Eplan Engineering Configuration in uso presso Grundfos
Grundfos è tra i primi tre produttori mondiali di pompe. Produce, ad esempio, gruppi di pressurizzazione per l'approvvigionamento di acqua potabile, prodotti che presentano una gamma ampia ma limitata di varianti. La progettazione elettrica avviene con un semplice clic: i progettisti inseriscono la portata richiesta della pompa, la norma nazionale, i dati tecnici e le opzioni; tutta la documentazione viene quindi generata automaticamente tramite EEC. Ciò riguarda non solo i disegni elettrici e meccanici, ma anche i dati di produzione e la loro integrazione nel sistema ERP in un flusso di dati coerente, in 27 lingue diverse.
Circa 600 milioni di persone nel mondo ricevono acqua potabile grazie alle pompe Grundfos. L'azienda danese conta 19.500 dipendenti, è presente a livello globale e produce 16 milioni di pompe all'anno, risultando così uno dei principali fornitori sul mercato internazionale delle pompe e dei sistemi. La fornitura di acqua potabile è solo uno dei settori in cui Grundfos ha una posizione da leader di mercato.
Gruppi di pressurizzazione per il mercato globale
Un prodotto tipico è Grundfos Hydro MPC, composto da 2 a 6 pompe e un armadio di controllo. Il suo sistema di controllo a cascata intelligente garantisce che, in ogni momento, funzioni il numero ottimale di pompe necessario per soddisfare la richiesta. Oltre a erogare la portata richiesta, i gruppi di pressurizzazione devono anche mantenere una pressione costante nell'impianto idrico interno, indipendentemente dalle fluttuazioni dell'utilizzo e dei livelli di pressione nella rete.
Grundfos offre una gamma di Hydro Booster che conta migliaia di modelli in una moltitudine di varianti. Gli utenti possono scegliere tra diverse classi di portata e una vasta gamma di opzioni. Tra queste figurano azionamenti a velocità variabile e sezionatori, oltre ad accessori quali spie di funzionamento e sistemi di gestione degli allarmi. Occorre inoltre tenere conto delle direttive e delle norme specifiche per i vari paesi (UE, UL…) e delle interfacce di comunicazione.
Configuratore basato su EEC: generazione automatizzata di documenti di progettazione
La combinazione di tipo e numero di pompe, norme e opzioni porta a un numero elevato ma finito di varianti dei sistemi di aumento della pressione. Ciò comporta la gestione delle varianti, un'attività che Grundfos ha ora risolto con un approccio nuovo e radicale. In collaborazione con Eplan, l'azienda ha sviluppato un sistema di configurazione basato su Eplan Engineering Configuration (EEC), che ha notevolmente semplificato il lavoro. In stretta collaborazione con i consulenti di Eplan, è attualmente in fase di coordinamento un'implementazione su scala globale di EEC all'interno dell'organizzazione Grundfos.
Gli ingegneri elettrici che progettano quadri di comando su misura per specifici sistemi di aumento della pressione lavoreranno in futuro su una piattaforma che non assomiglia affatto a un sistema CAD. Le singole varianti vengono semplicemente selezionate tramite un sistema di menu basato sul web, iniziando dalla norma nazionale richiesta e proseguendo con il numero di pompe e le rispettive portate. Le opzioni sono raggruppate in base alla funzione, come sicurezza e comunicazione, e si selezionano anch'esse con un clic. Sono disponibili in totale 27 lingue diverse.
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Progettazione meccanica
Il risultato: i progettisti utilizzano i dati di progetto forniti dal reparto vendite per configurare il sistema, mentre tutta la documentazione tecnica necessaria, compresi schemi elettrici, distinte articoli e dati di classificazione, viene generata in background. Vengono generati anche i dati per la produzione del quadro di comando e per l'assemblaggio dei cavi, accessibili per i sistemi interessati, ad esempio per la lavorazione automatizzata della lamiera (foratura, fresatura, ecc.) dell'armadio previsto.
Sembra semplice, e lo è. I processi in background sono però altamente complessi, come spiega Bjarne Lønvig, Senior Technical Lead: "Quando un progettista seleziona un amperometro nel sistema di configurazione, questo deve essere incluso non solo nello schema elettrico ma anche nel progetto meccanico dell'armadio di controllo, poiché è necessario realizzare un'apertura nello sportello per il componente. Questo potrebbe comportare una modifica delle dimensioni dell'armadio".
Stretta integrazione con lavoro preparatorio minuzioso
Eplan Engineering Configuration fornisce la base tecnica per l'integrazione. Questo sistema di configurazione meccatronica interagisce con la piattaforma Eplan e con i sistemi di authoring coinvolti Eplan Electric P8 (progettazione elettrica) ed Eplan Pro Panel (layout 3D dell'armadio di controllo). EEC contiene "moduli" funzionali per il sistema in fase di progettazione. Questi moduli possono quindi essere selezionati e integrati automaticamente nell'ambito di un progetto meccatronico. Questo vale sia per gli aspetti meccanici che per quelli elettrotecnici del progetto. Vengono generati schemi Eplan e dati 3D dell'armadio di controllo, oltre a un file in formato PDF neutro. Per raggiungere questo elevato livello di semplicità, all'interno di EEC è stata definita una serie di regole sul funzionamento di ciascuna delle gamme di prodotti Grundfos sotto forma di moduli meccatronici. Bjarne Lønvig: "Devono essere disponibili più di 750 configurazioni standard di quadri. Per questo abbiamo definito più di 150 macro e 25 opzioni. La programmazione dell'elevata variabilità delle combinazioni richieste è stata una sfida particolare".
Tuttavia, il supporto interno era a disposizione. Alexander Grenda, Senior Configuration Engineer presso la sede Grundfos di Wahlstedt: "Utilizzavamo già da oltre 20 anni un sistema di configurazione sviluppato internamente, che doveva essere sostituito con un nuovo configuratore all'avanguardia. Il nuovo sistema è stato progettato con l'obiettivo di creare un collegamento con l'ERP per garantire un flusso di dati realmente coerente".
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Innovazione: integrazione tra E-CAD e SAP
Questo obiettivo è stato raggiunto: i dati di progettazione generati automaticamente in EEC vengono trasferiti al sistema ERP di Grundfos (SAP), una volta completata la progettazione, e successivamente utilizzati dai reparti amministrativi, quali l'approvvigionamento e la gestione del magazzino.
Il nuovo sistema di configurazione offre anche altri vantaggi grazie all'integrazione di Eplan Pro Panel. Mirco Wünsch, EEC Configuration Engineer: "Il layout del quadro viene definito in 3D, quindi la disposizione dei componenti viene ottimizzata automaticamente. In pratica, ciò significa spesso che possiamo optare per armadi di comando più piccoli, i clienti apprezzano questo aspetto perché lo spazio a disposizione per l'installazione è spesso limitato". Questo è un aspetto significativo perché l'ingegneria elettrica sta diventando sempre più complessa, specialmente nell'era dei sistemi di pompaggio efficienti dal punto di vista energetico e controllabili. Gli armadi di controllo standard Rittal utilizzati da Grundfos raggiungono una larghezza massima di 4,8 m. EEC calcola anche i carichi termici, in modo che le dimensioni siano realizzate esattamente in base alle esigenze e che i ventilatori con filtro vengano selezionati automaticamente. Ciò vale anche per la generazione di schemi di foratura ecc. per la produzione degli armadi di controllo. In questo contesto vengono utilizzate le macchine Perforex di Rittal Automation.
Stato attuale: lancio globale imminente
La collaborazione tra Eplan e Grundfos per lo sviluppo del sistema di configurazione è iniziata nel 2012, quando è stata presa la decisione di utilizzare EEC. Bjarne Lønvig: "Abbiamo iniziato con la modellazione del sistema nel 2013 e i sistemi pilota sono in funzione dalla metà del 2014. Ora abbiamo installato il sistema di configurazione nella prima sede, a Wahlstedt. La produzione dei quadri di comando avviene qui per gran parte dell'Europa. Il prossimo passo sarà implementare il sistema in altre sedi in tutto il mondo, a partire dalla Cina". Il sistema di configurazione gira su un server Web all'interno della rete Intranet di Grundfos. Può quindi essere utilizzato a livello globale e gli utenti avranno sempre accesso alla versione più recente.
L'impegno darà i suoi frutti
Grundfos non ha alcun dubbio che il lavoro preparatorio, in particolare l'inserimento dei dati di progettazione e dei componenti nel sistema EEC, darà rapidamente i suoi frutti. Bjarne Lønvig: "Stiamo mappando l'intera catena di processo nella progettazione elettrica e nella realizzazione dei quadri elettrici, oltre ad automatizzare la progettazione e, grazie all'integrazione con i sistemi ERP, a integrare i processi di progettazione, produzione e amministrazione. Ciò sta semplificando notevolmente il nostro lavoro, oltre a standardizzare e migliorare la progettazione dei quadri elettrici".
