14.09.2016

Witzenmann GmbH

Harmoniser la mécanique et l'électrotechnique

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Leader mondial dans la fabrication d'éléments de câbles métalliques flexibles

Le groupe Witzenmann, dont le siège est à Pforzheim, est le premier fabricant mondial d'éléments de conduites métalliques flexibles. Défi dans la production : une grande diversité de variantes des produits et donc des machines. La vision de la "nomenclature Mécatronique" est née. De nouvelles structures dans l'identification des moyens de production étaient la clé pour harmoniser les mondes de la mécanique et de l'électrotechnique. Le fondateur de l'entreprise, Heinrich Witzenmann, a eu l'idée de génie en 1885 : il a inventé le tuyau métallique. Toute une branche s'est développée à partir de cette invention : les conduites métalliques flexibles. Une histoire d'innovation que l'entreprise poursuit encore aujourd'hui.

Car partout où des compensateurs doivent compenser des dilatations, où des vibrations doivent être découplées et où il s'agit de faire passer des milieux dans des tuyaux flexibles, le constructeur peut installer des produits de Witzenmann. "Managing Flexibility", telle est la mission de l'entreprise mondiale de Pforzheim, leader du marché dans ce domaine depuis 2011. Ses produits sont des soufflets métalliques, des tuyaux métalliques flexibles, des compensateurs, des pièces automobiles et des supports de tuyaux pour les domaines d'application suivants : voitures particulières, véhicules utilitaires, aéronautique et aérospatiale, construction de machines et d'installations et technique du bâtiment. Aujourd'hui, le groupe Witzenmann emploie au total 4000 personnes dans 24 entreprises et a réalisé en 2015 un chiffre d'affaires de 580 millions d'euros.

Le leader du marché construit lui-même ses machines

Witzenmann développe des outils et des machines qui concernent le cœur de son savoir-faire. Les cas d'utilisation de chaque produit sont aussi variés que les quantités produites. "Les moyens d'exploitation vont des machines et installations de la fabrication de pièces individuelles avec un faible volume d'investissement aux lignes entièrement automatisées pour des quantités se chiffrant en millions, en passant par des cellules de fabrication flexibles", explique Timo Conzelmann, concepteur électrique chez Witzenmann GmbH, pour résumer le défi. 

L'intégration précoce de la construction d'outils et de machines dans le développement de produits permet de tenir compte des exigences de la fabrication et du montage dès la conception du produit. Grâce à un développement ciblé des procédés, le développement de composants spécifiques au client est réalisé beaucoup plus rapidement et sans problème - avec une sécurité optimale des processus et de la qualité. Witzenmann dispose d'une grande expérience dans l'intégration de processus tels que le soudage, l'usinage au laser, le brasage, l'emmanchement, le pressage, l'estampage, le convertisseur hydraulique, le convertisseur mécanique ainsi que le marquage ou le contrôle.

Cela fait de Witzenmann un partenaire compétent qui offre le plus décisif pour pouvoir fabriquer des groupes de composants avec des éléments flexibles. Pour l'ingénierie électrique de toutes ces machines, Witzenmann utilise Eplan Electric P8, actuellement dans sa version 2.5. De plus, l'entreprise de Pforzheim a installé la solution Eplan Pro Panel pour la construction des armoires électriques et le logiciel Eplan Fluid pour l'ingénierie spécifique aux fluides.

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Witzenmann conçoit, documente et gère ses projets électrotechniques avec Eplan Electric P8. ©Witzenmann GmbH

Le savoir-faire doit rester dans l'entreprise

Jusqu'en 2013, la construction électrique utilisait de petites versions de licence du système IAO Eplan pour documenter l'équipement électrique des machines et pouvoir modifier les plans des fournisseurs si nécessaire. En 2013, la décision de changer d'orientation a été prise : "Nous voulions conserver encore plus de savoir-faire au sein de notre propre entreprise et c'est pourquoi nous avons pris en charge nous-mêmes l'ingénierie électrique et logicielle de nos machines", se souvient Timo Conzelmann. "Nous avons réorganisé nos processus, en nous basant sur Eplan. Désormais, nous considérons le processus de développement d'une machine depuis sa création jusqu'à son montage. Et pour ces tâches, nous n'utilisons pas seulement Eplan comme outil, mais nous exploitons aussi ses possibilités de connexion à SAP, notre système ERP." 

Sur la base de l'Engineering Control Center ECTR, utilisé par Witzenmann, la base de données des éléments accède à SAP. "Désormais, nous ne représentons plus seulement la partie mécanique de la machine, mais la machine complète dans la CAO, et nous réunissons la conception électrique et mécanique, rappelle Jürgen Rausch, le chef de projet informatique responsable chez Witzenmann.

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"L'avenir appartient aux standards dans l'ingénierie des machines", explique Timo Conzelmann, concepteur électrique chez Witzenmann GmbH.

Des structures différentes unifiées

La vision sous-jacente : Une nomenclature mécatronique commune aux deux mondes de construction "mécanique" et "électrique". Le défi : concilier les différentes structures du système de CAO et de l'IAE électrique. Le dénominateur commun des deux programmes est désormais la Désignation de composant. Pour classifier et saisir les caractéristiques techniques de manière uniforme, on mise sur eCl@ss, le standard de classification et de description des produits qui s'applique à tous les secteurs. Les différentes structures existant jusqu'à présent dans la mécanique et l'électricité ont ainsi pu être harmonisées.

Il existe désormais des caractéristiques communes permettant d'adapter Eplan à la mécanique. Un processus qui ne pouvait pas être mis en œuvre du jour au lendemain et qui exigeait la flexibilité de tous les services concernés. En même temps, un processus que le service de conseil Eplan a animé en équipe avec toutes les personnes concernées chez Witzenmann. Il s'agissait de repenser toutes les étapes de développement, de remettre en question tous les processus et de les réorganiser. Ensemble, ils ont défini comment structurer le schéma électrique pour que le constructeur mécanique puisse également en faire quelque chose. Comme nous l'avons déjà mentionné, le dénominateur commun est désormais la Désignation de composant. C'est sur la base de ce dernier que des directives ont été élaborées sur la manière de structurer le schéma électrique pour qu'il puisse être intégré à l'ECTR. Eplan a été adapté aux conditions mécaniques. En somme, un travail de longue haleine jusqu'à la mise en place de la première machine virtuelle. Timo Conzelmann explique à quel point cela fonctionne bien dans la pratique : "Jusqu'à présent, un vérin pneumatique entraînait trois "chantiers" dans l'ingénierie. Grâce à l'identification unifiée des moyens de production, ce vérin pneumatique existe désormais de manière identique dans trois mondes différents."

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L'ingénierie des fluides est conçue sur la même base de données que la planification électrique. C'est Eplan Fluid qui est utilisé ici. ©Witzenmann GmbH

Des processus simplifiés apportent des avantages

Pour la construction de ses armoires de distribution, Witzenmann fait appel à des prestataires de services. Conzelmann : "Grâce à Eplan Pro Panel, la collaboration avec nos prestataires est simple et fiable". Les scripts développés en interne, parfaitement adaptés aux besoins de l'entreprise, simplifient considérablement les processus de validation. "Mis bout à bout, ces aspects permettent d'économiser jusqu'à 20 pour cent des coûts de l'Armoire de distribution, résume Jürgen Rausch. "Nous mettons à disposition du sous-traitant non seulement les dessins en 3D, mais aussi les images de perçage pour les centres d'usinage", explique Timo Conzelmann. "Cela fonctionne de manière très fiable, les sous-traitants sont connectés à nous dans une chaîne de processus allégée et, grâce à l'excellente qualité des données, il n'y a pas de pertes dues à des demandes de précisions ou à des erreurs". Jürgen Rausch souligne un autre avantage supplémentaire : "Comme Eplan édite les documents au format PDF, nous avons désormais accès à la documentation d'une machine dans le monde entier. La création intelligente de PDF - dans notre cas en allemand, anglais et espagnol - est tout simplement géniale."

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Elements flexibles pour l'industrie des véhicules utilitaires ©Witzenmann GmbH

Configuration au lieu d'un nouveau développement complet

La vision réalisée de la nomenclature mécatronique est déjà suivie de la tâche suivante : l'ingénierie réutilisable. Une fois les modules d'ingénierie créés, de nouvelles machines doivent être générées par Configuration. "Pour pouvoir configurer une nouvelle machine à partir de projets partiels de machines existantes, nous subdivisons le projet principal en sous-projets, afin de pouvoir ensuite ajouter ou supprimer très facilement des modules standard.

Cela nous permet d'être plus rapides et moins chers", déclare Timo Conzelmann en se projetant dans l'avenir de la construction électrique. "Si, par exemple, une machine à souder doit être équipée d'une scie, nous pouvons ajouter le module "scie" d'un simple clic. Nous n'avons pas besoin de reconstruire à chaque fois". Malgré toute la virtualité d'une machine, Witzenmann ne peut pas non plus se passer totalement de légères modifications lors du montage et de l'installation de la machine. Ce sont surtout les chemins de câbles qu'il faut planifier différemment ici et là sur place. Le routage des câbles fera l'objet d'une attention particulière à l'avenir.

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Montage de tuyaux ondulés ©Witzenmann GmbH