Model based definition

Model-Based Definition (MBD) en Product Manufacturing Information (PMI) zijn nauw met elkaar verbonden. In het kort, MBD is de strategie of het proces dat het 3D-model aanwendt als centrale bron voor alle productdata.

MBD verwijst naar de methode waarbij alle productinformatie, zoals PMI, direct in een 3D-model wordt geïntegreerd. Dit zorgt ervoor dat het 3D-model fungeert als de enige betrouwbare bron van informatie, in plaats van traditionele 2D-tekeningen.

PMI omvat essentiële gegevens, zoals afmetingen, toleranties, materialen en oppervlakken die zijn opgenomen in het 3D-model. PMI is de daadwerkelijke informatie, zoals toleranties en maten, die binnen het 3D-model zijn vastgelegd.

Door MBD toe te passen, worden alle PMI-elementen in het 3D-model geplaatst, wat resulteert in één enkele betrouwbare bron voor informatie gedurende de gehele levenscyclus van het product.

Dummy Frame

Voor meer informatie over dit voorbeeld frame zie de volgende LINK.

De grootste waarde van PMI ligt bij het maken van het design

De tijd heeft ons doen evalueren.

Enkele decennia geleden, meer dan twintig jaar geleden, verliep het ontwerpproces aanzienlijk anders dan nu. In die periode waren er constructeurs en tekenaars wiens deskundigheid met betrekking tot de beschikbare fabricagetechnieken voldoende was om zelfstandig productietekeningen te vervaardigen. Echter, in de afgelopen 25 jaar hebben de fabricagetechnologieën een zulke aanzienlijke vooruitgang geboekt dat het waarborgen van kennis op dit gebied een aanzienlijke uitdaging met zich meebrengt.

De geschikte reactie hierop is samenwerking; door de juiste partnerschappen te initiëren, kunnen we gezamenlijk een effectief productontwerp realiseren dat geschikt is voor productie.

Samenwerken is informatie overdracht

Hoe snel doen we kennis overdracht?

Conceptontwikkeling - Detailering - Uitwerking van tekeningen - Afdrukken en verzenden.

Dit vertegenwoordigde voorheen het standaardwerkproces.

Echter, met de voortschrijdende technologische mogelijkheden is het mogelijk alle informatie in een digitaal bestand samen te voegen. Dit geeft ons de mogelijkheid om in een vroege fase met elkaar in overleg te gaan.

In plaats van traditionele tekeningen kunnen we tegenwoordig een 3D-gemodelleerd ontwerp digitaal delen. Het delen van het model alleen biedt een beperkte waarde maar met de toevoeging van alle functionele definities van de detailonderdelen in het model, zoals toleranties, nauwkeurigheden en referenties kan de beoordeling van start gaan. Het totale informatie pakket is cruciaal voor een correcte uitvoering.

Nu is het mogelijk om het 3D model met alle info digitaal te versturen naar de leverancier ter beoordeling.

Complexiteit versus samenwerken

Hoe ver reikt de kennis van de designer en wanneer start je met samenwerken?

Naar mijn mening hangt dat af van de complexiteit van het design en de competentie van de designer. Waar de designer moet snappen dat een kosten effectief design op detail moet kloppen en later moeilijk is aan te passen. Dus wees niet overmoedig maar overweeg op tijd de juiste samenwerking met de juiste leverancier.

Overstap naar Model-Based Definition (MBD) en Product Manufacturing Information (PMI)

Voor een mechanische fabricageleverancier betekent de overstap naar een Model-Based Definition (MBD) en Product Manufacturing Information (PMI) flow dat de 2D-tekening niet langer de "master" is. In plaats daarvan is het 3D CAD-model de enige bron van waarheid (Single Source of Truth).

Wat voor het geval van ASML dan ook weer niet geheel de waarheid is want bij ASML hebben ze toch nog het 110 blad zoals dat wordt genoemd laten bestaan als juridisch document met de verwijzing naar hun GSA (Generic standard of ASML).

Hier is een schets van hoe die flow eruit kan zien, van offerte tot eindinspectie:

Data-ontvangst & Analyse: De flow begint bij de klant. In plaats van een PDF-pakket ontvang je een "Technical Data Package" (TDP).
- Input: Een 3D-model (meestal STEP AP242 of een native bestand zoals NX, SolidWorks of CATIA) met geïntegreerde PMI.
- Geïntegreerde PMI-inhoud: Dit bevat toleranties (GD&T), oppervlakteruwheid, materiaalgegevens en schroefdraad specificaties direct op de 3D-vlakken.
- Software-check: Gebruik van Model-Based Enterprise (MBE) viewers om te controleren of de data volledig is.

Offertestadium (Quoting): Dankzij PMI kan het offerteproces sneller verlopen via Automated Quotation.
- Software leest de PMI-toleranties uit.
- Nauwkeurige toleranties worden automatisch herkend, wat direct invloed heeft op de prijsberekening vanwege de benodigde bewerkingstijd of tooling.

CAM-Programmering (Manufacturing) Dit is waar de grootste efficiëntieslag wordt geslagen. Moderne CAM-systemen kunnen de PMI-data "lezen".
- Feature-Based Machining (FBM): De CAM-software herkent een gat met een specifieke PMI-tolerantie en kiest automatisch de juiste boor- of freesstrategie.
- Geen handmatige overname: Omdat de programmeur de toleranties niet handmatig hoeft over te typen van een 2D-tekening, is de kans op menselijke fouten minder.

Werkplaats & Productie: Op de werkvloer verdwijnen de papieren tekeningen.
- Digital Shopfloor: Operators gebruiken tablets of schermen om het 3D-model te roteren. Ze klikken op een vlak om de bijbehorende toleranties en eisen te zien.
- Annotaties: Alle opmerkingen over maakbaarheid kunnen direct in het model (of een digitale twin) worden geannoteerd.

Kwaliteitscontrole (Metrology/CMM) De flow sluit met de inspectie. De PMI-data wordt gebruikt om het inspectieprogramma te genereren.
- Automated Inspection Planning: De CMM (Coördinatenmeetmachine) software importeert het 3D-model met PMI.
- Programma-generatie: De software "weet" welke vlakken kritisch zijn en programmeert automatisch de meetpunten op basis van de GD&T-data in het model.
- Rapportage: Het meetrapport wordt direct vergeleken met de nominale waarden uit het 3D-model.

De uitdaging

De grootste drempel voor leveranciers is vaak de interoperabiliteit.
Interoperabiliteit is het vermogen van verschillende, vaak autonome systemen, organisaties of individuen om effectief samen te werken, informatie uit te wisselen en elkaars gegevens te begrijpen en te gebruiken, zonder beperkingen of speciale moeite.
Niet elke klant stuurt hetzelfde formaat, en niet elke CAM-module leest PMI van elk merk even goed. Het gebruik van de STEP AP242 standaard is hierin cruciaal voor een universele flow.

NAAR MBD en PMI:

Maak voor jezelf eens het overzicht van de volgende vragen?

Wat van belang is dat je voor je eigen organisatie een flow maakt om te kijken hoe de aansturing zal moeten gaan wijzigen. Denk hierbij aan het volgende.

Welke klanten leveren digitale informatie aan en welke bestandsformaat?
Wat is binnen jullie organisatie de documenten flow?
Zijn op elke plek de juiste digitale middelen aanwezig?

Daarna kunnen we gaan kijken welke aanpassingen er moeten worden doorgevoerd om de digitalisering hiervoor door te voeren. Dit is echt noodzakelijk om tijdens het proces niet tegen onverwachte problemen te lopen.

De oplossingen

Vanuit de lijst van gevonden onvolkomenheden naar de juiste oplossing.

Oplossingen voor:

Je zal een verscheidenheid van problemen gaan vinden die opgelost moeten worden, vind ze en omschrijf ze duidelijk.

Missende beeldschermen of niet het juiste plek of plaats?
Niet de juiste software programma's?
Mensen kunnen niet omgaan met de software? Digitaal leren omgaan met productinformatie vergt training.
We missen de juiste opslagmogelijkheden?
Zorg voor de juiste back-up mogelijkheden zodat je terug kunt vallen als het fout gaat?
Aansturing flow zal veranderen?
Mensen moeten gewend raken met de aanpassingen?
Deel ervaringen om de mensen sneller te laten wennen?

Door met elkaar de onvolkomenheden en gevonden problemen te delen en te borgen kunnen we samen sneller leren.

Software ondersteuning:

Siemens
Kisters
Solidworks
High QA