Lo specialista dell'edilizia ottimizza la pianificazione dei progetti e la produzione utilizzando NX e Teamcenter

Ingegneria strutturale avanzata

Dalla fondazione dell'azienda come impresa di muratura nel 1929, il Gruppo Max Bögl (Bögl) si è evoluto fino a diventare un fornitore internazionale di costruzioni e servizi specializzati. Le competenze chiave includono la costruzione e il trasporto di infrastrutture, la costruzione di ponti, l'ingegneria strutturale, la costruzione di acciaio e impianti, nonché la prefabbricazione di componenti in calcestruzzo.

In qualità di esperto in ingegneria strutturale avanzata, Bögl fornisce soluzioni tecniche e logistiche in tutto il mondo, compresa la costruzione di imponenti strutture per ponti. Bögl è specializzata anche in pezzi prefabbricati in calcestruzzo, producendo questi componenti in diversi stabilimenti di produzione e in loco tramite un'unità mobile.

La notevole esperienza di Bögl nella progettazione e nella produzione ha portato a innovazioni come il sistema di binari a soletta per le linee ferroviarie ad alta velocità. Questo sistema di piastre di supporto offre longevità, un elevato grado di sicurezza, protezione dalle vibrazioni e bassi costi di manutenzione. In futuro, Bögl prevede di utilizzare le sue conoscenze per contribuire ad aumentare l'uso efficiente delle energie rinnovabili. Il primo passo in questa direzione è stato compiuto con il successo del sistema di torri ibride per impianti eolici.

Simulazione 3D del congelamento artificiale del terreno per consentire la costruzione in sicurezza di tunnel della metropolitana sotto gli edifici esistenti. Copyright: Max Bögl Group.

PLM nel settore edile

Alexander Kropp, che dirige lo sviluppo della gestione delle informazioni sugli edifici (BIM, Building Information Management) presso Bögl, osserva che, a differenza dell'industria manifatturiera, l'industria edile odierna tende a utilizzare soluzioni CAD 2D specifiche per attività, sebbene la progettazione e la pianificazione 3D promettano maggiori vantaggi. Gli strumenti di gestione del ciclo di vita del prodotto (PLM), tra cui CAD, CAM e tecnologia di controllo numerico (NC) sono ora pilastri di Bögl. Spiega: "Produciamo tavole per componenti prefabbricati in calcestruzzo con superfici a forma libera complesse su fresatrici a 5 assi. Abbiamo implementato NX CAM sette anni fa perché solo i sistemi CAD/CAM 3D ci consentivano di creare i programmi NC di cui avevamo bisogno per lavorare in modo efficiente e preciso le parti necessarie per l'ingegneria strutturale e dei ponti. Volevamo anche promuovere l'uso del 3D nella progettazione e nella pianificazione, quindi abbiamo deciso di utilizzare NX CAD per scopi di progettazione nel nostro reparto di ingegneria strutturale".

Bögl ha scelto il software NX™, come parte della piattaforma aziendale di software, hardware e servizi Siemens Xcelerator, per le sue esperienze di alto valore nell'utilizzo del software NX CAM. L'azienda ha anche notato il successo dell'uso di NX nel settore della cantieristica navale. Le strutture saldate dei ponti con superfici curve utilizzate nelle costruzioni sono simili a quelle utilizzate nella progettazione navale.

Kropp sottolinea che l'uso di NX consente all'utente di progettare qualsiasi forma e trasferire forme lungo strade curve o linee ferroviarie. Con NX è possibile prendere in considerazione anche l'ambiente topografico circostante e il materiale da spostare, cosa che non è possibile con molti altri sistemi CAD 3D. Tali sistemi sono utilizzati nell'industria delle costruzioni soprattutto per progettare edifici senza superfici complesse e non sono integrati con altre attività come la produzione.

“NX offre strumenti molto efficaci e flessibili, in particolare per la progettazione di superfici complesse”, afferma Kropp. "NX convince per l'associatività del modello, dalla progettazione alla produzione. NX è la soluzione perfetta per le nostre esigenze. Ci aiuta a risolvere compiti che non potremmo svolgere affatto o che non potremmo svolgere in modo efficiente con altri sistemi".

Modello 3D del parco eolico all'interno dell'ambiente geologico. Copyright: Max Bögl Group.

Gestione del processo BIM con Teamcenter

Per trasformare e aumentare l'efficienza e la trasparenza dei propri processi, Bögl ha avviato un progetto per archiviare e gestire tutte le informazioni e i documenti relativi ai prodotti e ai progetti in un'unica fonte centralizzata e per rendere i dati disponibili a tutte le persone autorizzate in qualsiasi momento. Per raggiungere questo obiettivo, l'azienda ha scelto il software Teamcenter®, anch'esso di Siemens Digital Industries Software. Sebbene il software BIM sia disponibile per gestire compiti simili, Bögl ha preferito le capacità PLM complete di Teamcenter, e in particolare la sua integrazione con strumenti come NX.

Teamcenter è in uso da maggio 2013 in un progetto pilota della divisione energia eolica per supportare la progettazione di torri ibride alte da 120 a 160 metri. Queste torri sono prodotte in lotti e Bögl ne produce fino a 200 all'anno. Ogni torre ha da 17 a 22 anelli di calcestruzzo nella sezione inferiore e due o tre segmenti di acciaio (i segmenti combinati sono alti circa 6 metri) nella sezione superiore.

Gli anelli di calcestruzzo, rettificati con precisione mediante macchine CNC, vengono posti uno sopra l'altro in giunti a secco senza malta e poi precompressi con tendini interni. L'anello superiore in calcestruzzo ha una flangia in acciaio gettato a filo ed è avvitato insieme al segmento inferiore in acciaio. Una gru, appositamente progettata da Max Bögl per il processo di assemblaggio, fornisce un'unità autosollevante che opera in cantieri difficili, come le foreste.

"La progettazione completa delle torri, compresa la creazione della distinta base e dei formboard, viene realizzata utilizzando NX", afferma Kropp. “I dati di progettazione dell'acciaio vengono utilizzati per controllare le macchine da taglio a fiamma CNC. Inoltre, la progettazione degli elementi interni, come gli ascensori, i cavi e l'impianto idraulico, viene eseguita con NX. Per unire il tutto, tutti i dati rilevanti vengono gestiti con Teamcenter”.

Poiché gli impianti di energia eolica richiedono una grande quantità di documentazione, Teamcenter viene utilizzato anche per gestire i dati sulla qualità di ciascun pezzo. Teamcenter gestisce questi dati attraverso lo sviluppo del progetto, la pianificazione del progetto e la pianificazione delle risorse, fornendo un ciclo di documentazione chiuso. Inoltre, Bögl prevede di registrare digitalmente i dati sulla qualità provenienti da macchine di produzione e betoniere e di renderli disponibili tramite Teamcenter integrato con la tecnologia ERP (Enterprise Resource Planning).

Modello 3D di un ponte cittadino. Copyright: Max Bögl Group.

Conclusione

"NX ha chiaramente semplificato i nostri processi di pianificazione e produzione", afferma Kropp, "NX aiuta anche nelle attività di ingegneria civile in cui l'approccio 3D consente una trasparenza significativamente maggiore e una maggiore sicurezza rispetto alla pianificazione 2D, che richiede tempo e denaro".

Kropp osserva: "La modellazione 3D consente di ottenere informazioni dettagliate nella fase iniziale di pianificazione sulla quantità e la massa del materiale da utilizzare e da spostare nei progetti di costruzione. Inoltre, consente un facile coordinamento e comunicazione tra i diversi reparti interni e con terze parti. Il collegamento dei dati del modello 3D con altri dati relativi al processo consente una simulazione realistica del processo di costruzione, che aiuta i clienti a visualizzare la struttura finale prima che tutto venga costruito".

Non solo le soluzioni di Siemens Digital Industries Software sono altamente efficaci per le esigenze BIM di Bögl, ma anche la collaborazione con il fornitore di tecnologia è soddisfacente. Siemens Digital Industries Software ha già implementato adeguamenti specifici dell'edificio per la creazione di disegni. I partner di sviluppo di Siemens Digital Industries Software offrono interfacce per le numerose soluzioni software e formati di dati utilizzati in questo settore. Un esempio è un'interfaccia tra NX e LandXML, sviluppata dalla società Neoapps. Bögl intende utilizzare LandXML per scambiare i dati del modello digitale del terreno e le informazioni di instradamento per le infrastrutture come le linee ferroviarie e le strade.

"Lo scopo del nostro approccio BIM è quello di riunire i diversi set di dati e condividerli internamente e con terze parti", afferma Kropp. "Utilizziamo il PLM non solo per le esigenze di progetto primarie della nostra azienda, ma anche per i progetti di ricerca e per il nostro lavoro con le organizzazioni professionali. Inoltre, prevediamo di espandere la nostra pianificazione basata sul 3D, il che significa che faremo un uso più esteso di NX.

Modelli 3D (sopra e sotto) di una stazione della metropolitana. Copyright: Max Bögl Group.

Copyright: Max Bögl Group.