BOMAG standardizza la progettazione elettrica delle macchine mobili

BOMAG, leader mondiale nella produzione di costipatori di terreno, autospanditrici, rulli per asfalto, finitrici e alimentatori per finitrici (vedi riquadri 1 e 2), è stata tra le prime aziende a puntare sulla parallelizzazione delle fasi di sviluppo. Durante la progettazione di nuove macchine, i progettisti elettrici lavorano fin dall'inizio con un gemello digitale, utilizzandolo insieme ai relativi dati sia nella realizzazione dei prototipi sia lungo l'intero processo produttivo della macchina. 

Questo processo di parallelizzazione è iniziato circa dieci anni fa con la realizzazione dei prototipi. All'epoca Sascha Michalski, oggi responsabile del team di progettazione elettrica di BOMAG, partecipava come apprendista a un progetto interno dedicato alla valutazione della progettazione 3D dei cablaggi. La necessità di questo cambiamento nacque proprio all'interno del reparto di progettazione elettrica: “Per noi era semplicemente frustrante e inefficiente dover rilevare le misure sul prototipo meccanico attraverso una sorta di reverse engineering e poi ‘progettare' e realizzare il cablaggio, il tutto sotto una forte pressione temporale. Il nostro obiettivo era disporre del disegno dei cablaggi corrispondenti o, ancora meglio, dei cablaggi stessi già predisposti sulla tavola di cablaggio e quasi pronti per la produzione in serie, prima ancora che il prototipo fisico fosse completato”.

Sascha Michalski spiega la complessità di questo obiettivo con un esempio concreto: “Un rullo per asfalto BW 174 AP-5 AM con trasmissione ibrida diesel-idraulica contiene circa mille cavi singoli, per una lunghezza complessiva superiore a due chilometri, e questo riguarda soltanto la versione base della macchina. A seconda delle opzioni scelte dal cliente, la lunghezza totale dei cavi può aumentare dal 30 al 40%”. 

È stato da subito evidente che Eplan Harness proD fosse lo strumento ideale. Il software dispone di un ampio database che consente di determinare automaticamente le distinte articoli e di creare disegni dettagliati dei cablaggi. L'interfaccia intuitiva ha permesso di ottenere rapidamente i primi risultati e di implementare il software con facilità, anche perché l'azienda utilizzava già Eplan Electric P8. Harness proD permette inoltre di realizzare cablaggi complessi a partire dai dati CAD della progettazione meccanica, includendo tutti i percorsi di instradamento dei cavi e gli elementi di fissaggio. In questo modo progettazione meccanica e progettazione elettrica possono procedere in parallelo, con un notevole risparmio di tempo, una maggiore facilità nelle attività di messa a punto e indicazioni precise già nella prima fase di costruzione del prototipo. A questo scopo il reparto di progettazione elettrica di BOMAG è particolarmente attrezzato: anche i cablaggi più complessi vengono preparati internamente, assemblati sulla tavola di cablaggio e sottoposti a test approfonditi. Questo processo ottimizzato offre oggi a BOMAG anche la possibilità di collaborare con produttori esterni per la realizzazione dei prototipi. 

Le parole di Sascha Michalski evidenziano l'importanza dell'automazione e della standardizzazione nella realizzazione dei prototipi: “Nel 2026 saremo responsabili della progettazione elettrica e della produzione dei cablaggi per oltre trenta modelli di prototipi, dalle macchine portatili fino a quelle più complesse come le fresatrici e i rulli. Ogni anno andranno inoltre ad aggiungersi tra i 300 e i 400 nuovi cablaggi al nostro archivio attivo, che conta già circa 2.000 cablaggi”. 

Va inoltre considerato che il reparto è responsabile non solo della manutenzione dei cablaggi, ma anche di altri componenti elettronici, tra cui l'illuminazione e le schede di potenza delle macchine già vendute. Dalla sede centrale di Hunsrück, nella valle del Reno a sud di Coblenza, il team supporta anche i colleghi degli stabilimenti in Cina, India, Italia e Stati Uniti, occupandosi, tra l'altro, degli adeguamenti progettuali richiesti dai diversi mercati. Sascha Michalski aggiunge: “Negli ultimi anni abbiamo formato nuovi collaboratori all'utilizzo di Eplan Electric P8 e Harness proD, sia presso la nostra sede centrale sia in India e in Cina. Parallelamente abbiamo ampliato progressivamente le nostre capacità anche negli Stati Uniti e in Italia. Oggi contiamo oltre trenta utenti Eplan in tutto il mondo, compresi gli utilizzatori di Eplan Fluid Power Engineering”.

Dopo l'introduzione di Eplan Harness proD nella realizzazione dei prototipi, avvenuta oltre dieci anni fa, questo strumento di instradamento è diventato rapidamente lo standard anche per la produzione in serie. Tra le numerose funzionalità sfruttate dai progettisti vi è il collegamento tra gli schemi elettrici Eplan e il modello 3D, mentre un ampio database opera in background raccogliendo automaticamente tutti i componenti necessari per il cablaggio, come gli elementi di fissaggio. 

Inoltre, Harness proD consente a BOMAG di generare dal modello 3D disegni ricchi di informazioni dettagliate, garantendo una perfetta coerenza tra modello tridimensionale, database e disegni, il tutto sulla base della piattaforma Eplan. Secondo Sascha Michalski, Eplan si è dimostrato anche estremamente intuitivo da utilizzare, al punto che lo ha definito “un sistema sviluppato da ingegneri elettrici per ingegneri elettrici”. 

Mentre i cablaggi destinati ai prototipi vengono assemblati internamente nell'officina perfettamente attrezzata di BOMAG, quelli per la produzione in serie sono realizzati da fornitori esterni. Finora questi fornitori non hanno ricevuto i prototipi fisici dei cablaggi, ma solo i dati ricavati da essi. Anche in questo caso la standardizzazione rappresenta un vantaggio fondamentale. Thomas Seis, Electrical Lead Engineer, spiega: “I cablaggi per i singoli modelli e le relative varianti non sono personalizzati e cerchiamo di limitarci al minor numero possibile di codici articolo. Questo semplifica la produzione, anche se rende la progettazione più complessa”. 

Allo stesso tempo, gli ingegneri elettrici di BOMAG utilizzano Eplan Harness proD anche per apportare modifiche ai prodotti già esistenti. Sascha Michalski spiega: “La manutenzione dei prodotti attualmente in produzione richiede molto più tempo rispetto alla realizzazione dei prototipi. I tempi di implementazione sono spesso molto più brevi e, nella maggior parte dei casi, il prototipo fisico è disponibile solo in misura limitata. Nel complesso le attività sono estremamente varie e Harness proD ci semplifica enormemente il lavoro. Possiamo confrontarci alla pari con gli ingegneri meccanici e, ad esempio, tutti sappiamo con precisione dove è disponibile lo spazio necessario per il passaggio di cavi e tubi”. 

I vantaggi diventano evidenti osservando l'interno di un rullo per asfalto: gli spazi disponibili sono estremamente ridotti e questa situazione non è destinata a cambiare. Anzi, è più probabile il contrario: il numero dei cavi continua infatti ad aumentare. Sempre più funzioni vengono gestite elettricamente o elettronicamente; sono necessari sensori per le funzioni automatiche, crescono i sistemi di assistenza, compreso il controllo remoto delle macchine, e i diversi sistemi di telecamere sono collegati a reti Ethernet.

Per illustrare la complessità dello sviluppo e della produzione dei cablaggi, nonché l'importanza di una standardizzazione coerente basata su un'unica piattaforma, Sascha Michalski cita alcuni dati: “Per realizzare il cablaggio di un motore sono necessari circa duecento componenti diversi: cavi, connettori, guarnizioni, cappucci, supporti per connettori, sistemi di protezione dei cavi e molto altro. Per questi componenti abbiamo creato un database Eplan proprietario, che continuiamo ad aggiornare costantemente. Solo per i cablaggi sono attualmente archiviati quasi 8.000 componenti”. 

L'impiego sistematico di Eplan Harness proD offre numerosi vantaggi. Innanzitutto, i dati sono così precisi che BOMAG può far produrre anche i cablaggi più complessi da diversi fornitori, ottenendo sempre lo stesso livello qualitativo. Thomas Seis afferma: “Il produttore deve semplicemente seguire i disegni e non può sbagliare. Possiamo essere flessibili nella scelta dei fornitori perché disponiamo anche internamente delle competenze pratiche necessarie, ad esempio, per rifare l'intrecciatura dei cavi, e i disegni sono estremamente precisi”. 

Con progettisti elettrici distribuiti in cinque sedi aziendali, i sistemi CAD sono oggi sempre più interconnessi. Tutti gli stabilimenti utilizzano Eplan Electric P8 e Harness proD. Le nuove generazioni di macchine continuano a essere sviluppate a Boppard, in Germania, mentre i collaboratori delle sedi estere si occupano di attività quali l'adattamento dei progetti a diverse varianti di motore oppure a requisiti e funzionalità specifici dei singoli Paesi. Fin dall'inizio hanno accesso in tempo reale ai dati di inventario presenti a Boppard. Sascha Michalski spiega: “In questo caso utilizziamo la funzione 'Project Options' di Eplan, che ci consente di gestire su un'unica piattaforma i dati di un modello con tutte le varianti di motore, indipendentemente dal luogo in cui vengono prodotte. Tutti i progettisti possono lavorare contemporaneamente sullo stesso progetto, utilizzando un unico server al quale accedono virtualmente”.

Come dimostra questo progetto, gli ingegneri e i progettisti elettrici di BOMAG hanno raggiunto risultati importanti utilizzando il gemello digitale non solo per la progettazione elettrica, ma anche per lo sviluppo dei cablaggi. Questo semplifica la realizzazione dei prototipi e rende molto più facile anche apportare modifiche e introdurre nuove opzioni nei prodotti esistenti. Ma cosa riserva il futuro? E quali sono i prossimi obiettivi? Sascha Michalski conclude: “Continueremo a standardizzare e automatizzare sempre di più. Stiamo percorrendo questa strada insieme e ci confrontiamo regolarmente con gli esperti di Eplan per capire quali saranno i prossimi passi, dove esistono ancora margini di miglioramento e in quali ambiti possiamo introdurre ulteriore automazione. Moduli come Eplan Smart Wiring e Pro Panel potrebbero aiutarci in questo percorso. Anche il tema dello ‘scambio dati tra sedi' continuerà a essere al centro della nostra attenzione, sempre in collaborazione con Eplan”.