Hoe computermodellen veiligheid vergroten, afval verminderen en de productie versnellen

The sky is the limit. Het bedrijf Dassault Systèmes maakt gesimuleerde computermodellen van alle denkbare zaken. Om producten of diensten te ontwikkelen, te testen en eindeloos te verbeteren. Van sportschoenen en auto’s tot vliegtuigen en complete steden. Progressie en simulatie gaan hand in hand.

Jeroen Hanekamp werkt bij Dassault Systèmes als Vice President van DELMIA. Dat staat voor Digital Enterprise Lean Manufacturing Interactive Application, een softwaretool van Dassault Systèmes die simulaties tot in het kleinste detail kan doorvoeren. ‘De virtuele wereld die wij maken, gebruiken we om de échte wereld te verlengen en te verbeteren’, legt Hanekamp uit. ‘Zo maken we digital twins, waarop we real life data kunnen loslaten. Leerpunten daaruit kunnen we in de echte wereld toepassen.’

De manager kijkt uit het kantoorraam in Den Bosch. Op de nabijgelegen weg razen honderden auto’s en busjes langs. ‘Ik schat dat we indirect bij minimaal 80 procent van al die voertuigen hebben meegeholpen aan de ontwikkeling ervan. We maken én testen voorwerpen eerst in de digitale omgeving, voordat ze in het echt worden gemaakt.’

‘Zo werken nagenoeg alle vliegtuigbouwers met ons, maar ook vele autofabrikanten en bootproducenten. Hoe reageert dit voertuig op een botsing? Hoe staat het stuur met zwart leer, en hoe met bruin leer? Hoe moet de uitlaat worden ingepast? Al dit soort ontwerpkeuzes – tot het kleinste detail aan toe – kunnen op die manier vooraf worden bepaald én gemeten. En je hebt veel minder daadwerkelijke crashtests nodig!’

Slimme software

Hoewel het futuristisch klinkt, is 3D-techniek toegankelijker dan ooit. Met 3D-printers en honderden soorten simulatiesoftware beschikbaar op de markt, valt er veel winst te behalen. Voor iedere bedrijfstak. In tegenstelling tot een maquette of fysiek model, kan aan een simulatie immers eindeloos geschaafd worden. Prototypes hoeven allang niet meer tastbaar te zijn. Alle mogelijke gebeurtenissen kunnen nu via software worden doorgerekend. Wandel eens met een 3D-bril door een virtuele omgeving. Het is bereikbaar én betaalbaar!

Vliegende start

In 1981 is Dassault Systèmes opgericht door Fransman Charles Edelstenne. Hij wilde met zijn bedrijf de bouw van vliegtuigen optimaliseren. Dat resulteerde in 1989 in een volledige digitale mock-up van de toen gloednieuw te bouwen Boeing 777. Daarmee kon het vliegtuig in productie worden genomen zonder dat er ook maar één testvlucht was gemaakt.

Tot op de dag vandaag simuleert Dassault Systèmes alle mogelijke variabelen op vrijwel alle nieuwe vliegtuigmodellen. ‘Je kunt niet alles testen met een echt vliegtuig’, redeneert Hanekamp. ‘Stormen, technische storingen, of zelfs het gedrag van een gangpadkarretje kun je daarom veel beter digitaal nabootsen. Dat scheelt duizenden uren aan uitzoek- en vliegwerk met menselijke piloten en miljoenen aan ontwikkelingskosten. En het is veel veiliger.’

Groeispurt der techniek

In de jaren die volgden, gooide Dassault Systèmes de digitale hengel steeds vaker uit in andere vijvers. Vanaf 1999 worden bijvoorbeeld ook simulaties gemaakt voor autobedrijven of sportmerken.

Vandaag de dag heeft de organisatie verschillende industrieën onder zich, zoals een gespecialiseerde tak voor 11 vertical industries (zoals transportation & mobility, automotive, business services of aerospace & defense). Ook de simulatiesoftware is onderverdeeld: zo kunnen gebruikers met Simulia het gedrag van natuurlijke invloeden weergeven (zoals regen en wind).

Stromen simuleren

De wereld van het parallelle digitale universum biedt nog meer kansen. ‘Dassault Systèmes focust zich naast product ook op nature en life’, zegt Hanekamp. ‘Dus niet alleen de kwaliteit van je producten, maar ook hoe je ze toepast en bijvoorbeeld moet plannen.’

‘Dat is logistieke optimalisatie via software, wat we bijvoorbeeld doen voor Jumbo en DHL, maar ook voor het vliegveld van Dubai. Inspelen op mensenstromen. Probeer creatief te denken als ondernemer op de luchthaven. Wanneer komt er een vliegtuig uit China aan? Kijk of je in die tijdvakken de teksten of animaties op je beeldschermen kunt aanpassen aan díe consument.’

Simulatiestad Singapore

Het digitaal uitspelen van scenario’s kan tot in het extreme worden doorgetrokken. Zo vroeg het bestuur van Singapore in 2012 of Dassault Systèmes de volledige stad na kon maken als digitaal model. Wat gebeurt er bij brand? Wat moet er in werking worden gezet bij evacuaties? Wat als er een brug instort?

Alle gevolgen, van menselijk gedrag tot natuurlijke reacties, worden zichtbaar in zo’n simulatie. En met succes: intussen zijn meer steden geïnteresseerd in een eigen digital twin.

Digitaal voor de zorg

Geen enkele bedrijfstak of onderdeel van de maatschappij lijkt te kunnen ontkomen aan de simulatiewerkwijze. ‘Zo valt er ook in de zorg nog veel te winnen’, vindt Hanekamp. ‘Mijn vrouw werkt in de zorg, en de werkdruk en de rompslomp zijn gigantisch. Wij hebben, om nieuwe chirurgen te trainen, The Living Heart Project in het leven geroepen.’

‘Met een 3D-bril kun je op zo’n virtueel hart opereren, onderzoeken en analyseren, er als het ware omheen lopen, terwijl je met speciale tools het hart kan bewegen, verplaatsen of omdraaien. Op die manier kunnen zelfs operatietrainingen worden gegeven, zonder dat er bijvoorbeeld nog in echte lichamen of dierlijke organen gesneden hoeft te worden. Daarnaast zouden de administratieve rompslomp en de werkdruk ook een stuk minder kunnen met goed toegepaste logistieke planning.’

De toekomst

Een blik in de toekomst lijkt vooral het verlengde van de dag van morgen te zijn. De mogelijkheden van simulaties zijn eindeloos. Zo wordt het prangende energievraagstuk ook meegenomen in de berekeningen. Hoe stel je windmolens op de beste manier af, met het meeste rendement en met de minste overlast voor de buurt? Hoe laat je een auto op zonne-energie, zoals de Lightyear One, rijden? Kun je in beeld brengen hoe luchtstromen zich bewegen, zodat je de besmettingen van corona gerichter kunt terugdringen? Hoe ontwikkel je de volgende generatie duurzame ‘werkboten’?

Volgens Hanekamp is de toekomst elke dag weer fascinerend. Door te simuleren kun je sneller, goedkoper en duurzamer werken. ‘Een betere wereld begint bij jezelf digitaliseren!’