Роберт Янси из Autodesk об аддитивном производстве, генеративном дизайне и Индустрии 4.0 — экспертные инсайты

От дизайна до управления воркфлоу — ПО играет всё более критичную роль в аддитивном производстве. Autodesk, один из ведущих игроков в ландшафте ПО, — корпорация на миллиард долларов, разрабатывающая ПО для широкого спектра отраслей, включая производство и строительство. Близились поговорить с Робертом Янси, директором по стратегии бизнеса и индустрии производства и производственных решений Autodesk. С 25+ летним опытом в аддитивном производстве Янси теперь отвечает за бизнес и индустриальную стратегию производственных решений Autodesk, включая вычитающие и гибридные технологии, помимо аддитивного производства. Сегодня обсуждаем, как Autodesk ускоряет внедрение аддитивного производства, почему генеративный дизайн так важен и как индустрия может перейти от быстрого прототипирования к производству.

С вашим обширным бэкграундом в аддитивном производстве, как вы видели эволюцию индустрии за годы?

Роберт Янси, директор, стратегия бизнеса и индустрии производства и производственных решений Autodesk

Одна из главных вещей за последние годы — идея, что аддитивное производство может выйти за прототипирование. Есть приложения в медицине и стоматологии, где это так уже время. Но вне медицины — начинаете видеть, как люди смотрят на технологию и осознают: могут реально строить детали или производить малые объёмы там, где никак иначе. С снижением затрат и улучшением скорости — использование аддитивного для производства становится более возможным. Конечно, всё ещё много барьеров и вызовов для реальности. Но работаем с многими компаниями, смотрящими, как использовать аддитивное для производственных приложений.

Погрузимся в продуктовые предложения Autodesk, начиная с Netfabb. Как Autodesk Netfabb помогает продвигать использование аддитивного производства?

Одно из ключевых обновлений в релизе Netfabb 2019 — Lattice Commander, позволяющий генерировать сложные решётчатые структуры [Источник: Autodesk]

Netfabb — ПО подготовки к печати. Работаем с STL-файлами, генерируем поддерживающие структуры. Технология существует давно, фокусируемся на эффективности воркфлоу. С этим, есть дополнительные возможности в Netfabb для уникальных выгод. Например, продвинутые технологии траекторий инструмента. Компании, использующие их, видели значительные улучшения скорости процесса. Для металлического аддитивного — также есть симуляционная возможность для симуляции порошкового плавления. Можем искать остаточные напряжения, деформации, интерференцию рекойера. Всё виртуально перед коммитом к сборке. Недавно применяем к гибридным воркфлоу. Типичный кейс — металл насаждается проволочной дуговой технологией, потом развивают обработку для доводки детали после насадки — и симуляция во время процесса направленного энергодепозита.

Насколько широко распространено гибридное производство сейчас?

Гибридное производство ещё довольно новое, хотя много интереса на рынке. Сейчас реально лишь горсть клиентов полностью использующих гибридное производство. Но на выставках видим больше гибридных производителей станков для приложений вроде нефти/газа или крупных деталей, которые порошковое плавление не поддерживает.

Генеративный дизайн — ясная часть стратегии Autodesk — как Fusion 360 выполняет видение Autodesk генеративного дизайна?

Вид генеративного дизайна Autodesk. [Источник: Youtube]

Одна вещь, отличающая Autodesk генеративный дизайн от других — мы не даём единственное оптимизированное решение. Даём диапазон решений, удовлетворяющих требования, и инструменты для лёгкой навигации. Лично думаю, индустрия позиционировала генеративный дизайн как инструмент облегчения. Особенно подходит для аддитивного — придумывает дизайны, часто трудно эффективно произвести иначе. Но в Autodesk смотрим на генеративный дизайн как технологию исследования дизайна, позволяющую исследовать и инженерную функцию, и бизнес-ценность. Начали вводить распространённые производственные техники — генеративный для 2-3-осевой обработки. Увидите больше в этом году. Так генеративный становится применимым к людям, производящим сегодня традиционными методами. Другое — включение бизнес-трейдоффов: смотреть на трейдоффы стоимости, графика, материала в дизайн-процессе. По мере включения литья в воркфлоу — люди смогут одновременно делать трейдоффы между инженерной производительностью и бизнес-ценностью.

Часто говорят о необходимости нового дизайн-подхода для аддитивного производства. Ваши мысли?

Autodesk Fusion 360 joints [Источник: Autodesk]

Да, это определённо большой разрыв. Недавно был на консорциуме MIT, где целый день посвятили дизайну для аддитивного. Слышим от многих клиентов — работают с очень разрозненными воркфлоу. Дизайн-процесс в CAD, переводят в STL, импортируют в билд-процессор вроде Netfabb. Оттуда на машину, машина собирает данные. Получаете соло данных, не связанных. Это и есть видение и намерение Fusion 360 — создать единую среду от концепта до печати, с данными в правильном контексте и формате, представленными человеку правильно. Множество людей вовлечены в AM-воркфлоу, все нуждаются в разных данных и часто формате. Визия Fusion 360 — собрать всё с данными в центре для энд-ту-энд воркфлоу. Также заинтересованы в работе с другими провайдерами технологий в аддитивном экосистеме — воркфлоу-менеджмент ПО — для партнёрства, чтобы пользователи могли делать работу удобно и эффективно.

Говоря о партнёрствах и коллаборациях, Autodesk анонсировал несколько, с HP и GE Additive — одни из недавних. Какой подход Autodesk к партнёрствам и как видите роль коллаборации шире в индустрии?

Аддитивное пространство — ещё относительно малая индустрия. Люди осознают: для роста нужно коллаборировать с другими провайдерами технологий в пространстве. Это именно то, о чём просят клиенты. Устали от разрозненных воркфлоу и данных в сило в операциях, не могущих собрать всё вместе. В диалоге с GE Additive и HP последние 18 месяцев. Выражали похожий взгляд — одна из вещей, ограничивающих способность продавать больше станков и материалов — разрозненный воркфлоу. Хотели работать с нами для установления более консистентного воркфлоу для их станков. Поскольку они — два из крупнейших имен сейчас, решили — хорошие партнёры для решения. Но намерение — предоставить платформу, позволяющую любому вендору станков создавать воркфлоу с Fusion 360 и внешними вендорами технологий.

Есть другие партнёрства, о которых можете говорить?

Недавно анонсировали партнёрство с Farsoon и Arkema на TCT Asia. Интересно — Arkema поставщик материалов, Farsoon вендор станков, мы — поставщик ПО. Не просто материал, станок или дизайн — реально все три — процесс, материал и дизайн. Все три должны работать вместе для лучших исходов для людей, использующих аддитивное производство.

Ранее вы намекали на сдвиг аддитивного производства от быстрого прототипирования к производству. Ключевые факторы для обеспечения этого?

Зависит от отрасли. Для сильно регулируемых — медицина, авиация — всегда вопрос сертификации деталей. Факт: нужно сертифицировать дизайн, материалы, процесс — не так отличается от других производственных технологий. Но с аддитивным процессы и материалы могут отличаться — нужно пройти процесс для сертификации. Один из факторов для входа в производство. Ещё — меньшая 익숙ость с технологией. Компании видят возможность AM, но часто не имеют экспертизы для быстрого перехода в производство. Есть компании, движущиеся быстро, другие — только вникают. Одно из находок — многие клиенты приходят и просто хотят общее обучение. Хотят помощи понять возможности и препятствия AM, лучше понять процесс и материалы и как всё это вписывается в дизайн для исследования использования технологии для производства. Стоимость — тоже барьер во многих случаях. Комбинируя с незнанием, как использовать и проектировать технологию и как сделать бизнес-кейс, где AM имеет смысл — ещё несколько лимитирующих факторов.

Влияла ли потребность в обучении на контент Autodesk University?

Autodesk University 2018 [Источник: Autodesk]

Autodesk University — наша пользовательская конференция уже годы, реально user-driven. Клиенты сами преподают многие классы и дают контент. Есть процесс определения сессий в аженду. Да, видим растущий интерес к аддитивному на Autodesk University. Отслеживайте — больше аддитивных классов и контента. Также смотрим на партнёрство с консультантами и университетами. Недавно был в MIT, с которыми партнёрим — разработали много учебных программ для работающих профи, не студентов. Ввели курс в этом году — огромный отклик. Работаем с ними для предоставления обучающего контента и технологии Autodesk для помощи разработке обучения. Смотрим на внешних провайдеров для обучения, фокусируясь на лучшем софт-опыте для клиентов и обучаемых.

Вызов бизнес-кейса для AM: как компании, новой для технологии, начать стратегию внедрения? Факторы для рассмотрения?

С моей точки зрения, многие компании, начинающие с аддитивным, стартуют производством деталей, спроектированных традиционными процессами. Печатают — круто иметь 3D-печатную деталь в руке и показывать. Но разваливается при поиске бизнес-кейса. Если деталь спроектирована для литья или обработки — часто эти технологии всё ещё более стоимоэффективны, особенно в средних/крупных объёмах. Часть образования, выравнивающаяся с бизнес-кейсом — как дать ценность детали/компонента/системы, где аддитивное — единственный способ дать эту добавленную ценность. Смотрите на известные кейсы — топливный форсунка LEAP от GE — и наш кейс с HP и Penumbra. Там проектируете деталь для аддитивного с чистого листа. С этим — реальная производительная ценность, которую достигаете. Реально — проектировать деталь с чистого листа. Очевидно, нужно хорошо понимать технологию для этого и софт-инструменты должны поддерживать. На этом много чего фокусируемся.

Видите ключевые возможности для AM в конкретных отраслях или приложениях?

Конечно, медицина и авиация — два крупнейших рынка. Но если смотреть на базовый рынок Autodesk — дизайн и производство — ключевая возможность в промышленном машиностроении — малые и средние машиностроительные цехи и производственные объекты. Интересно — видим довольно большой интерес от этой отрасли. Они более осознанны, где могут брать более высокие ставки за детали, чем авиация или медицина. 3D-печать для потребительских товаров — тоже получает внимание. Гибридные воркфлоу — другая область интереса — использование аддитивной технологии для оснастки. Огромно. Приспособления и фикстуры давно используют технологию, были ограниченные приложения для вставок инструментов. Но видим больше интереса в идее — можно прототипировать и создавать оснастку быстрее аддитивным, делать больше итераций. В итоге могут пойти к традиционно резаной оснастке, но много ценности аддитивное даёт через процесс. Есть приложения, где нужно несколько сотен или тысяч — аддитивная оснастка более стоимоэффективна для доставки.

Как насчёт аддитивного для строительной отрасли? Медленная в внедрении, но много потенциала.

Приложения аддитивного в строительстве — точно на радаре Autodesk, за которым близко следим. Хорошо позиционированы, строительство — ключевой рынок.

Все видели видео роботов, печатающих бетон, но это выходит за — создание кастомных узлов для новых строительных дизайнов. Строительство смотрит на производство за гайдлайнами — как создавать более эффективные строительные процессы и задействовать технологии, использовавшиеся в производстве. Текущий уровень внедрения — очень ранний. Но скажу — довольно большой интерес в индустрии, есть компании с 3D-печатными технологиями для строительства. Область, которую называем индустриализированным строительством — делаем строительство более похожим на производственный завод для эффективностей. Как видим аддитивное как один из инструментов в ящике для производства, аддитивное будет одной из технологий в ящике для строительной отрасли.

В терминах роли AM в более широкой производственной экосистеме — видите его больше как комплементарный инструмент к традиционным методам?

Аддитивное не заменит традиционное производство. Но будет роль по мере роста внедрения. Да, может комплементировать. Для некоторых приложений — может заменить. Но видим аддитивное как просто ещё одну производственную технологию, теперь доступную нашим пользователям, пытающимся понять, как идти от дизайна к производству и рынку, максимально стоимоэффективно и с лучшим качеством для клиентов.

Индустрия 4.0 — термин, который слышим часто. Визия Autodesk Индустрии 4.0?

Индустрия 4.0, цифровые двойники… слышим часто. Интересно — получали фидбэк от клиентов: «Индустрия 4.0 — хайп, не применяется к нам». Но другие клиенты получают реальную ценность от использования ИИ, машинного обучения, аналитики данных в общем воркфлоу.

Наш взгляд: для достижения видения Индустрии 4.0 важный первый шаг — лучше связать дизайн и производственный воркфлоу. Это обещание Fusion 360. Есть отличный воркфлоу для обработанной детали в Fusion. Начнёте видеть воркфлоу для аддитивного в этом году. Реально — связать данные между дизайном и производством. Есть связи к downstream-процессам — контроль качества, инспекция, цепочка поставок, логистика. Но если не свяжем дизайн и производственные данные — видение Индустрии 4.0 никогда не реализуется. Так что фокус сейчас — связать этот дизайн-производственный воркфлоу.

Когда речь о управлении производственной стороной аддитивного воркфлоу — скажете, есть текущий разрыв? Можете объяснить, как видите это соединение, особенно с данными?

Большой разрыв, видимый по всей производственной индустрии. На уровне данных — много клиентов используют нашу технологию обработки для создания форм для литья под давлением. Также делаем симуляцию литья. Хорошо связаны с рынком литья. Опрашиваю наших клиентов-обработчиков: какой % дизайнов получают от клиентов готовых к резке инструмента. Ответ всегда один. В большинстве — «никогда не случалось». Характеризую так: дизайнеры часто не хорошо знают все тонкости производственного процесса, не проектируют с достаточным пониманием производства. Завершив дизайн, бросают в производство. Следующий шаг — «танец начинается» — танец между дизайном и производством, туда-обратно, чтобы получить то, что соответствует дизайн-требованиям и может быть произведено во времени и графике продукта. Много чего пытаемся — закрыть этот разрыв. Хотим дать дизайнерам больше инсайта в эффекты их дизайн-решений на производственную операцию. Нужно и обратное. Производственный инженер может видеть возможности сэкономить время/стоимость в производстве, требующие дизайн-изменения. Нет видимости обратно к дизайнеру — если сделают изменение, нарушит ли это инженерные требования детали. Пытаемся закрыть разрыв и дать инсайт работающим профи на пути разработки продукта для данных в контексте, который нужен, для лучших решений.

Есть тренды в аддитивном производстве, которые вас вдохновляют?

Быстрая индустрия. Всегда новые компании и технологии. Тренды, которые вижу и особенно интересуют — более усиленные пластики. Композитные технологии проникают. Несколько компаний разрабатывают интересные процессы для композитов — жёсткие детали, более тэйлоренные, невыполнимые иначе. Гибридная технология — другой растущий тренд. Преимущество — использование действительно традиционных процессов вроде сварки и применение так, чтобы получить высокоценные компоненты по нижней стоимости и с большей дизайн-гибкостью. Думаю, продолжим видеть снижение затрат и улучшение скоростей для этих процессов. Думаю, это драйвит людей думать об аддитивном для производственных приложений, где нужны только тысяча деталей для вывода продукта на рынок.

С другой стороны — если бы три вещи, нужные индустрии для ускорения процесса, что бы это было?

Первое — образование. Второе — процессы сертификации. Упоминал авиацию и медицину — специфичные процессы сертификации, но всё ещё борются с этим для аддитивного. Третье — способность дизайна для аддитивного. Усложняет — дизайн-требования для разных отраслей разные. Как обучать общий класс дизайну для аддитивного с этим в виду? Есть системные лимиты в инструментах. Посмотрите на передачу между CAD и принт-преп тулом — CAD просто выдаёт STL, работаете с тем. Нужно изменить — обратно в CAD, перевыдача STL, работа с модификациями. Неэффективный процесс. С другой стороны — способность делать изменения и быстро видеть влияние на печать, материалы, в CAD-среде — позволяет больше итераций и эффективнее. Это часть того, чего добиваемся генеративным дизайном. Генеративный дизайн определяет инженерную и бизнес-проблему, все переменные, пускает инструмент производить сотни жизнеспособных дизайн-опций. Быстро сортируете, определяете самые интересные для глубокого анализа.

Наконец, как выглядит 2019 для Autodesk?

Начнёте видеть аддитивные воркфлоу в Fusion 360. Продолжим партнёрства для бесшовных и эффективных воркфлоу для клиентов тех станков. Продолжим следить за новыми технологиями вроде композитов или гибридного производства, понимать кейсы и где конвергируют с нашей клиентской базой. В конечном счёте — удваиваем усилия по приведению аддитивного производства к массам.

Узнайте больше о решениях Autodesk: https://www.autodesk.com

О Роберте Янси, PhD

В Autodesk д-р Янси определяет бизнес и индустриальную стратегию для производственных решений включая вычитающую обработку, аддитивную печать/фабрикацию, гибридные и композитные технологии. Признанный лидер в генеративном дизайне и производстве, продвинутой симуляции, аэрокосмическом структурном дизайне, продвинутых композитах. Имеет степени MIT, Virginia Tech, University of Dayton в аэрокосмической и материаловедческой инженерии.