Un'azienda di fornitura, installazione e servizi nel settore delle centrali e dei componenti per la produzione di energia riduce i tempi del ciclo di progettazione del 10-15%

Svolgere un ruolo fondamentale

Nel corso degli anni, Ansaldo Energia (AEN) ha implementato una soluzione di gestione del ciclo di vita del prodotto (PLM, Product Lifecycle Management) con il software Teamcenter® di Siemens Digital Industries Software. Teamcenter è stato progressivamente esteso per gestire i dati per la progettazione dei componenti, la gestione della configurazione, la classificazione dei prodotti e la gestione della configurazione e dei documenti. Il passo successivo è stato quello di integrare l'impiantistica e l'assistenza.

AEN è un operatore integrato a ciclo completo, in grado di costruire centrali elettriche chiavi in mano su siti greenfield utilizzando le proprie tecnologie e le proprie risorse indipendenti di progettazione, produzione, costruzione, commissioning e assistenza. Il più grande produttore italiano di turbine e centrali termiche si divide in tre principali linee di prodotto: turbine a gas, turbine a vapore e generatori. Per AEN, il PLM è uno strumento vitale e strategico per gestire informazioni, processi e risorse al fine di supportare l'intero ciclo di vita dell'impianto.

Oggi, tutte le applicazioni vengono utilizzate in combinazione con Teamcenter, che offre vantaggi significativi in termini di risparmio sui costi ed efficienza organizzativa.

AEN utilizza Teamcenter per gestire tutti i dati CAD (Computer-Aided Design) 3D, le strutture e le configurazioni dei prodotti corrispondenti, sfruttando le funzionalità di gestione delle modifiche e della configurazione. Inoltre, i dati di produzione assistita da computer (CAM) sono completamente integrati con le informazioni ingegneristiche, fornendo ai dipendenti della fabbrica tutte le informazioni rilevanti su chioschi dedicati che visualizzano istruzioni di lavoro elettroniche in 2D, 3D, note, dati di produzione, ecc.

"Il grande valore di Teamcenter è la tracciabilità delle informazioni e l'affidabilità sia nelle fasi di ingegneria che di produzione, dove abbiamo implementato Teamcenter Manufacturing", afferma Mauro Macciò, Chief Engineer Structural Analysis presso AEN.

Sulla base dei progetti pilota e considerando i diversi tipi di applicazioni (gestione dei dati, gestione dei processi e ottimizzazione), i responsabili AEN stimano che Teamcenter li abbia aiutati a ridurre i tempi del processo progettuale del 10-15%.

"Ciò che gli utenti apprezzano di più in Teamcenter è il vantaggio intangibile di poter recuperare e rivedere tutti i calcoli passati, tenere traccia del processo e di tutti i dati utilizzati, nonché riutilizzare i processi di altre persone sapendo che i dati sono affidabili perché è possibile effettuare un confronto diretto tra diverse soluzioni", afferma Macciò.

AEN stima, inoltre, di aver aumentato il riutilizzo dei componenti dal 20 al 40% e di aver consolidato il know-how aziendale in circa 80 studi di progettazione.

"Teamcenter è una fonte fondamentale di informazioni per chiunque sia coinvolto nella progettazione e nella validazione di progetti basati su dati reali", afferma Stefano Santucci, Business Process Analyst responsabile delle operazioni PLM, del software e dei processi correlati di AEN.

Garantire una gestione accurata

Santucci collabora con i team di ingegneria di sviluppo, di prodotto, di produzione e di manutenzione.

"Sono entrato in azienda nel momento in cui Teamcenter è stato adottato", afferma Santucci. "Il software è stato introdotto nel 1998 come sistema di gestione della documentazione di macchinari e impianti. Successivamente, è stato esteso ai materiali e alla struttura del prodotto, e infine è stata implementata anche la gestione delle modifiche.

"Nel 2008 è stato lanciato un progetto pilota nel settore manifatturiero per riorganizzare tutte le operazioni di fabbrica attraverso l'implementazione di Teamcenter Manufacturing. Abbiamo introdotto un sistema per gestire i cicli di lavorazione e le distinte base di produzione (MBOM), l'uso di risorse, attrezzature, apparecchiature e macchinari, nonché l'integrazione con il sistema ERP (Enterprise Resource Planning). Ansaldo Energia ha un portfolio che comprende diverse apparecchiature a controllo numerico (NC), che necessitano di una gestione accurata".

Nel 2008 è stata creata l'unità di Development Engineering con un team di 150 persone per creare nuove macchine (turbine a gas, turbine a vapore e generatori elettrici) e rimettere a nuovo i modelli esistenti. La creazione di questo team ha risposto a un'esigenza specifica.

"Fino al 2005, AEN ha lavorato sotto l'ombrello dei licenziatari, per i quali costruiva turbine a gas e altre apparecchiature", spiega Macciò. "In seguito alla decisione di abbandonare i subappalti, è stato necessario creare dei Centri di Eccellenza per tutte le discipline, focalizzati sui temi dello sviluppo e della raccolta di feedback dal funzionamento delle apparecchiature sul campo, in modo che queste informazioni potessero essere trasferite alla produzione.

"Il nuovo reparto ha riunito diverse unità e personale di Ansaldo Ricerche per occuparsi dei progetti di sviluppo, senza alcun coinvolgimento diretto nelle questioni di produzione", afferma Macciò. "Questa unità coinvolge team che lavorano sui prodotti utilizzando un approccio interdisciplinare, dall'ingegneria meccanica all'aerodinamica, fino al raffreddamento dell'aria secondaria. Sulla base dell'esperienza di Finmeccanica e di altre aziende internazionali, abbiamo riconosciuto la necessità di adottare una soluzione che potesse unire tutti i team disciplinari coinvolti nello sviluppo, nell'approvazione e nel rilascio del prodotto.

"È così che è nato il progetto Teamcenter. Il valore di Teamcenter è stato riconosciuto dal Gruppo Finmeccanica, che ha assegnato a Siemens Digital Industries Software un premio per l'innovazione".

Definizione della nuova piattaforma

Davide Pinna, membro dell'innovazione e dello sviluppo prodotto in Development Engineering, ha seguito da vicino il progetto di Ingegneria Collaborativa, che ha portato all'implementazione di Teamcenter for Simulation per la gestione dei processi ingegneristici.

"Il nostro obiettivo era quello di trovare un unico strumento per gestire tutti i dati e i processi di sviluppo e progettazione, consentendo un'adeguata ottimizzazione della progettazione", afferma Pinna. "Dopo aver condotto uno screening accurato basato su un questionario, seguito da un caso di test sulla progettazione termomeccanica di una pala di turbina, ci siamo resi conto che non esisteva una soluzione perfetta, ma piuttosto prodotti più adatti alla gestione dei dati e dei processi, e altri più efficienti ai fini dell'ottimizzazione. Pertanto, ne abbiamo selezionato uno in ogni categoria, incluso Teamcenter, per gestire i dati e i processi macro".

Per definire la nuova piattaforma sono stati realizzati tre progetti pilota su componenti reali. Il primo progetto pilota ruotava attorno alla gestione dei dati e dei processi per la progettazione di una pala compressore, un nuovo concept che coinvolgeva le discipline dell'aerodinamica e dell'ingegneria meccanica.

Il secondo progetto pilota è stato condotto su un componente esistente, che richiedeva un processo di verifica su una pala di turbina in cui erano disponibili modelli 3D nel sistema di storage aziendale. In questo processo, è stato necessario gestire tutti i dati e i documenti scambiati tra le discipline partecipanti (aerodinamica, scambio termico, sistema dell'aria secondaria e ingegneria meccanica). L'obiettivo del secondo progetto pilota era la gestione completa dei dati generati durante il processo di progettazione di una pala di turbina raffreddata.

Il terzo progetto pilota ha riguardato la progettazione di una pala di turbina esistente, coinvolgendo discipline di scambio termico e ingegneria meccanica, in cui l'obiettivo era quello di definire un processo di ottimizzazione per il sistema di raffreddamento interno della pala.

"Tutti i progetti pilota sono stati completati a fine gennaio 2011 con ottimi risultati", afferma Santucci. "Poi siamo passati alla fase di produzione vera e propria, collegando l'ambiente di lavoro al resto dell'azienda e agli altri moduli Teamcenter. Dopo l'attenzione iniziale sull'ingegneria, lo sviluppo e la produzione, abbiamo aggiunto l'idea e il concept engineering a monte, e nei prossimi due anni ci espanderemo a valle, implementando la manutenzione e l'assistenza al fine di chiudere il cerchio e ottenere un feedback diretto dal campo, in modo da poter migliorare il concept di prodotto e le attività di ingegneria".

Ottenere vantaggi tangibili

Circa 20 persone sono state coinvolte nei progetti pilota, che hanno ricevuto ottimi voti dai clienti.

“Serviva una preparazione accurata per sviluppare internamente una cultura di gestione della conoscenza", afferma Macciò. "Oltre agli strumenti selezionati e prima di intraprendere qualsiasi processo di implementazione della tecnologia dell'informazione (IT), abbiamo dovuto definire una struttura formale per l'intera struttura della conoscenza aziendale. Abbiamo classificato il nostro know-how in documenti chiamati Design Practice, che ora sono archiviati in una cartella protetta all'interno di Teamcenter, accessibile a tutti gli utenti autorizzati in modalità tracciata e monitorata".

Tre sono stati i principali vantaggi ottenuti dall'ingegneria di sviluppo di AEN attraverso il progetto di ingegneria collaborativa creato con Teamcenter. Innanzitutto, AEN è stata in grado di condividere meglio il know-how aziendale, fattore chiave per un'organizzazione in costante crescita e condizione essenziale per rilasciare nuovi prodotti ottimizzati in tempi ristretti.

In secondo luogo, AEN ha realizzato una generazione, una gestione e una tracciabilità dei dati di livello superiore. Santucci spiega: “La capacità di raccogliere dati di analisi e report dalle nostre operazioni offre chiari vantaggi in termini di tempo ciclo e affidabilità dei dati, in quanto è possibile riutilizzare i processi precedentemente implementati per ottenere risultati documentati e affidabili.”

In terzo luogo, la standardizzazione e l'ottimizzazione dei processi di progettazione, ufficiali, condivisi e identici per tutti, ha comportato una significativa riduzione dei tempi di elaborazione e di calcolo per tutti gli utenti.

Oggi AEN conta 1.300 utenti Teamcenter. Circa 200 persone utilizzano anche il software NX™ di Siemens Digital Industries Software. Secondo il management, questi numeri sono destinati a crescere, con significativi guadagni in termini di costi, tempi e qualità previsti.