Il principale produttore mondiale di elementi metallici flessibili
Il Gruppo Witzenmann, con sede a Pforzheim, è il principale produttore mondiale di elementi metallici flessibili. La vasta gamma di varianti di prodotto e di macchine comporta una sfida importante per la produzione. Da qui è nata la visione di una "distinta articoli meccatronica". I tag dei dispositivi stanno diventando la chiave per armonizzare l'ingegneria meccanica e l'elettrotecnica a livello globale. Nel 1885 il fondatore Heinrich Witzenmann ebbe un'idea geniale: inventò il tubo metallico flessibile. Da questa invenzione si è sviluppato un intero settore di tubi metallici flessibili: una storia di innovazione che l'azienda continua a scrivere.
Quando i progettisti hanno bisogno di giunti di dilatazione per compensare i movimenti, di disaccoppiare le vibrazioni o di convogliare fluidi tramite tubazioni flessibili, possono utilizzare i prodotti Witzenmann. "Managing Flexibility" è la mission dell'azienda, che ha sede a Pforzheim ed è attiva a livello internazionale e leader di mercato in questo settore dal 2011. La gamma di prodotti include soffietti metallici, tubi flessibili metallici, giunti di dilatazione, componenti e supporti per tubazioni per auto, veicoli commerciali, il settore aerospaziale e per l'ingegneria di impianti, macchine e strutture. Il Gruppo Witzenmann impiega attualmente 4.000 persone in 24 sedi e nel 2015 ha realizzato un fatturato di 580 milioni €.
Leader di mercato con macchine costruite in loco
Witzenmann sviluppa utensili e macchine per le proprie competenze chiave. I prodotti vengono utilizzati in ambiti molto diversi e in quantità molto variabili. "Le attrezzature spaziano da impianti e macchinari per la produzione di singoli pezzi con investimenti contenuti, fino a celle produttive flessibili e linee di produzione completamente automatizzate per volumi nell'ordine dei milioni", afferma Timo Conzelmann, progettista elettrotecnico presso Witzenmann GmbH, riassumendo le sfide che affrontano.
L'integrazione tra costruzione di attrezzature e ingegneria meccanica fin dalle prime fasi consente di considerare i requisiti di produzione e assemblaggio già in fase di progettazione del prodotto. Con un approccio mirato allo sviluppo dei processi, i componenti specifici per i clienti possono essere realizzati molto più rapidamente e senza intoppi, garantendo anche una sicurezza di processo e una qualità ottimali. Witzenmann ha una vasta esperienza nell'integrazione di processi come saldatura, processi laser, brasatura, formatura, espansione, punzonatura, formatura idraulica dei metalli, formatura meccanica dei metalli, etichettatura e collaudo.
L'azienda quindi è specialista nella fornitura di assiemi che richiedono la produzione di componenti flessibili. Witzenmann utilizza Eplan Electric P8, attualmente nella versione 2.5, per l'elettrotecnica di tutte le macchine. A Pforzheim sono stati installati anche Eplan Pro Panel, per la progettazione degli armadi di controllo, e il software Eplan Fluid per la progettazione fluidica.
Know-how da mantenere internamente
Fino al 2013 la progettazione elettrica prevedeva l'integrazione graduale di moduli del sistema CAE Eplan per documentare le apparecchiature elettriche nelle macchine e, quando necessario, modificare i piani dei fornitori. Poi l'approccio è cambiato: "Volevamo mantenere all'interno dell'azienda ancora più know-how, quindi abbiamo preso in carico l'elettrotecnica e la progettazione software delle macchine", ricorda Timo Conzelmann. "Abbiamo cambiato i nostri processi e abbiamo usato Eplan come base per il cambiamento. Ora seguiamo lo sviluppo di una macchina dall'ideazione all'assemblaggio. Utilizziamo Eplan non solo come strumento, ma sfruttiamo anche le sue opzioni di integrazione con SAP, il nostro sistema ERP".
Witzenmann utilizza l'Engineering Control Center (ECTR) per accedere al database dei componenti in SAP. "Ora rappresentiamo la macchina completa in CAD e non solo gli aspetti meccanici, unendo elettrotecnica e progettazione meccanica", afferma Jürgen Rausch, responsabile del progetto IT presso Witzenmann.
Standardizzare strutture separate
L'idea alla base era una distinta articoli meccatronica condivisa per i due mondi dell'ingegneria meccanica e dell'elettrotecnica. La sfida era riunire in un unico ambiente le diverse strutture dei sistemi CAD e dei sistemi CAE per l'elettrotecnica. Il denominatore comune per entrambi i sistemi è ora il tag del dispositivo. eCl@ss, lo standard intersettoriale per la classificazione e la descrizione dei prodotti, viene utilizzato per classificare e documentare le caratteristiche tecniche e armonizza le strutture, prima separate, dell'elettrotecnica e dell'ingegneria meccanica.
Ora sono disponibili funzionalità comuni che consentono di utilizzare Eplan anche per l'ingegneria meccanica. È stato un processo lungo, che non si poteva implementare dall'oggi al domani e che ha richiesto flessibilità da parte di tutti i reparti coinvolti. È stato anche un processo in cui Eplan Consulting ha fornito supporto a tutte le persone coinvolte in Witzenmann. Questo ha richiesto un nuovo approccio a tutte le fasi del processo di sviluppo. La strutturazione dello schema elettrico è stata concordata congiuntamente, così da poter essere utilizzata anche dalla progettazione meccanica. Come già detto, il denominatore comune è ora il tag del dispositivo. Viene utilizzato per definire linee guida e standard per la progettazione di uno schema elettrico, che può poi essere integrato nell'ECTR. Ora Eplan può essere utilizzato per soddisfare i requisiti dell'ingegneria meccanica. Nel complesso, è stato necessario molto lavoro prima di creare la prima macchina virtuale. Timo Conzelmann ha spiegato quanto funzioni bene nella pratica: "Prima, un cilindro pneumatico veniva gestito in tre ambiti della progettazione. Grazie alla standardizzazione tramite i tag dei dispositivi, ora è identico nei tre mondi".
Vantaggi grazie a processi semplificati
Witzenmann si avvale di fornitori di servizi per la costruzione degli armadi di controllo. Conzelmann: "Con i nostri fornitori di servizi lavoriamo in modo semplice e affidabile grazie a Eplan Pro Panel". Gli script sviluppati internamente, ottimizzati sulle esigenze aziendali, semplificano notevolmente le procedure di approvazione. "Nel complesso, questi aspetti consentono risparmi fino al 20% sui costi degli armadi di controllo", riassume Jürgen Rausch. "Diamo ai fornitori non solo i disegni 3D, ma anche gli schemi di foratura per i centri di lavorazione", afferma Timo Conzelmann. "Funziona tutto in modo molto affidabile. I fornitori sono collegati a noi tramite una catena di processo snella e, grazie alla qualità dei dati, non ci sono costi aggiuntivi dovuti a errori o alla necessità di chiedere chiarimenti". Jürgen Rausch evidenzia ulteriori vantaggi: "Eplan produce la documentazione in formato PDF, così abbiamo accesso totale alla documentazione di una macchina. La creazione di PDF intelligenti (nel nostro caso in tedesco, inglese e spagnolo) è a dir poco fantastica".
Configurazione al posto dello sviluppo da zero
Ora che la visione della distinta articoli meccatronica è stata realizzata, è già arrivato il prossimo compito: la riutilizzabilità della progettazione. Le nuove macchine dovranno essere generate tramite configurazione a partire dalla creazione una tantum dei moduli di progettazione. "Per configurare una nuova macchina a partire dai sottoprogetti di macchine esistenti, dividiamo il progetto principale in sottoprogetti, così da poter aggiungere ed eliminare facilmente i moduli standard.
Questo ci renderà più veloci e abbatterà i costi", dice Timo Conzelmann, guardando al futuro della progettazione elettrica. "Se, per esempio, una macchina di saldatura deve essere equipaggiata con una sega, basta aggiungere con un clic il modulo 'sega'. Non dobbiamo riprogettarla ogni volta da zero". Nonostante tutta la virtualizzazione attorno alla macchina, Witzenmann deve comunque apportare piccole modifiche nella costruzione e nell'installazione della macchina. In particolare, rispetto alla posa dei cavi in loco, che di solito richiede una pianificazione specifica. Per questo, in futuro, la posa dei cavi richiederà un'attenzione particolare.
