Un fournisseur, installateur et prestataire de services pour les centrales de production d’énergie et leurs composants réduit la durée de ses cycles de conception de 10 à 15 %

Un rôle essentiel

Au fil des ans, Ansaldo Energia (AEN) a mis en place une solution complète de gestion du cycle de vie des produits (PLM) avec le logiciel Teamcenter® de Siemens Digital Industries Software. Teamcenter a été progressivement étendu pour traiter les données relatives à la conception des composants, à la gestion de la configuration, à la classification des produits et à la gestion des configurations et des documents. L'étape suivante consiste à intégrer l'ingénierie et l’entretien de l'usine.

AEN est un opérateur intégré à cycle complet, capable de construire des centrales électriques clé en main sur des sites vierges à l’aide de ses propres technologies et de ses propres ressources indépendantes de conception, de production, de construction, de mise en service et de service. Le plus grand fabricant italien de turbines et de centrales thermiques est divisé en trois lignes de produits principales : les turbines à gaz, les turbines à vapeur et les générateurs. Pour AEN, le PLM est un outil essentiel et stratégique pour gérer les informations, les processus et les ressources afin de prendre en charge l’ensemble du cycle de vie de l’usine.

Aujourd’hui, toutes les applications sont utilisées en conjonction avec Teamcenter, ce qui offre des avantages significatifs en termes de réduction des coûts et d’efficacité organisationnelle.

AEN utilise Teamcenter pour gérer toutes les données de conception assistée par ordinateur (CAO) 3D, ainsi que les structures et configurations de produits correspondantes, en tirant parti de ses fonctionnalités de gestion des modifications et de la configuration. De plus, les données de fabrication assistée par ordinateur (FAO) sont entièrement intégrées aux informations d’ingénierie, fournissant ainsi aux employés de l’usine toutes les informations pertinentes sur des bornes dédiées qui affichent des instructions de travail électroniques en 2D, 3D, des notes, des données de production, etc.

"La grande valeur commerciale de Teamcenter réside dans la traçabilité et la fiabilité de l’information dans l’ingénierie ainsi que dans la production, où nous avons mis en œuvre Teamcenter pour la fabrication", explique Mauro Macciò, ingénieur en chef pour l’analyse de structure chez AEN.

En tenant compte des projets pilotes et des différents types d’applications (gestion des données, gestion des processus et optimisation), les responsables d’AEN estiment que Teamcenter les a aidés à réduire la durée du processus de conception de 10 à 15 %.

"Ce que les utilisateurs apprécient le plus dans Teamcenter, c’est l’avantage intangible de pouvoir récupérer et examiner tous les calculs passés, de suivre chaque processus et toutes les données utilisées, ainsi que de réutiliser les processus d’autres personnes en sachant que les données sont fiables, car ils peuvent faire une comparaison directe entre différentes solutions", explique M. Macciò.

AEN estime également qu’elle a augmenté la réutilisation des composants de 20 à 40 % et consolidé le savoir-faire de l’entreprise dans environ 80 pratiques de conception.

"Teamcenter est une source d’informations essentielle pour toute personne impliquée dans la conception et la validation de conceptions basées sur des données réelles", explique Stefano Santucci, analyste des processus de gestion chargé des opérations PLM, des logiciels et des processus associés chez AEN.

Une gestion précise

M. Santucci travaille en collaboration avec l’ingénierie de développement, l’ingénierie produit, l’ingénierie de production et l’ingénierie de maintenance.

"J’ai rejoint l’entreprise au moment où elle a adopté Teamcenter", explique M. Santucci. "Le logiciel a été introduit en 1998 en tant que système de gestion de la documentation des machines et des installations. Par la suite, le logiciel a été étendu aux matériaux et à la structure des produits, et enfin la gestion du changement a également été déployée."

"En 2008, un projet pilote dans le domaine de la fabrication a été lancé pour réorganiser toutes les opérations de l’usine grâce à la mise en œuvre de Teamcenter Manufacturing. Nous avons mis en place un système de gestion des cycles d’usinage et des nomenclatures de fabrication, de l’utilisation des ressources, de l’outillage, de l’équipement et de la machinerie, ainsi que de l’intégration avec le système de planification des ressources de l’entreprise (ERP). Ansaldo Energia dispose d’un portefeuille qui comprend divers équipements de commande numérique (CN), d’où la nécessité d’une gestion précise.

En 2008, l’unité Ingénierie Développement a été créée avec une équipe de 150 personnes pour créer de nouvelles machines (turbines à gaz, turbines à vapeur et générateurs électriques) et remettre à neuf des modèles existants. La création de cette équipe répondait à un besoin spécifique.

"Jusqu’en 2005, AEN a travaillé sous l’égide de concédants, pour lesquels elle construisait des turbines à gaz et d’autres équipements", explique M. Macciò. "Suite à la décision d’abandonner la sous-traitance, il a été nécessaire de créer des centres d’excellence pour toutes les disciplines centrés sur les questions de développement et sur la collecte de retours d'information issus de l’exploitation des équipements sur le terrain, afin que ces informations puissent être transférées à la production."

"Le nouveau service a réuni différentes unités et le personnel d’Ansaldo Ricerche pour s’occuper des projets de développement, sans implication directe dans les questions de production", explique M. Macciò. "Cette unité collabore avec des équipes qui travaillent sur des produits selon une approche interdisciplinaire, de l’ingénierie mécanique à l’aérodynamique en passant par le refroidissement par air secondaire. En tenant compte de l’expérience de Finmeccanica et d’autres entreprises internationales, nous avons reconnu la nécessité d’adopter une solution capable d’unir toutes les équipes disciplinaires impliquées dans le développement, l’approbation et la commercialisation des produits."

"C’est ainsi qu’est né le projet Teamcenter. La valeur de Teamcenter a été reconnue par le groupe Finmeccanica, qui a décerné à Siemens Digital Industries Software un prix de l’innovation."

Définition de la nouvelle plateforme

Davide Pinna, membre de l’innovation et du développement de produits au sein de l’ingénierie de développement, a suivi de près le projet d’ingénierie collaborative, ce qui a abouti à la mise en œuvre de Teamcenter for Simulation pour gérer les processus d’ingénierie.

"Notre objectif était de trouver un outil unique pour gérer toutes les données et tous les processus de développement et de conception, afin de permettre une optimisation adéquate de la conception", explique M. Pinna. "Après avoir effectué un filtrage précis sur la base d’un questionnaire, suivi d’un cas de test sur la conception thermomécanique d’une pale de turbine, nous nous sommes rendu compte qu’il n’y avait pas de solution parfaite, mais plutôt des produits plus adaptés à la gestion des données et des processus, et d’autres plus performants à des fins d’optimisation. C’est pourquoi nous en avons sélectionné un dans chaque catégorie, y compris Teamcenter, pour gérer les données et les macro-processus."

Pour définir la nouvelle plateforme, trois projets pilotes ont été réalisés sur des composants réels. Le premier projet pilote portait sur la gestion des données et des processus pour la conception d’une aube de compresseur, un nouveau concept qui impliquait les disciplines de l’aérodynamique et de l’ingénierie mécanique.

Le deuxième projet pilote a été mené sur un composant existant nécessitant un processus de vérification sur une pale de turbine, pour laquelle des modèles 3D étaient disponibles dans le système de stockage de l’entreprise. Dans le cadre de ce processus, toutes les données et tous les documents échangés entre les disciplines participantes (aérodynamique, échange thermique, système d’air secondaire et construction mécanique) ont dû être gérés. L’objectif du deuxième projet pilote était la gestion complète des données générées lors du processus de conception d’une aube de turbine refroidie.

Le troisième projet pilote portait sur la conception d’une aube de turbine existante qui impliquait des disciplines d’échange thermique et de génie mécanique. Son objectif était de définir un processus d’optimisation du système de refroidissement interne de l’aube.

"Tous les projets pilotes ont été achevés à la fin du mois de janvier 2011 et ont donné d’excellents résultats", déclare M. Santucci. "Ensuite, nous sommes passés à la phase de production proprement dite, en connectant l’environnement de travail au reste de l’entreprise et aux autres modules Teamcenter. Après nous être concentrés initialement sur l’ingénierie, le développement et la fabrication, nous avons ajouté l’ingénierie de l’idée et du concept en amont. Au cours des deux prochaines années, nous nous étendrons en aval, en implémentant la maintenance et l’entretien, afin de boucler la boucle et d’obtenir un retour direct du terrain. Nous pourrons ainsi améliorer le concept du produit et les activités d’ingénierie."

Des avantages concrets

Environ 20 personnes ont participé aux projets pilotes, qui ont reçu de très bonnes évaluations de la part des clients.

"Une préparation minutieuse a été nécessaire pour développer une culture de gestion des connaissances en interne", explique M. Macciò. "Outre les outils sélectionnés et avant d’entreprendre tout processus de déploiement des technologies de l’information (IT), nous avons dû définir une structure formelle pour l’ensemble de la structure de connaissances de l’entreprise. Nous avons classé notre savoir-faire dans des documents appelés Design Practices, qui sont désormais stockés dans un dossier sécurisé au sein de Teamcenter, accessible à tous les utilisateurs autorisés en mode suivi et surveillé."

L’ingénierie de développement d’AEN a bénéficié de trois avantages majeurs grâce au projet d’ingénierie collaborative élaboré avec Teamcenter. Tout d’abord, AEN a été mieux à même de partager le savoir-faire de l’entreprise, un facteur clé pour une organisation en croissance constante et une condition essentielle pour sortir de nouveaux produits optimisés dans des délais serrés.

Deuxièmement, AEN a bénéficié d’une génération, d’une gestion et d’une traçabilité supérieures des données. "La possibilité de collecter des données d'analyse et des rapports à partir de nos opérations offre des avantages évidents en termes de durée des cycles et de fiabilité des données, car nous pouvons réutiliser des processus précédemment mis en œuvre pour obtenir des résultats documentés et fiables", explique M. Santucci.

Troisièmement, la standardisation et l’optimisation des processus de conception, qui sont officiels, partagés et identiques pour tous, ont permis de réduire considérablement le temps de traitement et de calcul pour tous les utilisateurs.

Aujourd’hui, AEN compte 1 300 utilisateurs de Teamcenter. Deux cents personnes utilisent également le logiciel NX™ de Siemens Digital Industries Software. Selon la direction, ces chiffres ne manqueront pas d’augmenter, avec des gains importants en termes de coûts, de temps et de qualité.