Kohti sääntöpohjaista suunnitteluautomaatiota

24.09.2018

Elämme jännittävää aikaa suunnitteluautomaation suhteen: Aihealue elää, kasvaa ja hakee muotoaan. Suunnitteluautomaatiossa rakennuspalikat ja teknologiat ovat jo olemassa, mutta niiden vakiintuminen, yleistyminen ja sovellettavuus hakevat paikkaansa. Samanlaista murrosta eletään monella muullakin teknisellä alalla, kuten 3D-tulostuksessa. 

Kaikilla teknisillä innovaatioilla on vastaava kehityskäyrä ja läpimurto, kuten sähköisessä kaupassa 1990-2010. Tekniikat ja teknologiat olivat olemassa, aiheesta nousi ”hypetys”, kului aikaa ja rahaa, ja lopulta hypekin laantui. Lopulta kaikki liiketoiminta ja kauppa olivat lähes huomaamatta myötä muuttuneet sähköiseen muotoon.

Suunnitteluautomaatio hakee läpimurtoaan parhaillaan samaan tapaan. Eri sovellusvalmistajat ovat heräämässä kasvavassa määrin aiheeseen, ja uusi käsitteitä syntyy vanhojen kuihtuessa pois. Käsiteviidakossa on tällä hetkellä helpointa tehdä suunnitteluautomaatteihin rajanveto konfiguraattorin (Configurator) ja sääntöpohjaisen (RBS/Rule-Based-System) -suunnitteluautomaatioteknologian välille. 

Suunnitteluautomaation ensimmäinen askel: konfiguraattori 

Moni muistaa paperisten tuotekatalogien analogisen määritystaulukot: ”…kun valitset taulukosta 1 tuotteet a, voi taulukosta a1 valita tuotekokonaisuuteen kuuluvat lisäosat. Kun olet valinnut tuotteen a, et voi valita tuotteeseen lisäosia taulukosta b…” 

Tämä kuvaa erinomaisesti konfiguraattorin toimintaa. Käyttäjä tekee valintoja valmiista tuotteista ja valinnat ohjaavat jatkoaskeleet, joista lopullinen kokonpano eli konfiguraatio muodostetaan. 

Toimintamekanismi tai analogia on yksinkertainen ja teknologisesti vanha. Konfiguraattorin historia ulottuu 1950-60 -luvulle. Käytännössä konfiguraattori muodostuu kolmesta osa-alueesta: taulukoinnista, osien rajapintamäärityksistä ja käyttöliittymästä. 

Nykyään verkko on pullollaan eritasoisia konfiguraattoreita aina matkojen ostosta erilaisten tuotteiden asiakasräätälöintiin. Konfiguraattorin hyödyntäminen suunnittelun automatisoinnissa (Configuring-To-Order) nojaa samoihin teknologisiin sääntöihin kuin kaupallisiin tarkoituksiin tehdyissä konfiguraattoreissa. Vastaavasti edut ja haitat ovat samat:

  • Tuotteet tai osat on oltava olemassa tai esisuunniteltu
  • Kokoonpanot ja niiden valinta-avaruus on etukäteen määritettävä
  • Rajapinnat eri osien välillä kokoonpanossa edellyttää jatkuvaa ylläpitoa ja määritystä, mikäli tuote elää ja kehittyy
  • Suunnitteluautomaation tekeminen ei edellytä syvää suunnitteluosaamista
  • Tuotteeseen kohdistuu usein erittäin niukan suunnittelulliset vapaudet (esisuunnittelu ja kokoonpanoavaruus muodostaa rajoitukset)

Konfiguraattori ei siis todellisuudessa automatisoi täysin varsinaista suunnittelua, ainoastaan suunnittelun määrittämää tuotteen kokoonpanoavaruutta optioineen ja vaihtoehtoineen.

Kohti keinoälyä: Sääntöpohjainen suunnitteluautomaatti

Sääntöpohjainen suunnitteluautomaatti tarkoittaa tuotteen rakenteen kuvaamista sääntöjen avulla. Sääntöjä esimerkiksi ovat taulukkotiedot, laskennat, analyysit, suunnittelusäännöt, geometrian määritys, päätelmät, laskentatulokset, laskentakaavat ja ulkoinen ohjausdata. Tavoitteena on synnyttää tuotteesta älymalli tai älykäs tuotetieto (KBE/Knowledge-Based-Engineering), jonka avulla kyetään ulkoa ohjaten määrittämään dynaamisesti tuotteen rakennetta.

Keskeistä älymallin muodostumisessa on sen kehittyminen ja käyttäytyminen tiedon lisääntyessä. Kyse lopulta on geneettisen materiaalin synnystä, ja se avaa tien auki kohti tekoälyä. Tällöin keinoäly toteuttaa tuotteen suunnittelun ja suunnitteluautomaatin käyttäjältä ei edellytetä suunnitteluosaamista.

Käyttäjälle sääntöpohjainen suunnitteluautomaatti näyttäytyy konfiguraattorin tavoin käyttöliittymänä. Suurin ero syntyy suunnittelun aidosta automatisoinnista. Lisäksi älymalli optimoi dynaamisesti tuotetta ja synnyttää aidosti poikkeuksellisen, yksilöllisen tuotoksen.

Merkittävä teknologinen ero konfiguraattorin ja sääntöpohjaisen suunnitteluautomaatin välillä on helppoa huomata: Konfiguraattori edustaa digitalisoitua analogista apuvälinettä kokoonpanon määrityksessä, sääntöpohjainen puolestaan sukeltaa digitaalisesti tuotteen muodostumisen juureen.   

Parempi, yksilöity tuote merkittävästi nopeammin ja edullisemmin

RD Velho on toiminut toimitussuunnitteluun toteutettujen konfiguraattorien parissa jo yli 15 vuotta, ja kehittänyt sääntöpohjaista suunnitteluautomaatioteknologiaa vuodesta 2012 asti.

RD Velhon sääntöpohjainen geneettinen suunnitteluautomaatti on tuonut asiakkaidemme tuotteisiin merkittäviä etuja. Kyse on ratkaisuista, joita ei millään muulla tavoilla olisi kyetty toteuttamaan. Huomattavaa ratkaisuissa myös on, että sääntöpohjainen suunnitteluautomaatti on voitu valjastaa suunnittelijoiden lisäksi koko yrityksen käyttöön, esimerkiksi myynnille. 

Suunnitteluautomaatioteknologiaa hyödyntämällä on lyhennetty toimituskohtaista tai räätälöityä suunnitteluun käytettyä aikaa useista viikoista muutamaan tuntiin (sis. suunnittelumateriaalin tarkastuksen). Samalla tuote optimoitiin yli 40 prosenttia alkuperäistä – perinteisellä tavalla suunniteltua – tuotetta kevyemmäksi. Tämä on tuonut asiakkaillemme useiden kymmenien prosenttien laskun tuotteen omakustannushintaan. 

Teksti: Harri Kelho
Kuva: Pixabay

Tule kuuntelemaan lisää suunnitteluautomaatiosta 25.9.2018 RD Forumiin (Tampere)

Aika: tiistai 25.9.2018 klo 14-16.00
Paikka: B-hallin seminaaritila, Alihankinta-messut, Tampereen messu- ja urheilukeskus

Ilmoittaudu RD Forumiin

 

Like (1) 

Lisää uusi kommentti

Latauslinkki lähetetään sähköpostiin

Yhteystiedot

Käytössäsi lähes 300 asiantuntijan osaaminen

Lue meistä