Prospettive future per la digitalizzazione nella costruzione di armadi di controllo
La costruzione tradizionale di armadi di controllo, sia per la produzione in serie che per quella su misura, comporta numerose fasi di lavoro manuale che rendono il processo dispendioso in termini di tempo e costi. La digitalizzazione end-to-end lungo l'intera catena del valore rappresenta tuttavia una soluzione che promette di aumentare la produttività, la flessibilità e la trasparenza. I flussi di processo completamente digitalizzati aumentano l'efficienza nella produzione e nella pianificazione di quasi il 40%.
Nella costruzione di armadi di controllo, l'obiettivo è collegare tra loro i vari processi e gestire in modo centralizzato i dati risultanti per tutte le fasi di lavoro. Occorre evitare discontinuità nei canali di comunicazione, come quelle che si verificano quando nuovi dati vengono inseriti in altri sistemi o quando gli schemi elettrici vengono distribuiti in formato cartaceo. Con processi interconnessi, i produttori beneficiano di un'efficienza nettamente superiore. Collegare le singole fasi di lavoro, come la progettazione elettrica nel sistema CAD e la pianificazione del layout, fino alla produzione meccanica, al cablaggio e al collaudo finale, riduce al minimo lo sforzo richiesto per attività quali il trasferimento manuale dei dati delle distinte base
Altre attività che possono essere evitate includono l'inserimento manuale ripetuto di informazioni già disponibili presso l'ufficio progettazione. Tali attività manuali non solo assorbono tempo prezioso, ma aumentano anche la probabilità di errori. Quando le singole fasi del processo non sono collegate tra loro, qualsiasi modifica apportata all'ordine originale richiede quindi l'implementazione in più sistemi.
Prospettive e stato attuale: il gemello digitale nella costruzione di armadi di controllo
I gemelli digitali aumentano in modo significativo i vantaggi dell'interconnessione delle fasi di lavoro nella costruzione di armadi di controllo. Il gemello viene creato durante la progettazione elettrica e la pianificazione del layout e poi accompagna l'intero processo di produzione, fornendo ai singoli reparti le informazioni necessarie. Ciò che rende speciale un gemello digitale è che clienti, produttori e fornitori lavorano tutti sullo stesso modello. "I produttori di dispositivi come Siemens, Schneider o SEW forniscono macro Eplan che includono tutte le proprietà dei loro prodotti. I nostri progettisti elettrici inseriscono questi dispositivi nei loro schemi elettrici e così generano una versione logica del modello", spiega Mathias Terstegen, responsabile di produzione per la costruzione di armadi di controllo presso Unitechnik Systems GmbH.
Il progettista del layout trasforma quindi il modello in una forma fisica, posizionando i dispositivi all'interno dell'involucro virtuale. Il modello finito include tutte le dimensioni e rappresenta i singoli dispositivi al suo interno con un aspetto 3D realistico. Include anche il cablaggio completo con tutto l'instradamento dei cavi, le canaline e le guide DIN (posizioni e lunghezze), oltre a tutti i fori e le aperture. La rappresentazione tattile semplifica gran parte del lavoro, perché le attività delle diverse discipline tecniche sono facili da identificare. La produzione richiede quindi meno tempo e la probabilità di errori diminuisce in modo significativo.
Automazione della produzione meccanica
I dati memorizzati nel gemello digitale offrono anche ulteriori vantaggi. Le lunghezze delle canaline e delle guide DIN vengono generate automaticamente. Non è più necessario procedere alla misurazione e al taglio manuale, grazie a un sistema automatico di taglio delle canaline per cavi e delle guide DIN che fornisce il materiale necessario per ogni armadio. I dati di precisione del gemello digitale sono anche molto utili per altre fasi del processo. "Le macchine di foratura e fresatura ricavano i dati dal modello 3D per la posizione precisa di fori e aperture", afferma Terstegen. Plotter e stampanti automatizzate consentono inoltre al personale di evitare il lavoro di etichettatura dei singoli componenti.
L'esternalizzazione della produzione delle morsettiere è un ulteriore esempio di maggiore efficienza ottenuta grazie alla digitalizzazione dei processi. È possibile ordinare presso i fornitori morsettiere completamente etichettate e configurate inviando la morsettiera finita dal gemello digitale al fornitore del servizio, che provvederà poi a produrla in modo completamente automatico. "Una macchina del genere si ripaga solo quando sono richieste continuamente grandi quantità", afferma Terstegen. "Le aziende manifatturiere possono quindi decidere in quali macchinari vale la pena investire e cosa può essere esternalizzato". Anche i cavi possono essere preassemblati in base alle esigenze.
Produzione senza documentazione cartacea grazie a Smart Wiring
Smart Wiring rappresenta un ulteriore passo verso la produzione senza documentazione cartacea. Consente di visualizzare l'intero cablaggio del sistema tramite un gemello digitale. Gli schemi elettrici per il cablaggio stampati diventano quindi un lontano ricordo: il lavoro viene svolto invece tramite tablet, direttamente sul modello 3D. Il gemello digitale può essere utilizzato per rilevare le lunghezze dei cavi, il loro percorso e i punti di terminazione. Il sistema garantisce che i canalini per cavi abbiano capacità di riempimento uniformi.
Il gemello digitale consente inoltre di visualizzare in tempo reale lo stato di avanzamento quando più reparti lavorano contemporaneamente sul modello. In questo modo, le modifiche sono trasparenti e documentate con precisione in ogni momento, per tutte le parti coinvolte. "Un aspetto importante per noi è che, grazie alla digitalizzazione dei processi, possiamo integrare le modifiche con flessibilità", afferma Terstegen. Quando vengono apportate delle modifiche, il progettista elettrico può verificare in tempo reale se il componente in questione è già cablato, e la modifica appare immediatamente sul tablet del tecnico addetto al cablaggio. Viceversa, il tecnico addetto al cablaggio può individuare un errore. La modifica viene quindi trasmessa in tempo reale al progettista elettrico.
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Problemi di interfaccia nella progettazione dei quadri elettrici
Una delle sfide nella trasmissione dei dati tra aziende è la generale assenza di un'interfaccia standardizzata per il modello 3D di un armadio di controllo. In altri settori, come quello edilizio, l'interfaccia IFC standardizza la rappresentazione 3D di un edificio. Con Eplan Pro Panel, Eplan offre la possibilità di descrivere in 3D il gemello digitale di un armadio di controllo. Sulla base di questo modello, tutte le informazioni richieste nei processi a valle possono essere messe a disposizione tramite interfacce standardizzate. Clienti e fornitori di servizi possono utilizzare i dati del gemello digitale nei propri processi. Per condividere le informazioni non sono necessari documenti aggiuntivi.
Flessibilità oltre i confini aziendali
Lavorare con il gemello digitale significa che tutti i soggetti coinvolti sono sempre aggiornati. Il gemello digitale favorisce una collaborazione altamente efficiente tra le aziende, tra i clienti e i costruttori di armadi, nonché tra i costruttori di armadi e i rispettivi fornitori. Il cliente trae inoltre vantaggio dal fatto di avere una panoramica ottimale del processo e dello stato di avanzamento del progetto. Anche i dettagli più piccoli possono essere visualizzati all'istante. Ciò facilita il raggiungimento di un accordo, poiché è possibile esaminare insieme le questioni nel modello e discuterne.
Info su Unitechnik
Unitechnik Systems GmbH ha sede a Wiehl ed è da quarant'anni uno dei principali fornitori di sistemi di automazione industriale e tecnologia dell'informazione. La seconda generazione dell'azienda a conduzione familiare progetta e realizza sistemi su misura per la logistica interna, la movimentazione delle merci e la produzione. Unitechnik opera in tutto il mondo come integratore di sistemi e fornitore di soluzioni complete. Una gestione professionale dei progetti e il supporto degli impianti realizzati sono la base di rapporti commerciali di lungo periodo e garantiscono la sicurezza degli investimenti dei clienti. Tra i clienti di Unitechnik figurano aziende note come Claas, Dehn, Emirates, Linde, Lindt & Sprüngli, Nobilia, Otto Fuchs, Soennecken e Turck.
Autore: Dirk Schütz, responsabile di reparto e vendite per la progettazione degli armadi di controllo presso Unitechnik