Ontwikkelen van een zelflerende Feature Recognition Tool voor geavanceerde houtbewerkingssystemen

Wanneer je door een supermarkt, museum, of bibliotheek loopt, kom je daar vaak met een reden: je gaat boodschappen doen, bewondert een schilderij of bent op zoek naar een boek. Waar je vaak geen aandacht aan besteedt, zijn de interieurelementen die ervoor zorgen dat we deze dingen bijvoorbeeld gestapeld of op hoogte kunnen bekijken. Toch bepalen deze interieurelementen de inrichting van de winkel of het pand waar je doorheen loopt en zorgen ze voor de juiste presentatie en beleving van de producten. De productie en productiesystemen van deze onmisbare interieurelementen, geplaatst tussen vloer en plafond, vormen de specialisatie van Van Keulen Interieurbouw en Dynfos Business Solutions.

Van A tot Z verzorgt Van Keulen Interieurbouw de professionele productie van hoogwaardige metalen en houten interieurelementen in het indrukwekkende familiebedrijf, waarvan de hoofdvestiging zich bevindt in Nijverdal. Van Keulen Interieurbouw levert voor veel verschillende branches interieur. Het hoofdsegment is winkelinterieur voor zowel Food als Non-Food, waarbij, naast Non-Food winkels, supermarkten het grootste deel van de omzet bepalen. Hiernaast richten ze zich onder andere op de hotellerie, bibliotheken, scholen en musea.

De 3D-CAD software waarmee de verschillende interieurelementen worden getekend, genaamd IronCAD, is van Amerikaanse makelarij en is door Dynfos Business Solutions voorzien van uitbreidingen waarmee de vertaling van de in IronCAD getekende geometrie gemakkelijk is om te zetten naar Dynfos ERP. Dynfos ERP is een ERP-pakket dat volledig is ontwikkeld door Dynfos Business Solutions. Van Keulen Interieurbouw wordt volledig aangestuurd met Dynfos ERP: van het maken van de offerte, tot calculaties, orders, productie-aansturing en facturatie. De missie van Dynfos Business Solutions is om de geometrie in IronCAD gereed te maken voor productie, met slechts enkele muisklikken. Het is hiervoor niet nodig dat de modellen geparametriseerd zijn, maar ze mogen volledig dynamisch zijn opgebouwd. Ook moet de mogelijkheid er zijn om voorgenoemde gecombineerd in één CAD-model toe te passen.

Veel interieurelementen die worden geproduceerd, zijn van hout of bevatten houten onderdelen. Mogelijke machinebewerkingen voor hout tijdens de productie zijn boren, frezen of zagen. Als het productontwerp wordt aangeleverd door de klant, worden deze machineacties niet weergegeven; ze zijn ofwel niet toegevoegd in het productontwerp, of de tekensoftware is niet compatibel met de productiesoftware. Hierdoor worden de zogenoemde features in het aangeleverde CAD-model niet herkend door de CAM-software. Het toevoegen van deze features wordt nu handmatig gedaan: een tijdsintensieve handeling. Het AMP-gesubsidieerde project FRT is erop gericht om het herkennen van deze features in het aangeleverde productontwerp te automatiseren met een zelflerende Feature Recognition Tool. De voordelen hiervan zijn tweeledig:

  • Het scheelt tijd (en dus kosten) in het handmatig aanbrengen van de features in het CAD-ontwerpmodel,
  • In het gehele productieproces draagt FRT bij aan een betere planning, doordat de features en machineacties nog gedetailleerder in kaart worden gebracht.

Er bestaan verschillende softwareoplossingen voor Feature Recognition voor metaalsystemen. Echter, er is momenteel geen commerciële software beschikbaar die automatische herkenning van alle door Van Keulen gebruikte features en materialen combineert. Met het FRT-project wordt op dit gemis ingespeeld, door te werken aan een geïntegreerde oplossing. Binnen de huidige projectscope zal het FRT-projectconsortium zich voornamelijk richten op geavanceerde houten interieuronderdelen voor het automatiseringsonderdeel van de tool.

Industry partners

AANPAK

In het project FRT werd gebruikgemaakt van de expertise van Van Keulen Interieurbouw en Dynfos Business Solutions, op het gebied van respectievelijk interieurdelenproductie en ERP-software. Ze gebruikten IronCAD voor het ontwerp en Dynfos ERP voor het operationeel management. In het project werden de handmatige inspanningen die nodig zijn om eigenschappen aan CAD-modellen toe te voegen in kaart gebracht, met als doel dit proces te automatiseren met behulp van een zelfontwikkelde Feature Recognition Tool (FRT).

Door de herkenning van eigenschappen te automatiseren, werd er gewerkt aan een oplossing om tijd te besparen en de productieplanning te verbeteren. Het projectconsortium richtte zich op het ontwikkelen van een geïntegreerde oplossing die specifiek is afgestemd op geavanceerde interieuronderdelen op basis van hout, waarmee de kloof in bestaande commerciële software wordt opgevuld.

RESULTAAT

In het project werd met succes de uitdaging aangepakt om de detectie van kenmerken in 3D-modellen te automatiseren bij Van Keulen. Aan de hand van vier werkpakketten is met dit project het volgende bereikt:

• Ontwikkeling van een raamwerk om ontwerpkenmerken in het productieproces in kaart te brengen
• Onderzoeken van bestaande oplossingen op compatibiliteit
• Analyse van in de markt ontbrekende oplossingen, functionaliteiten en verbeterpunten
• Een prototype voor kenmerkdetectie met behulp van Booleaans complement

Hoewel het prototype zich beperkt tot het analyseren van objecten met enkele kenmerken, heeft het het potentieel voor het automatiseren van productieplanningsprocessen aangetoond. Door kenmerken zoals doorgaande gaten, sleuven en afschuiningen te detecteren, heeft het prototype de inschatting van de productietijd en de logistieke planning op de fabrieksvloer vereenvoudigd. Deze resultaten bieden kansen voor verbeterde efficiëntie en kosteneffectiviteit in productieactiviteiten.

Dit project is mogelijk gemaakt door de Regio Deal, ondersteund door de Provincie Overijssel en de Rijksoverheid.

VOOR MEER INFORMATIE OVER FRT, NEEM GERUST CONTACT OP MET

Reinier Stribos

Research Engineer

Julius Matthews

Research Fellow - Fraunhofer IPT

Vasos Arnaoutis

Vasos Arnaoutis

Research Engineer