System PLM umożliwia realizowanie procesów z pełną prędkością

Specjaliści w dziedzinie silników elektrycznych

Johnson Electric to chińska grupa, która zajmuje się głównie produkcją silników elektrycznych do różnych zastosowań: od małych silników do elektronarzędzi i komputerów osobistych, po większe modele do elektrycznych urządzeń AGD i samochodów. Grupa składa się z kilku firm, w tym Gate S.r.l. (Gate), która współpracuje z największymi producentami oryginalnego wyposażenia samochodowego (OEM), w tym firmą Ford, BMW, Jaguar, Renault, PSA, GM, VW, Fiat, Mercedes i Ferrari, zarówno bezpośrednio, jak i za pośrednictwem producentów chłodnic, w których montowane są ich silniki. Firma Gate została założona w 1978 r. we Włoszech, następnie w 1985 r. przeszła w ręce amerykańskie, by w 2000 r. zostać przejętą przez grupę Johnson Electric.

Przez cały ten czas działalność firmy nie uległa zmianie, zmieniła się natomiast jej metoda działania. „Obecnie silniki są produkowane w firmie macierzystej w Chinach na podstawie projektów opracowywanych w firmie Gate”, wyjaśnia Marco Davino, który zarządza inżynierią rozwoju produktu i organizacją procesów w dziale rozwoju metod i oprogramowania. „Firma Gate pozyskuje zamówienie i pośredniczy w kontaktach z klientem we wszystkich kwestiach inżynieryjnych, sprawdzaniu możliwości produkcji nowych silników, zarządzaniu zmianami i kontroli jakości oraz rewizji kosztów. Następnie fabryka Asti montuje silniki wysyłane z Chin do wentylatorów dostarczanych przez dostawców lub wytwarzanych we własnym zakresie. Etap montażu jest niezbędny, aby zagwarantować odpowiednią wydajność i efektywność”.

Firma Gate każdego roku opracowuje kilkanaście nowych produktów i produkuje miliony części poddawane wymagającym testom pod względem obciążeń termicznych i dynamicznych, a także odporności na wilgoć i mgłę solną. „Cykl rozwoju produktu może trwać od dwóch do trzech lat”, mówi Davino. „Musimy sprostać wymaganiom każdego klienta, oferując rozwiązania dostosowane do ich potrzeb pod względem wentylacji, tras okablowania i przewodów hydraulicznych. Naszym celem jest zoptymalizowanie osiągów na poziomie elektromagnetycznym, mechaniki płynów i strukturalnym, przy jednoczesnym osiągnięciu celów cenowych na rynku odznaczającym się dużą wrażliwością na wzrost kosztów”, mówi Davino.

Ustrukturyzowany proces oparty na systemie CAD i PLM

W firmie Gate najbardziej kluczowym etapem jest wczesna faza cyklu rozwoju produktu, obejmująca definiowanie większości wytycznych, harmonogramów i kosztów, które to wymagania muszą następnie zostać spełnione. „Klienci przekazują nam bardzo ograniczone specyfikacje, a jednocześnie wymagają do nas szybkiego przedstawienia studium wykonalności i propozycji produktów”, wyjaśnia Davino. „Wstępne prace wykonujemy na podstawie naszych doświadczeń i i podobieństw względem poprzednich projektów, dzięki czemu możemy dostarczyć klientowi dość dokładne studium wykonalności i szacunkowy koszt. Kiedy klient składa zamówienie, następuje zawarcie właściwej umowy określającej zakres dostawy, ilości, harmonogram i inne aspekty.

Następnie proces przechodzi do drugiego, najważniejszego etapu, który obejmuje zadania walidacji projektu w celu zdefiniowania brył, sporządzenia rysunków części, opracowania form i geometrii oraz przeprowadzenia dokładnych testów sprawdzających poprawność części. „Ten proces dotyczy komponentów elektronicznych, tworzyw sztucznych, brył o skomplikowanych kształtach i części elektromagnetycznych”, dodaje Davino. „Stosujemy iteracyjny proces projektowania testów, aby umożliwić stopniowe udoskonalanie produktu. Po potwierdzeniu, że produkt spełnia wymagania klienta, szereg próbek jest również poddawanych sprawdzeniu w rzeczywistym pojeździe. Na koniec są publikowane dokumenty produkcyjne, co aktywuje sekwencję działań w łańcuchu dostawców, na liniach produkcyjnych i przemysłowych, skutkujących produkcją fizycznych produktów, który jest finalnie dostarczany do do klienta”.

Opisany proces wymaga sprawnego zarządzania zmianami (przy czym zmiany mogą wiązać się z różnymi kosztami w zależności od etapu cyklu życia, na którym są wprowadzane) oraz pełnej identyfikowalności każdej części, w tym możliwości zidentyfikowania konkretnej partii produkcyjnej w przypadku problemów w pojeździe. Dlatego też do niezbędnych narzędzi używanych przez firmę Gate należą rozwiązania do projektowania wspomaganego komputerowo (CAD) i zarządzania cyklem życia produktu (PLM).

Po początkowych doświadczeniach z systemem CAD 2D firma przeszła na system 3D, wdrażając oprogramowanie NX™ firmy Siemens Digital Industries Software. Decyzja o wyborze tego rozwiązania CAD zapadła na podstawie doświadczenia firm Pratt & Whitney oraz McDonnell Douglas, które w owym czasie należały do tej samej grupy przemysłowej. Po przeszkoleniu pracowników w zakresie pracy z danymi 3D i przekształceniu starszej bazy danych 2D firma Gate rozszerzyła stosowanie technologii informatycznych (IT) na zakład obróbki maszynowej w postaci jednej z pierwszych instalacji systemu komputerowego wspomagania produkcji (CAM) we Włoszech, obejmującej moduł pozostający do dziś w użyciu. „Przede wszystkim”, wspomina Davino, „zbudowaliśmy podstawową strukturę obiegu informacji z trzema poziomami zatwierdzania, aby efektywnie zarządzać zmianami i monitorować je, a także stworzyć zgodny z systemem certyfikacji proces autoryzacji, kontroli, weryfikacji i zatwierdzania plików”.

Nowy etap rozpoczął się w 2001 r., kiedy firma Gate zdecydowała się publikować wszystkie dokumenty wyłącznie w formie elektronicznej, aby były łatwo dostępne dla wszystkich spółek grupy na całym świecie. „Przy tak rozbudowanym i zróżnicowanym systemie, używającym różnych pakietów danych CAD, aby spełnić wymagania wielu producentów OEM z branży motoryzacyjnej, a także oprogramowania CAM, obiegu informacji i pików dystrybuowanych w formacie elektronicznym, potrzebowaliśmy skoku jakościowego w zarządzaniu danymi z wykorzystaniem systemu PLM”, mówi Davino. „Czekaliśmy, aż oprogramowanie Teamcenter stanie się dostępne, ponieważ spełnia wszystkie nasze potrzeby: zapewnia kompatybilność z różnymi pakietami danych CAD (z wymianą plików), doskonały obieg informacji, zgodność z międzynarodowymi i lokalnymi kodami łączącymi produkty z systemem planowania zasobów przedsiębiorstwa (ERP), funkcje publikowania zdjęć produktów w formacie PDF i wiele innych opcji”.

Oprogramowanie Teamcenter jako rdzeń przedsiębiorstwa

Oprogramowanie Teamcenter® firmy Siemens Digital Industries Software zostało wdrożone w firmie Gate na szeroką skalę. W dodatku do funkcji zarządzania zmianami rozwiązanie zostało rozszerzone o opcje obsługi wersji roboczych, w tym powiadomienia o zatwierdzeniu plików, a także udostępnianie informacji o plikach za pomocą funkcji automatycznego publikowania. Jednocześnie ustandaryzowano procedury zlecania zmian inżynieryjnych (ECO) i zreorganizowano całą strukturę bazy danych.

„Jeśli dodać do tego integrację list materiałowych (BOM)”, kontynuuje Davino, „otrzymamy inżynieryjną listę materiałową, które staje się pierwszym elementem systemu ERP, używanym do wygenerowania listy procesów. Wdrożyliśmy również zarządzanie arkuszami danych i ustandaryzowanymi komponentami z zastosowaniem zasad klasyfikacji i standaryzacji komponentów mechanicznych i standardowych. Dzięki temu, że możemy zarządzać materiałami przy użyciu kompletnej struktury danych, poszczególne materiały są uwzględnione w kompletnych listach materiałowych”.

Firma Gate dostosowała zarządzanie folderami w oprogramowaniu Teamcenter do własnych potrzeb, aby móc gromadzić w systemie wszystkie dokumenty techniczne, nie tylko pliki inżynieryjne. Certyfikaty, raporty z testów i rewizje projektów są teraz przesyłane do oprogramowania Teamcenter stanowiącego pojedyncze repozytorium do wykorzystania w dwóch celach: rozwoju projektu i rozwoju produktu. „Kolejną korzyścią jest to, że każdy dokument nie jest publikowany kilka razy, lecz jest po prostu powiązany z jednym lub kilkoma projektami”.

Kilka lat temu pojawiły się nowe potrzeby w obszarze zarządzania wymaganiami w wyniku projektu prowadzonego i sponsorowanego przez branżę elektroniczną, a konkretnie przez konsorcjum Spice. „Zarządzanie wymaganiami jest niezbędnym elementem zarządzania projektami, dlatego wprowadziliśmy te funkcje w oprogramowaniu Teamcenter, a jednocześnie zintegrowaliśmy z systemem pierwsze etapy procesu projektowania układów elektronicznych. Przy użyciu narzędzia NX PCB Exchange wymieniamy dane między układami elektronicznymi CAD, importujemy komponenty elektroniczne, cechy płytek drukowanych (PCB), oraz dane prześwitów na potrzeby montażu komponentów, czyli różne przydatne informacje dla projektantów układów mechatronicznych”.

Innym aspektem wdrożenia oprogramowania Teamcenter jest zarządzanie próbkami, oparte na konkretnym zleceniu klienta dotyczącym zarządzania zmianami na etapie procesu rozwoju, nie tylko podczas postprodukcji,zapewniające kontrolowany obieg informacji również w fazie walidacji projektu. „Powiadomienia i modyfikacje listy materiałowej nie zaczynają się pod koniec projektu, lecz na jego początkowym etapie, po utworzeniu wewnętrznego zamówienia, które generuje strukturę kodu”, wyjaśnia Davino. „W ten sposób zaczynamy organizować bazę danych, aby wprowadzić listę materiałową procesu do oprogramowania do Teamcenter. Nasze działy industrializacji, logistyki i administracji stają się w pełni funkcjonalnymi użytkownikami oprogramowania Teamcenter, zdolnymi do generowania i sprawdzania list materiałowych wprowadzanych do do cyklu produkcyjnego”.

Ciągłe doskonalenie zarządzania cyklem życia produktu

Dzięki funkcjom zarządzaniu próbkami firma Gate rozszerzyła stosowanie oprogramowania Teamcenter poza sferę inżynieryjną. Obecnie na 250 pracowników firmy Gate we Włoszech około 180 osób jest użytkownikami oprogramowania Teamcenter, zaś łączna liczba użytkowników w firmie wynosi niemal 250. W następnym etapie firma planuje wprowadzenie zarządzanie listami materiałowymi opakowań, dzięki czemu do systemu ERP będzie wprowadzona ostateczna lista materiałowa, oczyszczona i gotowa do zaimportowania. W tym momencie cały proces będzie obsługiwany przez technologie IT, od kodów generowanych i kompleksowo zarządzanych w oprogramowaniu Teamcenter po przekazanie informacji do systemu ERP.

„Mamy też w planach kolejne projekty”, dodaje Davino. „Jesteśmy w trakcie przenoszenia całej dokumentacji z oprogramowania OrCAD, używanego do rysowania schematów elektrycznych oraz do symulacji funkcjonalnej i definiowania kart elektronicznych, do Teamcenter. Pozwoli to nam osiągnąć pełną integrację z układami mechatronicznymi, obejmującą nie tylko rysunki koncepcyjne i listy materiałowe BOM, lecz także wszystkie dokumenty elektroniczne. Kolejny cykl rozwoju rozszerzy zarządzanie wymaganiami na zadania projektowe, dzięki czemu będziemy w stanie używać oprogramowania Teamcenter nie tylko do opracowywania oprogramowania układów elektronicznych. Obecnie każdy projektant ma własną metodę zarządzania specyfikacjami, potrzebujemy jednak odpowiednio uregulowanego podejścia do zarządzania wymaganiami całego systemu”.

W dalszej perspektywie firma rozważa wykorzystanie oprogramowania Teamcenter do zarządzania projektami. „Po wdrożeniu zarządzania do wymaganiami systemowymi z jednej strony i zarządzania próbkami z drugiej, będziemy mogli połączyć te dwa światy, aby uzyskać jedną sekwencję obiegów informacji połączonych z oprogramowaniem Teamcenter”, mówi Davino. „Funkcje zarządzania projektami w oprogramowaniu Teamcenter wprowadzają parametr czasu, którego jeszcze nie wdrożyliśmy, mimo że czas jest kluczowym czynnikiem. Wkrótce określimy harmonogram tego nowego projektu. Jedno jest pewne: Teamcenter to doskonałe oprogramowanie i jesteśmy z niego bardzo zadowoleni. Jest bardzo popularne zwłaszcza w branży motoryzacyjnej, ponieważ można je zintegrować z innymi rozwiązaniami CAD, aby nimi efektywnie zarządzać”.