Progettazione e produzione di armadi di controllo presso Siemens WKC

Come si riesce a gestire una tale varietà di prodotti? E come ha fatto Siemens WKC a mantenere per così tanti anni la propria posizione di leader del mercato europeo nella produzione di armadi di controllo per macchine utensili? La risposta emerge chiaramente parlando con Hans-Peter Kasparick e Mirko Löffler, gli artefici dei flussi di lavoro digitali e dell'ingegneria di produzione di Siemens WKC.

L'efficienza dell'azienda e la sua posizione altamente competitiva nella realizzazione di armadi di controllo personalizzati possono essere riassunte in una sola frase: quasi vent'anni fa Siemens WKC ha iniziato molto presto a standardizzare il processo di progettazione e produzione degli armadi di controllo, utilizzando i dati per creare un gemello digitale, ovvero la rappresentazione digitale dell'armadio di controllo fisico. Il processo inizia sostanzialmente con la conversione dei dati del cliente in un formato standardizzato.

Hans-Peter Kasparick, Digital Strategy and Innovation Manager di Siemens WKC, spiega: “Abbiamo sviluppato un nostro modello dati basato su Eplan Electric P8 ed Eplan Pro Panel semplicemente perché i nostri clienti del settore della meccanica generale lavorano prevalentemente con Eplan. Ancora oggi molti dati devono essere raccolti manualmente a causa delle interruzioni nel flusso delle informazioni tra i diversi sistemi. “All'interno della ZVEI (Associazione tedesca dell'industria elettrotecnica ed elettronica) stiamo discutendo la possibilità di automatizzare lo scambio di dati tra aziende, utilizzando la semantica EClass Advanced e una struttura di database standardizzata secondo il cosiddetto 'management shell concept'”.

Durante la produzione, il gemello digitale viene continuamente arricchito e completato con dati di produzione, valori PCF (Product Carbon Footprint), dati di esportazione e altre informazioni, per poi essere consegnato al cliente insieme al prodotto finito. Questo offre vantaggi in tutte le fasi della pianificazione, della progettazione e della produzione di cui si occupa Siemens WKC, dai fornitori (ad esempio di cavi preassemblati) fino all'utilizzo dei dati lungo l'intero ciclo di vita dell'armadio di controllo.

Lo sforzo necessario per standardizzare i dati all'inizio di ogni progetto può essere maggiore rispetto a quello richiesto per utilizzare e integrare un set di dati esistente. Tuttavia, questo investimento viene ampiamente ripagato nel prosieguo delle attività di progettazione e produzione. Mirko Löffler, Segment Manager Manufacturing Engineering, spiega: “Il gemello digitale deve essere indipendente dal sistema utilizzato per crearlo o elaborarlo.

Dobbiamo standardizzare lo scambio dei dati affinché ogni strumento di progettazione possa contribuire alla loro creazione in modo efficiente e, allo stesso tempo, i diversi stabilimenti, pur disponendo di attrezzature molto differenti tra loro, siano in grado di utilizzare i dati generati”. A beneficiarne sono, in ultima analisi, anche i clienti di Siemens WKC, che possono contare su tempi di realizzazione più rapidi, una qualità superiore e prezzi in linea con il mercato. “Inoltre, i nostri clienti ottengono ulteriori vantaggi sia per quanto riguarda la progettazione che la produzione”.

Osservando più da vicino la produzione degli armadi di controllo, emerge chiaramente il valore concreto di un modello dati di questo tipo a livello di reparto produttivo. Mirko Löffler spiega: “I dati di produzione vengono generati automaticamente dal gemello digitale mentre vengono utilizzati nel processo produttivo, ad esempio per i sistemi di foratura e fresatura, per la lavorazione laser e per l'assemblaggio dei cavi. Qui il mondo digitale e quello reale sono collegati direttamente e abbiamo realizzato le interfacce necessarie per renderlo possibile. Lo stesso avviene, ad esempio, durante il collaudo delle apparecchiature al termine della produzione”.

La flessibilità svolge un ruolo importante anche nella digitalizzazione dei dati presso Siemens WKC. Come spiega Mirko Löffler, il gemello digitale deve restare indipendente anche, ad esempio, dal fatto che il lavoro venga svolto da una persona o da un robot, o da quale macchina debba essere controllata: “Non disponiamo soltanto di dati grezzi che possiamo gestire piuttosto bene, ma anche di interfacce verso standard e macchine di ogni tipo. Questo ci consente di lavorare con un notevole grado di flessibilità. Ci aiuta anche a mantenere separate le fasi della catena del valore, come abbiamo fatto nella nostra postazione di montaggio digitale con navigazione laser 3D integrata”.

Grazie a un livello di standardizzazione molto elevato, a una coerenza dei dati end-to-end e al trasferimento diretto dei dati alla produzione, Siemens WKC ritiene di essere ben posizionata per consolidare ulteriormente la propria leadership di mercato. I vantaggi del gemello digitale sono evidenti. Sulla base di questo concetto, l'azienda continuerà a implementare ulteriori fasi di automazione e ad aprirsi anche a nuovi mercati. Hans-Peter Kasparick afferma: “La gestione energetica a impatto climatico zero e la mobilità orientata alla riduzione delle emissioni di anidride carbonica ci permettono di raggiungere nuovi segmenti di mercato.

L'energia deve essere distribuita ovunque, sensori e attuatori devono essere collegati, e tutto questo può essere gestito al meglio da un punto centrale: l'armadio di controllo. Solo con una collaborazione efficiente tra aziende potremo sfruttare questo potenziale nei prossimi anni. Ciò richiede una standardizzazione congiunta e l'ulteriore sviluppo dello scambio digitale di informazioni. È proprio su questo che vogliamo e dobbiamo svolgere un'opera di convincimento: come WKC, ma anche all'interno della ZVEI, in altre sedi e con i nostri oltre 200 clienti attivi”.