Creare un veicolo pluripremiato in tempi record

Un sistema PLM che supporta nuovi livelli di prestazioni

"Eccellenza ed eleganza per una classe di auto già ricca di capacità e appetibile per gli acquirenti". Questo è stato il verdetto di What Car?, la guida all'acquisto di auto del Regno Unito (UK), durante l'annuncio della Nissan Qashqai come "Auto dell'anno 2014". Descritta come economica e di classe, la Qashqai di seconda generazione è stata elogiata per il comfort, l'eleganza, lo spazio e la sicurezza: "È stato curato ogni minimo dettaglio, anche il modo in cui riporre il piano portaoggetti".

Il merito del pluripremiato SUV (Sport Utility Vehicle) di piccole dimensioni va al Nissan Technical Centre Europe (NTCE) di Cranfield, nel Regno Unito. "Durante lo sviluppo della nuova Qashqai, abbiamo dovuto concentrarci su qualità, costi e tempi", afferma David Moss, Vice President di Vehicle Design and Development presso il Nissan Technical Centre Europe. "Avere il giusto sistema PLM (gestione del ciclo di vita del prodotto) si è rivelato fondamentale. Per Nissan, che produce cinque milioni di veicoli all'anno con oltre mezzo milione nel Regno Unito, le soluzioni giuste sono i software Teamcenter®, NX™ e Simcenter™ 3D. Queste rappresentano le basi digitali fondamentali per l'ambiente V-3P dell'azienda. Lo sviluppo della nuova Qashqai all'interno di questo ambiente ha migliorato la collaborazione lungo tutta la supply chain, ha ridotto i tempi, rafforzato il controllo della qualità e ha permesso agli ingegneri di raggiungere nuovi livelli di prestazioni".

Sviluppo in tempi record della Qashqai grazie a un graduale potenziamento

Nissan è supportata da OnePLM, un rivenditore di lunga data di Siemens Digital Industries Software che fornisce supporto tecnico al Nissan Technical Centre Europe da molti anni e ha una profonda conoscenza dell'ambiente V-3P di Nissan. Mentre NTCE si preparava a lavorare sulla Qashqai, OnePLM ha supportato l'aggiornamento da Teamcenter Enterprise e il software I-deas™, versione 5, per il software Teamcenter sull'architettura unificata e il software NX. Ciò includeva la facile migrazione dei dati legacy utilizzando gli strumenti digitali di Siemens Digital Industries Software. Ian Keen, Senior Engineer di NTCE, commenta: "Quando stavamo sviluppando la nuova Qashqai, c'erano cinque o sei ingegneri OnePLM qui, molto ben informati su Teamcenter e sul funzionamento del sistema Nissan. Ora che l'auto è in produzione e abbiamo sviluppato le nostre competenze, ci sono due ingegneri che offrono formazione, assistenza in pista e risoluzione dei problemi. Se qualcosa non funziona bene, ci rivolgiamo a loro per una soluzione o un consiglio". Moss aggiunge: "Lavorare con OnePLM ci ha sicuramente permesso di sviluppare il nuovo progetto Qashqai in tempi record".

Collaborazione = vantaggio significativo in termini di produttività

I team di Nissan sono dislocati geograficamente, con funzioni diverse in tutto il Regno Unito e in tutto il mondo. Secondo Keen, la collaborazione è uno dei principali vantaggi della PLM. "Teamcenter ci consente di condividere i dati NX in modo efficace ed efficiente mentre lavoriamo su diversi aspetti della progettazione e della produzione. Lavoriamo in particolare con Spagna, Giappone e Vietnam, e sappiamo tutti di avere i dati più recenti, e questo è un fattore chiave per gli ingegneri che sviluppano parti contemporaneamente".

L'ambiente collaborativo creato con Teamcenter non solo migliora lo scambio di informazioni internamente, ma garantisce anche una migliore comunicazione con i fornitori. Moss spiega: "La collaborazione in tempo reale con i partner è un enorme vantaggio per noi. È fondamentale che i nostri fornitori utilizzino gli stessi strumenti di Nissan. Infatti, utilizzando gli stessi strumenti, siamo in grado di scambiare informazioni molto più facilmente e ottenere vantaggi significativi da quell'ambiente in tempo reale. Poiché tutti lavorano sugli stessi dati, otteniamo le risposte di cui abbiamo bisogno molto più rapidamente e possiamo accelerare lo sviluppo".

Flussi di lavoro veloci, tempo di sviluppo dimezzato

Una volta che la struttura della distinta base (BOM) del veicolo è stata rilasciata nella G2B, la distinta base globale del Gruppo Nissan, viene replicata in Teamcenter e copiata in NX. Da quel momento, Dean Bailey, ingegnere senior presso il Nissan Technical Centre Europe, e i membri del suo team iniziano a creare i dati delle parti. Sono responsabili della creazione di dati CAD (Computer-Aided Design) e dello scambio di dati CAD con altre entità Nissan in tutto il mondo; con partner come Renault; e con i fornitori, compresi quelli che si occupano di strutture, maschere e strumenti.

Lo studio di progettazione londinese di Nissan fornisce i dati sullo stile. Gli ingegneri creano tutte le superfici a partire dalle sezioni generali, come la parte anteriore, posteriore e laterale del tetto, e i diversi montanti. Bailey spiega: "Ci sono 80 o 90 superfici per l'intera carrozzeria e ci danno la forma di base per tutti i pannelli, compresi tutti i rinforzi. Posso dire in tutta onestà che è stato più veloce creare dati sui metalli della carrozzeria utilizzando NX. Ci consente di occuparci dei vari compiti, dal lavoro con i dati sullo stile fino alla creazione dei dati di progettazione, di rilascio della produzione e della successiva fase di manutenzione".

Keen e il suo team sono responsabili della pianificazione di lotti digitali, o costruzioni, e della gestione dei dati per la PLM durante l'intero ciclo di vita del prodotto. "Ora prepariamo i progetti, utilizzando NX nella fase digitale per validare le prestazioni delle parti e del veicolo", afferma Keen. "Realizziamo i nostri primi veicoli fisici partendo da strumenti di produzione con una percentuale molto piccola di prototipi. Una parte del ciclo, molto costosa e molto dispendiosa in termini di tempo, è stata rimossa. Abbiamo fiducia negli strumenti digitali che stiamo utilizzando, con la creazione di dati CAD affidabili che rappresentano il nostro investimento azionario di alta qualità nella nuova Qashqai. Da quello che era un ciclo di sei o sette anni con molti prototipi costruiti a mano, siamo scesi a un ciclo di sviluppo triennale senza prototipi costruiti a mano".

Controllo qualità d'eccezione

Teamcenter è l'unico repository per tutti i dati di progettazione e la documentazione associata. Keen osserva: "Teamcenter gestisce, ad esempio, quello che chiamiamo il nostro rilascio di forma, ovvero tutti i dati CAD 3D, le informazioni 2D, le specifiche di prodotto e le note sui dati".

Sottolinea che è molto facile interrogare Teamcenter e importare tutti i dati NX necessari. "Se voglio esaminare lo stato attuale del nuovo gruppo motore Qashqai o se voglio vedere com'era sei mesi fa, posso tornare indietro e vedere quali modifiche al design hanno avuto luogo". È fondamentale che gli ingegneri utilizzino i dati più recenti. Tutte le modifiche apportate sono immediatamente disponibili presso il centro CAD globale di Nissan in Giappone e presso altri centri tecnici in tutto il mondo. "Teamcenter ci permette di avere un ottimo controllo delle versioni, e questo porta alla riduzione dei costi e al miglioramento del prodotto."

La simulazione porta a nuovi livelli di realizzazione

Oltre a creare modelli CAD, Nissan Technical Centre Europe analizza le prestazioni termiche e sotto sforzo ed esegue la simulazione del movimento utilizzando Simcenter 3D, che è completamente integrato nell'ambiente NX. Gli ingegneri NTCE si concentrano in particolare sulla resistenza e sulla rigidità, utilizzando il solutore Simcenter Nastran.

Keen spiega: "In precedenza, i progettisti in genere realizzavano il componente in base a conoscenze o esperienze precedenti. Ad esempio, una staffa potrebbe essere sovradimensionata e questo ha un impatto sui costi e sulla massa. Simcenter 3D ci permette di interrogare il nostro progetto, osservando la deflessione o la concentrazione delle sollecitazioni e l'effetto di determinati cambiamenti; ad esempio, la dimensione di un foro o di una goffratura e lo spessore del materiale. Possiamo quindi esaminare una serie di diverse opzioni di design e scegliere rapidamente quella ottimale". Se i risultati CAE mostrano che una parte non ha i valori di resistenza o rigidità corretti, gli ingegneri possono tornare indietro e apportare facilmente una modifica con Simcenter 3D prima che inizi la produzione dei costosi utensili.

Moss riconosce il valore di Simcenter 3D per l'azienda: "Abbiamo fissato un obiettivo di emissioni di 99 grammi di CO2 per la nuova Qashqai e siamo riusciti a raggiungerlo, anche se non era mai successo con un veicolo di queste dimensioni. Siamo stati in grado di utilizzare la simulazione avanzata per ottimizzare il nostro progetto; i nostri ingegneri, per esempio, sono stati in grado di eliminare ogni grammo di peso non necessario nel veicolo".

Un vantaggio destinato a rimanere

"Il ciclo di vita dello sviluppo di Nissan viene continuamente ridotto per consentirci di arrivare sul mercato più rapidamente con un prodotto che soddisfi le esigenze dei nostri clienti", afferma Keen. "Abbiamo quindi bisogno degli strumenti per lavorare in modo efficace con i nostri fornitori e con il resto del business Nissan: tutti quanti, dalla ricerca ai test e all'ingegneria di produzione. La tecnologia di Siemens Digital Industries Software ci permette di farlo".

Moss conclude: "Per lo sviluppo della nuova Qashqai, abbiamo esaminato tutti gli strumenti disponibili per svolgere il lavoro e abbiamo visto che NX, Simcenter 3D e Teamcenter ci offrivano molti vantaggi in termini di qualità e tempistiche. Con la piattaforma digitale di Siemens Digital Industries Software, siamo stati in grado di ridurre di circa il 20% i tempi di creazione dei dati, pur mantenendo la qualità, e questo ci dà davvero un vantaggio commerciale".