Provoz na plný výkon se systémem PLM

Odborníci na elektromotory

Johnson Electric je čínská skupina společností, jejímž hlavním předmětem podnikání je výroba elektromotorů pro různé aplikace, od malých motorů pro elektrické nářadí a osobní počítače až po větší modely pro elektrické domácí spotřebiče a automobily. Skupina se skládá z několika společností, včetně společnosti Gate S.r.l. (Gate), která spolupracuje s významnými výrobci OEM automobilů, včetně společností Ford, BMW, Jaguar, Renault, PSA, GM, VW, Fiat, Mercedes a Ferrari, a to jak přímo, tak prostřednictvím výrobců chladičů, na které se motory montují. Společnost Gate byla založena v roce 1978 jako italská společnost a v roce 1985 se stala americkou společností. V roce 2000 společnost převzala společnost Johnson Electric.

Po celou tuto dobu se podnikání společnosti Gate nezměnilo, ačkoli společnost přijala různé přístupy. „Motory se dnes vyrábějí v mateřské společnosti v Číně podle návrhu společnosti Gate,“ vysvětluje Marco Davino, který je vedoucím oddělení vývoje výrobků, metod organizace procesů společnosti a vývoje softwaru. „Po získání zakázky funguje společnost Gate jako rozhraní směrem k zákazníkovi pro všechny inženýrské úkony, kontrolu vyrobitelnosti nových motorů, správu změn, kontrolu kvality a revizi nákladů. Továrna Asti pak montuje motory dodané z Číny do chladičů dodaných dodavateli nebo vyrobených přímo v továrně. Fáze sestavování je zásadní pro zajištění odpovídajícího výkonu a účinnosti.“

Společnost Gate každoročně vyvíjí desítky nových výrobků a vyrábí miliony komponent, které musí projít náročnými testy z hlediska tepelného a dynamického namáhání a odolnosti proti vlhkosti a solné mlze. „Náš vývojový cyklus může trvat dva až tři roky,“ říká Davino. „Musíme vyhovět požadavkům každého zákazníka na chlazení pomocí na míru šitých řešení ventilace, kabeláže a potrubních tras. „Naším cílem je optimalizovat výkon na elektromagnetické, kapalně-dynamické a strukturální úrovni a zároveň dosáhnout vhodné ceny pro trh, který je velmi citlivý na náklady,“ říká Davino.

Strukturovaný proces založený na systémech CAD a PLM

U společnosti Gate je nejkritičtější fází počáteční část vývojového cyklu výrobku, kdy je definována většina směrnic, časových plánů a nákladů, které je pak nutné dodržet. „Zákazníci nám poskytují jen velmi málo specifikací a požadují studii proveditelnosti a návrh v krátkém časovém horizontu,“ vysvětluje Davino. „Naše úvodní studie vychází ze zkušeností a podobností s předchozími návrhy, takže můžeme zákazníkovi poskytnout poměrně přesnou studii proveditelnosti a odhad nákladů. Když zákazník zadá objednávku, je podepsána smlouva o dodávkách, která definuje rozsah dodávek, objemy, časový harmonogram a další aspekty.“

Poté proces přechází do druhé fáze, která je nejdůležitější a zahrnuje úkony ověření návrhu, které spočívají v definování objektů, kreslení komponent, vývoji forem a geometrie a zahájení přesného testování pro ověření různých komponent. „Tento proces se vztahuje na elektronické komponenty, plastové materiály, prvky složitých tvarů a elektromagnetické komponenty,“ dodává Davino. „K postupnému zdokonalování používáme iterativní proces testování a navrhování. Pokud výrobek splňuje požadavky zákazníka, použijeme několik vzorků a ověříme je přímo ve vozidle. Nakonec se zveřejní výrobní dokumentace, čímž se aktivuje posloupnost dodavatelů, výrobních linek a industrializace, jejímž výsledkem je výroba skutečného výrobku až po konečné dodání zákazníkovi.“

Výše popsaný proces vyžaduje účinnou správu změn (přičemž změny mají různé náklady podle fáze životního cyklu, ve které jsou prováděny) a úplnou sledovatelnost každé komponenty, včetně možnosti zpětného dohledání konkrétní výrobní šarže v případě problémů ve vozidle. Společnost Gate se proto neobejde bez počítačem podporovaného navrhování (CAD) a systému pro správu životního cyklu výrobků (PLM).

Po počátečních zkušenostech s 2D CAD se společnost zaměřila na 3D a přešla na řešení NX™ od společnosti Siemens Digital Industries Software. Společnost zvolila toto řešení CAD na základě zkušeností společností Pratt & Whitney a McDonnell Douglas, které v té době patřily do stejné průmyslové skupiny jako společnost Gate. Po přeškolení zaměstnanců z 2D na 3D a převedení starší 2D databáze rozšířila společnost Gate informační technologie (IT) do strojírenské dílny a zavedla jednu z prvních instalací počítačem podporované výroby (CAM) v Itálii, jejíž modul se používá dodnes. „Především jsme vytvořili základní strukturu pracovního postupu se třemi úrovněmi podpisu, abychom mohli spravovat a sledovat změny a vytvořit proces autorizace, kontroly, ověřování a schvalování souborů, který je v souladu s certifikačním systémem,“ připomíná Davino.

Nová etapa začala v roce 2001, kdy se společnost Gate rozhodla zveřejňovat všechny dokumenty pouze elektronicky, aby byly snadno dostupné všem společnostem skupiny po celém světě. „S tak rozsáhlým a diverzifikovaným systémem, který používá různé sady systémů CAD pro splnění požadavků mnoha výrobců OEM v automobilovém průmyslu, stejně jako software CAM, pracovní postupy a soubory distribuované v elektronickém formátu, jsme potřebovali pokrok v oblasti správy dat spravované systémem PLM,“ říká Davino. „Čekali jsme, až bude řešení Teamcenter k dispozici, protože v řešení Teamcenter jsme našli odpověď na všechny naše potřeby. Nabízí kompatibilitu s různými sadami systémů CAD (s výměnou souborů), vynikající pracovní postupy, mezinárodní a místní kódy pro propojení výrobků se systémem pro plánování podnikových zdrojů (ERP), publikování obrázků výrobků ve formátu PDF a mnoho dalšího.“

Řešení Teamcenter jako středobod společnosti

Řešení Teamcenter®, za kterým také stojí společnost Siemens Digital Industries Software, bylo ve společnosti Gate zavedeno ve velké míře. Kromě správy změn bylo toto řešení rozšířeno i na vytváření návrhů, včetně oznámení o schvalování souborů a zpřístupnění informací o souborech prostřednictvím funkcí automatického publikování. Současně byly standardizovány postupy pro zadávání technických změn (ECO) a proběhla reorganizace celé struktury databáze.

„Pokud se systémem propojíme také kusovníky,“ pokračuje Davino, „získáme technický kusovník, který se stane první dlaždicí systému ERP, která generuje procesní listinu. Zavedli jsme také správu datových listů a standardizovaných komponent, přičemž jsme použili pravidla klasifikace a standardizace pro mechanické a standardní komponenty. V neposlední řadě můžeme také spravovat materiály s využitím kompletní datové struktury, přičemž každý materiál je vlastně položkou kusovníku, který je naprosto kompletní.“

Společnost Gate upravila správu složek v řešení Teamcenter tak, aby bylo možné do systému shromažďovat všechny technické dokumenty, nejen technické soubory. Certifikace, zkušební protokoly a revize návrhu nyní proudí do řešení Teamcenter jako jediného úložiště, které se používá pro dva účely – vývoj projektu a vývoj výrobků. „Další výhodou je, že každý dokument není publikován několikrát, ale je jednoduše přiřazen k jednomu nebo více projektům.“

Před několika lety se objevily nové potřeby v oblasti správy požadavků. Jednalo se o výsledek projektu spravovaného a sponzorovaného elektronickým průmyslem, konkrétně konsorciem Spice. „Správa požadavků je pro správu projektů zásadní, proto jsme zavedli funkci pro správu požadavků řešení Teamcenter a současně jsme do systému integrovali první kroky elektrotechnického návrhu. Pomocí řešení NX PCB Exchange si vyměňujeme data mezi oblastí elektrotechniky a systémem CAD a importujeme elektronické komponenty, vlastnosti desek s plošnými spoji (PCB) a vůle pro montáž komponent – různé užitečné informace pro konstruktéry mechatroniky.“

Další aspekt implementace řešení Teamcenter ve společnosti souvisí se správou vzorků, a to na základě konkrétního požadavku zákazníka na správu změn během fáze vývoje, a nikoli až během období po výrobě, aby byl zajištěn řízený tok i ve fázi ověření návrhu. „Oznámení a úpravy kusovníku nezačínají na konci návrhu, ale na jeho začátku, hned po interní objednávce, která generuje strukturu kódu,“ vysvětluje Davino. „Tímto způsobem začínáme organizovat databázi, abychom do řešení Teamcenter přenesli i kusovníky procesů. Naše průmyslové, logistické a administrativní oddělení se stávají plnohodnotnými uživateli řešení Teamcenter, kteří mohou vytvářet a kontrolovat kusovníky, které se dostanou do výrobního cyklu.“

Neustálé zlepšování v oblasti systému PLM

Díky správě vzorků rozšířila společnost Gate využití řešení Teamcenter i mimo oblast inženýrství. V současné době je v Itálii z 250 zaměstnanců přibližně 180 uživatelů řešení Teamcenter ve společnosti Gate, zatímco v celosvětovém měřítku se jejich počet blíží 250. Dále společnost Gate dokončí správu kusovníků pro balení, takže do systému ERP bude dodán konečný kusovník, který bude čistý a připravený k importování. V tu chvíli bude celý proces spravován pomocí IT, od kódů generovaných v rámci řešení Teamcenter a plně spravovaných pomocí řešení Teamcenter až po okamžik, kdy informace přejdou do systému ERP.

„Máme také rozpracované další projekty,“ dodává Davino. „Do řešení Teamcenter převádíme veškerou dokumentaci softwaru OrCAD, který používáme ke kreslení elektrotechnických schémat a k funkční simulaci a definici elektrotechnických karet. Tímto způsobem dosáhneme plné integrace s mechatronikou, nejen včetně rozvržení a kusovníku, ale i všech elektronických dokumentů. Další vývoj rozšíří správu požadavků na úkony návrhu, takže řešení Teamcenter již nebudeme používat pouze pro elektrotechnický software. V současné době má každý projektant vlastní metodu pro správu specifikací, ale my potřebujeme řádně regulovanou metodu pro správu požadavků celého systému.“

Následně společnost zvažuje využití řešení Teamcenter pro správu projektů. „Jakmile zavedeme správu systémových požadavků na jedné straně a správu vzorků na straně druhé, budeme schopni tyto dva světy spojit a vytvořit jedinou sekvenci pracovních postupů propojenou s řešením Teamcenter,“ říká Davino. „Funkce správy projektů v řešení Teamcenter zavádí parametr času, který jsme zatím nezavedli, přestože čas je klíčovým faktorem. Pro tento nový projekt ještě musíme připravit časový harmonogram. Jedno je jisté: Řešení Teamcenter je vynikající software a jsme s ním velmi spokojení. Zejména v automobilovém průmyslu je řešení Teamcenter velmi oblíbené, protože je lze efektivně integrovat s jinými řešeními CAD a spravovat je.“