Роберт Янси из Autodesk об аддитивном производстве, генеративном проектировании и Индустрии 4.0 – мнение экспертов

От проектирования до управления рабочими процессами программное обеспечение играет все более важную роль в аддитивном производстве. Autodesk, один из ведущих игроков на рынке программного обеспечения, – это корпорация с оборотом в миллиард долларов, которая разрабатывает программное обеспечение для широкого спектра отраслей, включая производство и строительство. Нам посчастливилось поговорить с Робертом Янси, директором по стратегии и развитию бизнеса в обрабатывающей промышленности и производственной отрасли Autodesk. Имея более чем 25-летний опыт работы в аддитивном производстве, Янси теперь отвечает за контроль за бизнес-стратегией и отраслевой стратегией производственных решений Autodesk, включая субтрактивные и гибридные технологии, а также аддитивное производство. Сегодня мы обсудим, как Autodesk помогает ускорить внедрение аддитивного производства, почему генеративное проектирование так важно и как отрасль может перейти от быстрого прототипирования к производству.

Учитывая ваш обширный опыт в области аддитивного производства, как вы видите развитие отрасли с годами?

[caption id="attachment_8837" align="alignright" width="300"]

Роберт Янси, директор по стратегии и развитию бизнеса в обрабатывающей промышленности и производстве компании Autodesk [/caption]Одним из главных событий, произошедших за последние несколько лет, является идея о том, что аддитивное производство может выйти за рамки прототипирования. Существуют приложения в медицине и стоматологии, где это имело место в течение некоторого времени. Но за пределами медицинской промышленности вы начинаете видеть людей, которые смотрят на эту технологию и понимают, что они действительно могут создавать детали или производить небольшие объемы продукции там, где это невозможно сделать другим способом. Благодаря снижению затрат и повышению скорости использование добавок в производстве теперь становится более возможным. Конечно, еще предстоит преодолеть множество препятствий и проблем, чтобы воплотить это в жизнь. Но мы имеем дело со многими компаниями, которые ищут способы использования добавок в производстве.

Давайте углубимся в предложения продуктов Autodesk, начиная с Netfabb. Как Autodesk Netfabb помогает продвигать использование аддитивного производства?

[caption id="attachment_8845" align="aligncenter" width="700"]

Одним из ключевых обновлений программного обеспечения Autodesk Netfabb в 2019 году является Lattice Commander, который позволяет создавать сложные решетчатые структуры [Изображение предоставлено Autodesk] [/caption]Netfabb — это программное обеспечение для подготовки к печати. С его помощью мы можем работать с файлами STL и генерировать вспомогательные структуры. Эта технология существует уже некоторое время, поэтому мы концентрируемся на повышении эффективности рабочих процессов. При этом у нас есть некоторые дополнительные возможности в Netfabb, которые предоставляют уникальные преимущества. Например, у нас есть некоторые передовые технологии траектории инструментов. Компании, использующие это, добились довольно значительного улучшения скорости своих процессов. Что касается металлических добавок, у нас также есть возможность моделирования, которая позволяет нам моделировать технологию плавления в порошковом слое. Это означает, что мы можем искать такие вещи, как остаточное напряжение, деформацию и взаимодействие лезвий устройства для повторного нанесения покрытия. Вы можете сделать все это виртуально, прежде чем приступить к сборке. Совсем недавно мы начали применять эту технологию в гибридных рабочих процессах. Здесь обычно происходит наплавка металла с использованием чего-то вроде процесса проволочной дуги, а затем разработка возможностей механической обработки, позволяющая закончить деталь после этого наплавления, а также моделирование во время этого процесса направленного наложения энергии.

Насколько широко, по вашему мнению, сейчас распространено гибридное производство?

Гибридное производство все еще является довольно новым явлением, хотя к рынку существует большой интерес. В настоящее время лишь несколько клиентов полностью используют гибридное производство. Однако на выставках мы начинаем видеть гораздо больше поставщиков гибридных машин для применения в таких отраслях, как нефтегазовая промышленность, или для изготовления более крупных деталей, которые не могут поддерживать технологии плавления в порошковом слое.

Генераторное проектирование является явной частью стратегии Autodesk. Как Fusion360 соответствует видению Autodesk в области генеративного проектирования?

[caption id="attachment_8842" align="aligncenter" width="700"]

Вид на программное обеспечение для генеративного проектирования Autodesk. [Изображение с YouTube] [/caption] Одна вещь, которая отличает генеративное проектирование Autodesk от других компаний, предлагающих решения для генеративного проектирования, заключается в том, что мы не предлагаем вам ни одного оптимизированного решения. Мы предоставляем вам ряд решений, отвечающих вашим требованиям, а также инструменты, которые позволят вам легко ориентироваться в этих решениях. Лично я считаю, что индустрия в целом позиционирует генеративный дизайн как легкий инструмент. Он особенно подходит для аддитивного производства, поскольку позволяет создавать конструкции, которые зачастую сложно эффективно изготовить другим способом. Но в Autodesk мы на самом деле рассматриваем генеративный дизайн как технологию исследования дизайна, которая позволяет вам исследовать как инженерные функции, так и ценность для бизнеса. Мы начали внедрять очень распространенные методы производства, такие как возможность использования генеративной обработки для двух- или трехосной обработки. Вы увидите больше этого в течение года. Таким образом, генеративный дизайн становится применим к людям, которые сегодня занимаются производством, используя традиционные методы производства. Еще одна вещь, над которой мы работаем, — это возможность учитывать больше бизнес-компромиссов:например, чтобы иметь возможность учитывать компромиссы по стоимости, графику или материалам в процессе проектирования. Когда мы начнем включать в рабочий процесс такие бизнесы, как литье, люди смогут одновременно находить компромисс между инженерными показателями и ценностью для бизнеса.

Одна вещь, о которой часто говорят, — это необходимость нового подхода к проектированию аддитивного производства. Что вы думаете по этому поводу?

[caption id="attachment_8846" align="aligncenter" width="700"]

Соединения Autodesk Fusion 360 [Изображение предоставлено Autodesk] [/caption]Да, это определенно серьезный пробел. Недавно я был на консорциуме, организованном Массачусетским технологическим институтом, где целый день был посвящен самой теме разработки аддитивных технологий. Мы слышим от многих наших клиентов, что они работают с очень разрозненными рабочими процессами. Они выполняют процесс проектирования в CAD-инструменте, затем переводят его в файл STL и импортируют в процессор сборки, например Netfabb. Оттуда он отправляется на машину, и машина собирает об этом данные. В итоге вы получаете эти хранилища данных, которые плохо связаны друг с другом. Именно в этом заключается идея и цель Fusion 360:создать единую среду, которая позволит вам перейти от концепции к печати и иметь возможность иметь все данные в правильном контексте и в правильном формате, представленные пользователю в правильном виде. В рабочем процессе аддитивного производства участвует несколько человек, и всем им нужны разные данные и часто разные форматы. Идея Fusion360 состоит в том, чтобы действительно объединить все это вместе с данными в центре, чтобы иметь возможность создать сквозной рабочий процесс. Мы также заинтересованы в сотрудничестве с другими поставщиками технологий в рамках аддитивной экосистемы, например с программным обеспечением для управления рабочими процессами, чтобы иметь возможность сотрудничать с людьми, предоставляющими другие технологии, чтобы пользователи могли выполнять свою работу удобным и эффективным способом.

Говоря о партнерстве и сотрудничестве, Autodesk анонсировала немало, среди последних — HP и GE Additive. Каков подход Autodesk к партнерству и как вы видите роль сотрудничества в отрасли в целом?

Что ж, аддитивная сфера по-прежнему остается относительно небольшой отраслью. Я думаю, люди понимают, что для того, чтобы иметь возможность расти, вам придется сотрудничать с другими поставщиками технологий в этой сфере. Это определенно то, о чем просят клиенты. Они устали от этих разрозненных рабочих процессов и данных, которые существуют в разрозненных хранилищах в их работе, и не могут собрать все это воедино. В течение последних 18 месяцев мы начали диалог с GE Additive и HP. Они выразили нам схожее мнение о том, что одна из причин, ограничивающих их способность продавать больше машин и материалов, — это разрозненный рабочий процесс. Они хотели работать с нами, чтобы обеспечить более последовательный рабочий процесс для своих машин. Поскольку на данный момент это два крупнейших имени в отрасли, мы решили, что они будут хорошими партнерами для решения этой проблемы. Но наше намерение состоит в том, чтобы предоставить платформу, которая позволит любому поставщику оборудования создать рабочий процесс с Fusion 360 и сторонними поставщиками технологий.

Есть ли какие-либо другие партнерские отношения, о которых вы можете поговорить?

Недавно мы объявили о партнерстве с Farsoon и Arkema на выставке TCT Asia. Это интересно, потому что Arkema — поставщик материалов, Farsoon — поставщик оборудования, а мы — поставщик программного обеспечения. Так что дело не только в материале, машине или дизайне; на самом деле речь идет обо всех трех — процессе, материале и дизайн. Все три должны работать вместе, чтобы обеспечить наилучшие результаты для людей, использующих аддитивное производство.

Ранее вы упомянули о продолжающемся переходе в аддитивном производстве от быстрого прототипирования к производству. Каковы ключевые факторы, необходимые для того, чтобы это произошло?

Это в некоторой степени зависит от отрасли. Для очень жестко регулируемых отраслей, таких как медицина и аэрокосмическая промышленность, всегда возникает вопрос о том, как сертифицировать детали. Тот факт, что вам необходимо сертифицировать конструкцию, материалы и процесс, на самом деле не сильно отличается от любой другой производственной технологии. Однако с добавками процессы другие, и материалы могут быть разными, поэтому вам придется пройти этот процесс, чтобы получить сертификацию. Это одна из вещей, которые должны произойти, чтобы попасть в производство. Кроме того, просто меньше знакомо с технологией в целом. Компании видят возможности аддитивного производства, но часто не имеют достаточного опыта работы с этой технологией, чтобы по-настоящему понять, как быстро перейти к производству. Есть компании, которые двигаются довольно быстро, а есть те, которые только начинают этим заниматься. Мы обнаружили, что многие клиенты приходят к нам и просто хотят пройти общее обучение. Им нужна помощь в понимании возможностей и препятствий для аддитивного производства, чтобы лучше понять процесс и необходимые материалы, а также то, как все эти факторы могут повлиять на конструкцию, чтобы они могли начать изучать, как можно использовать эту технологию в производстве. Стоимость также по-прежнему является барьером во многих случаях. Добавьте к этому недостаток знаний о том, как использовать и разрабатывать технологию, а также о том, как составить экономическое обоснование того, где добавка действительно имеет смысл для бизнеса, и я бы сказал, что все еще существует немало ограничивающих факторов.

Повлияла ли необходимость в дополнительном обучении на содержание конференции пользователей Autodesk University?

[caption id="attachment_8838" align="aligncenter" width="700"]

Университет Autodesk 2018 [Изображение предоставлено Autodesk] [/caption]Ну, Autodesk University — это наша пользовательская конференция, которую мы проводим уже несколько лет, и на самом деле это конференция, ориентированная на пользователей. Наши клиенты на самом деле проводят множество занятий и предоставляют много контента. Существует процесс, позволяющий определить, какие занятия будут включены в общую повестку дня. И да, мы наблюдаем растущий интерес к аддитивным технологиям в Университете Autodesk. Если вы отследите это, вы увидите, что в Autodesk University появилось больше аддитивных классов и контента. Мы также приглашаем к сотрудничеству консультантов в этой области и университетах. Недавно я работал в Массачусетском технологическом институте, с которым мы сотрудничаем, и они разрабатывают множество образовательных программ, ориентированных на работающих специалистов, а не на студентов колледжей. Они представили свой курс в этом году и получили огромный отклик. Мы работаем с ними, чтобы иметь возможность предоставлять такого рода обучающие материалы и предоставлять технологии Autodesk для помощи в разработке обучающих материалов. Мы действительно обращаемся к внешним поставщикам, чтобы они могли провести большую часть обучения и сосредоточиться на разработке лучшего программного обеспечения для наших клиентов и тех, кто проходит обучение.

О проблеме составления экономического обоснования AM:как компания, впервые знакомая с этой технологией, может начать разрабатывать стратегию ее внедрения? Какие факторы следует принять во внимание?

На мой взгляд, многие компании, когда начинают заниматься аддитивными технологиями, начинают производить детали, разработанные с использованием традиционных процессов. Они могут его распечатать, и здорово иметь в руках напечатанную на 3D-принтере деталь и иметь возможность продемонстрировать ее. Но вот где все разваливается, так это при попытке найти экономическое обоснование. Если деталь была спроектирована для литья или механической обработки, часто эти технологии будут еще более рентабельными, особенно в умеренных и больших объемах. Часть необходимого обучения, соответствующая бизнес-кейсу, заключается в том, как мы можем обеспечить ценность части, компонента или системы, где добавка фактически является единственным способом, которым мы можем обеспечить эту дополнительную ценность. Вы посмотрите на некоторые из известных примеров, таких как топливная форсунка от GE, и у нас был пример с HP и Penumbra. Это вещи, в которых вы с самого начала проектируете деталь для добавок. При этом вы на самом деле получаете повышение производительности. Так что на самом деле вы можете спроектировать деталь с чистого листа бумаги. Очевидно, что вы должны хорошо понимать технологию, чтобы иметь возможность это делать, и программные инструменты должны поддерживать это. Это большая часть того, на чем мы сосредоточены.

Видите ли вы какие-либо ключевые возможности AM в конкретных отраслях или приложениях?

Конечно, медицинский и аэрокосмический рынки сейчас являются двумя крупнейшими рынками. Но если вы посмотрите на основной рынок Autodesk, который занимается проектированием и производством, ключевые возможности заключаются в промышленном оборудовании — малых и средних механических цехах и производственных предприятиях. Что для нас интересно, так это то, что мы видим довольно большой интерес со стороны этой отрасли. Они гораздо лучше осведомлены о том, где можно взимать более высокие ставки за детали в этих отраслях, чем в аэрокосмической или медицинской промышленности. 3D-печать потребительских товаров также начинает привлекать все больше и больше внимания. Когда дело доходит до гибридных рабочих процессов, мы видим еще одну область, к которой мы наблюдаем интерес, — это использование аддитивных технологий для создания инструментов. Это было грандиозно. В этой технологии уже давно используются приспособления и приспособления, а вставки для инструментов нашли несколько ограниченных применений. Но мы видим гораздо больший интерес к идее о том, что вы можете быстрее прототипировать и создавать инструменты, используя присадку, а также выполнять больше итераций. В конечном итоге они все равно могут перейти на инструмент с традиционной нарезкой, но присадка может принести большую пользу в этом процессе. Кроме того, есть приложения, где вам нужно всего несколько сотен или несколько тысяч, где аддитивные инструменты являются более экономичным способом достижения этой цели.

А как насчет добавок для строительной отрасли? Это технология, которая внедряется довольно медленно, но, тем не менее, кажется, что у нее довольно большой потенциал.

Применение добавок в строительной отрасли определенно находится в поле зрения Autodesk, и мы внимательно следим за этим. У нас очень хорошие возможности для этого, поскольку строительство является ключевым рынком, на котором мы работаем. Я думаю, мы все видели видеоролики о том, как роботы печатают бетон, но это выходит за рамки возможности создавать индивидуальные узлы для новых проектов зданий. Строительная отрасль обращается к обрабатывающей промышленности за советом о том, как создать более эффективные строительные процессы и получить возможность использовать некоторые технологии, которые использовала обрабатывающая промышленность. Текущие темпы внедрения все еще очень ранние. Но я бы сказал, что интерес к этой отрасли довольно велик, и есть некоторые компании, которые разработали технологии 3D-печати для строительства. Это область, которую мы называем индустриальным строительством, которая на самом деле делает строительство больше похожим на производственную фабрику, чтобы они могли получить от этого эффективность. Точно так же, как мы рассматриваем добавки как один из инструментов в наборе инструментов для производства, добавки будут одной из технологий в наборе инструментов для строительной отрасли.

Что касается роли AM в более широкой производственной экосистеме, считаете ли вы его скорее инструментом, дополняющим традиционные методы производства?

Присадки не заменят традиционное производство. Но это сыграет свою роль, поскольку распространение продолжает расти. Так что да, может дополнять. В некоторых случаях оно может заменить традиционное производство. Но мы рассматриваем добавку как еще одну производственную технологию, которая теперь доступна нашим пользователям, которые пытаются понять, как перейти от разработки к производству, а затем к выходу на рынок, при этом делая это наиболее экономичным способом и производя продукцию самого высокого качества для своих клиентов.

Индустрия 4.0 — это термин, который мы слышим довольно часто. Как Autodesk видит Индустрию 4.0?

Индустрия 4.0, цифровые двойники… мы часто слышим эти термины. Это интересный термин, потому что мы получили отзывы от некоторых наших клиентов, которые говорят, что Индустрия 4.0 — это сплошная шумиха и что на самом деле она к ним не применима. Но у нас есть и другие клиенты, которые действительно получают выгоду от возможности использовать больше искусственного интеллекта, машинного обучения и анализа данных в своем общем рабочем процессе. Мы считаем, что для того, чтобы действительно реализовать видение Индустрии 4.0, важным первым шагом является улучшение связи между рабочими процессами проектирования и производства. Это действительно обещание Fusion 360. У нас есть отличный рабочий процесс, предназначенный для обработки деталей в Fusion. В этом году вы начнете видеть, что рабочий процесс для аддитивных технологий появится. Это действительно связывает данные между проектированием и производством. Очевидно, что существуют связи с последующими процессами, такими как контроль качества и инспекция, цепочка поставок, логистика и так далее. Но если мы не объединим проектные и производственные данные, концепция Индустрии 4.0 никогда не будет реализована. Именно на этом мы сейчас и концентрируемся:на подключении дизайна к производственному процессу.

Когда дело доходит до фактического управления производственной частью рабочего процесса аддитивного производства, можете ли вы сказать, что в настоящее время в этом процессе есть пробел? Не могли бы вы подробнее объяснить, как, по вашему мнению, устанавливается эта связь, особенно с данными?

Это серьезный разрыв, который мы видим во всей обрабатывающей промышленности. На данный момент у нас есть много клиентов, которые используют нашу технологию обработки для создания литьевых форм. Мы также занимаемся моделированием литья под давлением. Таким образом, мы очень хорошо связаны с рынком литья под давлением. Я исследую количество наших клиентов, занимающихся механической обработкой, чтобы определить, какой процент проектов они получают от своих клиентов, готовых вырезать инструмент. Их ответ всегда один и тот же. В большинстве случаев они говорят, что такого никогда не случалось. Я характеризую это так:когда дизайнеры часто не очень хорошо разбираются во всех тонкостях производственного процесса, они не проектируют с достаточным пониманием производственного процесса. Когда они завершают разработку, они передают ее на производство. Следующий шаг — это то, что я описываю как «начинается танец» — танец между проектированием и производством, туда и обратно, чтобы иметь возможность получить что-то, что соответствует требованиям дизайна и может быть изготовлено в сроки и в соответствии с графиком, необходимыми для продукта. Многое из того, что мы пытаемся сделать, — это сократить этот разрыв. Мы хотим иметь возможность предоставить дизайнерам больше информации о влиянии их проектных решений на производственную операцию. Нужно пойти и в обратную сторону. Таким образом, инженер-технолог может рассмотреть некоторые возможности сэкономить время или деньги на производственных операциях, которые потребуют изменения конструкции. У них нет обратной связи с проектировщиком, чтобы узнать, вносят ли они это изменение, не нарушит ли оно какие-либо инженерные требования к детали. Мы действительно пытаемся ликвидировать этот пробел и предоставить работающим профессионалам понимание процесса разработки продукта, чтобы они могли иметь необходимые им данные в том контексте, в котором они им нужны, чтобы иметь возможность принимать более обоснованные решения.

Есть ли какие-либо тенденции в аддитивном производстве, которые вас волнуют?

Это быстро развивающаяся отрасль. Поэтому всегда появляются новые компании и технологии. Некоторые из тенденций, которые, как я вижу, меня особенно интересуют, — это увеличение количества армированных пластиков. Технология композитов развивается. Существует ряд компаний, которые разрабатывают интересные процессы производства композитов, позволяющие получить более жесткие детали, более адаптированные детали, а также детали, которые невозможно изготовить другим способом. Гибридная технология — еще одна развивающаяся тенденция, которая весьма интересна. Он дает преимущество, заключающееся в возможности использовать действительно традиционные процессы, такие как процессы сварки, и применять их таким образом, чтобы вы могли создавать дорогостоящие компоненты с меньшими затратами и с большей гибкостью проектирования. Я думаю, что мы продолжим видеть, как затраты снижаются и скорость улучшения этих процессов. Я думаю, именно это заставляет людей задуматься об использовании добавок в производстве, где им нужна всего лишь тысяча деталей, чтобы вывести продукт на рынок.

С другой стороны, если бы индустрии было три вещи, необходимые для ускорения этого процесса, то какими бы они были?

Первое — это образование. Во-вторых, это процессы сертификации. Я упомянул аэрокосмическую и медицинскую отрасли, в которых существуют особые процессы сертификации, но они все еще пытаются сделать это для аддитивных технологий. Третье, я думаю, — это разработка аддитивных возможностей. Еще больше усложняет ситуацию тот факт, что требования к проектированию для разных отраслей различны. Как преподавать общий класс по проектированию аддитивов, учитывая это? В инструментах также есть системные ограничения. Если вы посмотрите на передачу данных между инструментом САПР и инструментом подготовки к печати, проблема в том, что инструмент САПР просто выводит файл STL, и вы работаете с ним. Если вам нужно изменить некоторые вещи, вам придется вернуться к инструменту САПР, повторно вывести файл STL, а затем работать над изменениями. Это не очень эффективный процесс. С другой стороны, возможность вносить изменения и быстро видеть влияние на процесс печати материалов, которые вы используете, в среде САПР позволяет выполнять гораздо больше итераций и приводит к более эффективному процессу. Это также часть того, чего мы пытаемся достичь с помощью генеративного дизайна. Генеративное проектирование определяет инженерную и бизнес-задачу, которую вы хотите решить, все имеющиеся у вас переменные, а затем позволяет инструменту создавать сотни жизнеспособных вариантов дизайна. Затем вы сможете быстро отсортировать их и определить, какие из них вам наиболее интересны для дальнейшего анализа.

И наконец, каким будет 2019 год для Autodesk?

Вы начнете видеть аддитивные рабочие процессы в Fusion 360. Мы продолжим партнерские отношения, которые мы уже установили, чтобы создать очень цельные и эффективные рабочие процессы для клиентов этих машин. Мы также продолжим быть в курсе некоторых новых технологий, таких как композиты или гибридное производство, которые появляются на сцене, и понимать, каковы варианты использования и применения этих технологий и где они сходятся с нашей клиентской базой. В конечном итоге мы удваиваем наши усилия по внедрению аддитивных технологий. производство в массы.Чтобы узнать больше о решениях Autodesk, посетите: https://www.autodesk.com О Роберте Янси, докторе философии В Autodesk д-р Янси определяет бизнес-стратегию и отраслевую стратегию для производства производственных решений, включая субтрактивную обработку, аддитивную печать/производство, гибридные и композитные технологии. Он является признанным лидером в области генеративного проектирования и производства, передового моделирования, проектирования аэрокосмических конструкций и современных композитов. Он получил степени Массачусетского технологического института, Технологического института Вирджинии и Дейтонского университета в области аэрокосмической промышленности и инженерии материалов.