Sto SE: P&I, progettazione fluidica e ingegneria elettrotecnica: integrazione completa
Il settore immobiliare è in piena espansione e alimenta non solo un settore delle costruzioni florido e i relativi scambi commerciali, ma anche la crescita del settore della chimica per l'edilizia. Sto, azienda ormai ben consolidata, offre ciò di cui il settore ha urgente bisogno: pitture e vernici, sistemi di rivestimento e isolamento termico. Tuttavia, la domanda crescente ha rischiato di portare la produzione presso la sede nel Baden-Württemberg al limite delle proprie capacità. Sto ha scelto le soluzioni di ingegneria Eplan per riqualificare uno degli impianti di produzione: oggi manutenzione e modifiche periodiche dell'ingegneria di processo richiedono solo la metà del tempo rispetto a prima.
Nel paese di Stühlingen il giallo è ovunque. Nei giardini, sui balconi o nei garage: in ogni angolo di questa piccola cittadina tedesca del Baden-Württemberg è impossibile non notare i secchi giallo acceso usati per le faccende domestiche e il giardinaggio. Le tre lettere nere, ben evidenti, sui recipienti da 15 litri chiariscono il motivo per cui ce ne siano così tanti: Sto, un'azienda con sede a Stühlingen, sulla sponda opposta del fiume rispetto alla Svizzera.
Nata come calcificio della famiglia Stotmeister, da cui deriva il nome “Sto”, oggi l'azienda è conosciuta in tutto il mondo per pitture, intonaci, vernici, rivestimenti e sistemi compositi di isolamento termico. Sto investe molto in ricerca e sviluppo per ridurre l'impatto climatico dei propri prodotti. Questi obiettivi includono: materie prime sostenibili e facile riciclabilità dei sistemi di isolamento, una produzione sicura, il più efficiente possibile sotto il profilo energetico e delle risorse.
Alla ricerca di maggiore flessibilità e prestazioni migliori
Le più recenti iniziative di Sto per migliorare efficienza e prestazioni produttive si sono concentrate su “Production 3”, un impianto ad alte prestazioni che, nel sito di Stühlingen, dove è situato, genera il maggior volume di materiale lavorato rispetto alla capacità del sito. Dalla sua costruzione nel 1980, l'impianto è stato sottoposto a riqualificazione solo dieci anni dopo, automatizzando i processi nelle linee di produzione: un passo avanguardistico per gli anni Novanta. “Ha funzionato egregiamente per moltissimo tempo”, racconta Joachim Hauschel, dipendente Sto responsabile della pianificazione degli impianti e dell'automazione a Stühlingen e referente aziendale per tutto ciò che riguarda Eplan.
Con il passare degli anni, però, i problemi hanno iniziato ad accumularsi: diventava sempre più difficile reperire componenti di ricambio per la strumentazione e il controllo (I&C), a cui si è aggiunta la sfida in termini produttivi posta dall'ampliamento del portafoglio prodotti. “Questo succede perché gli impianti sono in continua evoluzione”, spiega Hauschel. “Ogni volta che in laboratorio viene sviluppato un nuovo prodotto e introdotto nel mercato, dobbiamo fare spazio nel parco serbatoi per nuove materie prime, o aumentare le capacità o, per esempio, posare nuove tubazioni.” Ha spiegato che la portata sempre maggiore dell'ingegneria di processo ha portato al limite anche i sistemi di controllo di processo, ormai datati: “Non avevamo più interfacce disponibili: era tutto già in uso.”
Infine, nel 2019 è risultato inevitabile procedere con un massiccio intervento di ampliamento per aggiornare le capacità produttive e i sistemi di automazione. Nell'ambito di questo progetto, Hauschel e i colleghi del team di pianificazione e automazione volevano eliminare un altro ostacolo: “Avevamo già utilizzato Eplan per rappresentare i progetti elettrici esistenti dell'impianto. Ma l'intero diagramma di flusso delle tubazioni e della strumentazione esisteva solo su formato cartaceo o in file Excel e, per di più, in modo assai inadeguato, perché non veniva mai aggiornato quando venivano apportate modifiche.”
The plant personnel regularly dealt with the consequences of this when maintenance activities or process adjustments were required. The piping systems in question often had to be mapped out on location. “I walked some of the stretches of piping five times – coming up with five different results,” says Hauschel, remembering the tedious work. “You can always easily overlook some junction.”Il personale di impianto affrontava regolarmente le conseguenze di questa situazione quando erano necessarie attività di manutenzione o modifiche di processo. Spesso era necessario mappare sul posto i sistemi di tubazioni interessati. “Ho seguito alcuni tratti di tubazioni cinque volte, e ho ottenuto cinque risultati diversi”, racconta Hauschel, ripensando a quel lavoro estenuante. “È facile farsi scappare una giunzione.”
Una piattaforma integrata come database centrale
Per mantenere un database affidabile, che semplificasse il lavoro del personale e fornisse al produttore del sistema di controllo incaricato della riqualificazione una rappresentazione completa dello stato attuale della produzione e di quello da raggiungere, Hauschel ha aggiunto alle specifiche anche gli schemi P&I (tubazioni e strumentazione) digitali completi, oltre agli schemi elettrici. “Cercavamo una piattaforma uniforme che ci fornisse tutto da un'unica fonte”, spiega Hauschel.
La ricerca li ha portati rapidamente alla Piattaforma Eplan, che offre una base tecnica aggiornata per l'ingegneria moderna e consente la digitalizzazione in tutti i settori industriali. Eplan Electric P8 è la soluzione di riferimento per creare schemi elettrici e di cablaggio, che consente di generare in automatico analisi dettagliate come parte integrante della documentazione di progetto. Eplan Preplanning consente di raccogliere digitalmente i dati tecnici lungo tutte le fasi di pianificazione e progettazione, dall'elettrotecnica ai sistemi fluidodinamici, al P&I, fino alla tecnologia I&C per l'elettronica, e li prepara in modo che possano essere utilizzati anche per la messa in servizio, il funzionamento e persino la manutenzione.
“Conoscevamo il concetto di preprogettazione, ma non con le funzionalità e le prestazioni di Eplan”, spiega Hauschel. Il team responsabile di Sto ha approfondito la conoscenza dello strumento durante la visita a un impianto rappresentativo. Ma ciò che ha fatto davvero la differenza è stato un fornitore di servizi che Hauschel conosceva da progetti e workshop precedenti: Kaltschmid Industrial Engineering, che si affida completamente a Eplan per l'elettrotecnica e tutti gli altri processi di ingegneria. “Parlando con l'AD Ronny Kaltschmid dei piani per la riqualificazione, ho capito subito che era un esperto su tutti gli strumenti Eplan”, racconta Hauschel. Kaltschmid si è quindi rivelato l'anello di congiunzione ideale per preparare insieme, in preprogettazione, i piani di ingegneria di processo per la riqualificazione degli impianti.
Progettazione pneumatica e documentazione integrate
“La preprogettazione ci ha permesso di iniziare a raccogliere i dati tecnici già nella fase di pianificazione preliminare: un vantaggio rivelatosi ideale per il progetto con Sto”, afferma Kaltschmid, descrivendo i vantaggi del sistema. Le funzionalità integrate li hanno anche aiutati a rispettare la tempistica serrata richiesta per la conversione e la riqualificazione. “Sapevamo di dover completare la progettazione entro la fine del 2018, in modo che il produttore dei sistemi di controllo potesse iniziare il lavoro”, dice Hauschel.
Nonostante i tempi strettissimi, Kaltschmid ha consigliato di includere anche la tecnologia fluidodinamica come terza disciplina della pianificazione e progettazione digitale integrata della riqualificazione. Aveva senso, perché tutte le valvole a farfalla negli impianti di produzione di Sto sono comandate da attuatori pneumatici. “I progetti di elettrotecnica che includono anche la tecnologia fluidodinamica nella documentazione semplificano enormemente i processi di ingegneria e quelli della produzione quotidiana”, afferma Kaltschmid. Hauschel condivideva questa visione e così, nell'ambito del progetto complessivo di riqualificazione, non sono stati rappresentati solo elettrotecnica e P&I, ma anche la tecnologia fluidodinamica, con l'aiuto di Eplan Fluid.
Una documentazione sempre aggiornata garantisce un'elevata disponibilità dell'impianto
Dopo nove mesi di pianificazione e tre mesi di lavori, gli impianti sottoposti a riqualificazione sono diventati pienamente operativi nel gennaio 2020. “Già durante la fase di pianificazione abbiamo adottato misure per garantire un rapido passaggio ai nuovi sistemi di controllo della produzione”, dice Hauschel, descrivendo la tempistica serrata. “Avevamo a disposizione solo due settimane.” A causa della produzione just-in-time, il team di ingegneria di impianto deve poter garantire una disponibilità dell'impianto del 98,5% in ogni momento. Gli specialisti Sto garantiscono quindi un servizio di reperibilità 24 ore su 24. Se c'è un problema in una parte dell'impianto, un addetto deve intervenire entro 30 minuti per fare in modo che la produzione riprenda il prima possibile.
“Proprio per questo avere una documentazione sempre aggiornata era uno dei requisiti chiave”, afferma Hauschel. In pratica, significa che, nei casi estremi, per esempio alle tre di notte, la documentazione deve mostrare chiaramente dove è installato ogni componente e come è collegato al resto. “Eplan soddisfa questo requisito alla perfezione”, dice Hauschel, visibilmente soddisfatto. Gli strumenti aiutano quindi a visualizzare i progetti e a renderli più facili da capire. “Uno dei maggiori vantaggi per noi della triade Eplan Preplanning, Electric P8 e Fluid è che possiamo realizzare tutta la progettazione e apportare modifiche in autonomia”, dice Hauschel.
In generale, consentire ai dipendenti di lavorare in autonomia è un altro fattore importante per chi si occupa della pianificazione quotidiana e delle attività di automazione. Questo vale anche per gli armadi di controllo di Rittal, che per Sto sono componenti standard. “Per questi componenti così cruciali, la nostra filosofia è che tutti gli apprendisti debbano aver assemblato almeno una volta un armadio di controllo personalmente”, spiega Hauschel. “Perché solo così capiscono cosa significa segare, forare, passare e collegare i cavi. A mio avviso è indispensabile.” Hauschel ha ora trasferito rigorosamente questo concetto anche dall'hardware al software: ogni dipendente dovrebbe avere coscienza di quanto sia importante avere dati affidabili e centralizzati.
Risparmio di tempo del 50% nel lavoro quotidiano
Per la gestione dei dati, gli strumenti Eplan erano la scelta principale fin dall'inizio del progetto. “Tutti i dati, ovunque vengano elaborati, che si tratti di testi, etichette delle apparecchiature o altre note, vengono esportati da Eplan in altri sistemi, in modo tale che tutto sia sempre sincronizzato”, afferma Hauschel. Poiché le modifiche alla tecnologia di processo o ai controlli in produzione fanno parte della routine quotidiana, lavora con questi strumenti ogni giorno: “Outlook, Teams, Eplan: sono i programmi che apro per primi ogni mattina appena mi siedo alla scrivania, perché mi servono per tutta la giornata di lavoro.”
Alla domanda sui risultati della decisione di usare Eplan Preplanning, Electric P8 e Fluid come pacchetto, Hauschel risponde subito: “Il risparmio di tempo è di almeno il 50%. In passato, infatti, spesso dovevamo girare per l'impianto per individuare i problemi. Oggi ci basta guardare il diagramma di flusso e abbiamo sempre subito una panoramica completa della situazione.” Aggiunge che il fatto che gli schemi pneumatici siano integrati negli schemi elettrici complessivi rende il lavoro quotidiano ancora più semplice. “La funzione che permette di saltare da una disciplina all'altra è davvero comoda”, afferma Hauschel.
Efficienza operativa e non solo
“Il sistema ha anche posto una base per la comunicazione”, aggiunge Kaltschmid, riferendosi ai vantaggi che vanno oltre la produzione e i dipendenti Sto: anche fornitori, aziende di manutenzione e altri fornitori di servizi traggono beneficio dalla gestione centralizzata e integrata dei dati. Hauschel lo conferma: “Il database affidabile ci ha reso più efficienti, sia internamente sia verso l'esterno. Se è necessario eseguire la manutenzione su una parte dell'impianto, un PDF generato in Eplan offre al fornitore di servizi una panoramica molto più completa di quanto potrebbe fare un elenco dei componenti installati.”
Gli impianti Sto includono più di 500 schemi elettrici in Eplan Electric P8. Gli schemi P&I di tre impianti di produzione sono già stati rappresentati in Eplan Preplanning, mentre 50 schemi pneumatici sono stati inseriti in Eplan Fluid nel loro stato attuale. “Il sistema è in continua evoluzione” afferma Hauschel. Dopotutto, modifiche e ampliamenti fanno parte del suo lavoro quotidiano. “E ormai è impossibile immaginare il lavoro quotidiano senza Eplan.”
Panoramica: riqualificazione presso Sto con Eplan
- Retrofit of a production facility with throughputs of up to 1,000 tonnes per dayRiqualificazione di un impianto di produzione con capacità fino a 1.000 tonnellate al giorno.
- Depiction of the P&I diagrams for three production plants in Eplan PreplanningRappresentazione degli schemi P&I di tre impianti di produzione in Eplan Preplanning
- More than 500 electrical schematics in Eplan Electric P8Oltre 500 schemi elettrici in Eplan Electric P8Assured plant availability of 98.5 per centDisponibilità dell'impianto garantita del 98,5%More than 50 per cent time savings for planning and automationRisparmio di tempo di oltre il 50 % nella pianificazione e nell'automazione
Author: Marius Schaub, freelance specialist journalist, Munich
