak en de meerwaarde vlug zal ervaren.

[Leestip]: 3 essentiële stappen richting Model-Based Definition