Più efficienti grazie al PLM

Siemens PLM

Stiamo vivendo anni di grandi trasformazioni culturali, tecnologiche e sociali, tutte in qualche modo connesse tra loro, collegate per gli esiti che avranno sulla nostra società o per la necessità di nuovi strumenti atti a raggiungere gli obiettivi prefissati.

Lo sviluppo energetico, ad esempio, è uno dei pilastri alla base della crescita economica mondiale. La transizione verso l’elettrificazione, lo “sfruttamento sostenibile” dei giacimenti di shale oil e la loro profittabilità, la manutenzione di impianti esistenti e la costruzione di nuovi, insieme alle energie rinnovabili, rappresentano sfide complesse da affrontare.

La “guerra dei prezzi” dell’energia è un driver molto importante e spinge le aziende verso la ricerca di fonti di efficientamento. Al momento, ad esempio, le più grandi riserve di petrolio sono accessibili sotto i mari: ciò significa dover sviluppare nuove tecnologie che rendano il sondaggio, la perforazione e l’estrazione ancora più semplici e convenienti.
Tra gli strumenti più adatti a vincere le sfide odierne e future, sicuramente le soluzioni PLM (Product Lifecycle Management) assicurano interessanti margini per gestire al meglio progetti complessi dal punto di vista delle tecnologie coinvolte, della logistica, della sicurezza e della continuità di funzionamento.

Energia, un mercato in fermento

John Nixon Siemens PLM Software
John Nixon, Senior Director Energy & Utilities di Siemens PLM Software

L’approccio di Siemens PLM Software in ambito energetico fa leva sulle possibilità offerte dalle piattaforme software e dal relativo “ecosistema” di tecnologie (come cloud, digital twin, collaborative design ecc.).
«Quando si parla del settore energia si pensa alla semplice generazione, ma per noi è fondamentale ampliare il discorso anche alla progettazione e alla gestione delle infrastrutture e ai relativi servizi. – spiega John Nixon, Senior Director Energy & Utilities di Siemens PLM Software – Il ragionamento è ampio e include il mondo chimico, il petrolchimico, quello dell’Oil&Gas e molti altri ancora, ciascuno con le proprie peculiarità e criticità. Per lo stesso motivo, sono tre i “clienti-tipo” con i quali collaboriamo: i proprietari degli impianti (che producono l’elettricità, trattano i prodotti chimici, raffinano il greggio ecc.), le società di ingegneria che progettano e sviluppano gli impianti e, infine, i costruttori veri e propri, che si occupano dell’edificazione delle strutture e dell’assemblaggio dei macchinari».

È dunque evidente che, quando si parla del settore energetico, in realtà il riferimento è a un mondo molto articolato, dove ciascun operatore ha obiettivi e necessità molto specifici. Anche le diverse zone geografiche contribuiscono a rendere ancora più complesso questo panorama: l’Europa, continente “maturo”, è impegnata nell’ammodernamento delle strutture esistenti, mentre i giganti asiatici – Cina in testa – per i prossimi anni hanno centinaia di miliardi di dollari di investimenti in attesa di conferma che, in ogni caso, avranno ricadute positive sulle aziende di tutto il mondo.
L’abbondante disponibilità di elettricità derivante dall’impiego di fonti rinnovabili, in particolare fotovoltaico ed eolico, ha portato infine benefici per l’ambiente ma nel contempo ha messo sotto pressione tecnologie più tradizionali: il costo dell’energia sta scendendo insieme ai margini di profitto, rendendo evidente la necessità di un intervento per ottenere maggiore efficienza.

Un gemello virtuale

Per abbassare i costi è sempre più importante valutare il tutto dal punto di vista del ciclo di vita dell’intero processo e non solo per compartimenti: occorre tenere sotto controllo ogni fattore coinvolto, intervenendo dove c’è possibilità di risparmiare nel complesso.

Siamo abituati a utilizzare la parola “digitalizzazione” un po’ per tutto; in questo caso, si tratta della massima espressione del termine.

«La tecnologia oggi ci permette di osservare il tutto sia nel suo insieme, sia da vicino e in dettaglio per verificare dove può essere ricavata l’efficienza voluta. – aggiunge Eduard Marfa, EMEA Marketing Director Teamcenter di Siemens PLM Software – Una piattaforma PLM collegata con tutte le

Eduard Marfa Siemens PLM Software
Eduard Marfa, Director EMEA Marketing Teamcenter di Siemens PLM Software

informazioni di un progetto (dal Cad al Cae, dall’impiantistica ai manuali, dall’elenco fornitori alla cronologia dell’installazione ecc.) è uno strumento utile per avere il miglior punto di vista in ogni fase: quando si progetta, quando si fa la manutenzione, quando è necessario intervenire su un determinato componente e in generale quando occorre recuperare un’informazione specifica. Teamcenter è uno strumento molto potente proprio perché è in grado di assicurare questo livello di accuratezza, pur rimanendo semplice da utilizzare e disponibile praticamente in tempo reale».

Il riferimento di Marfa è a quello che viene definito digital twin, un vero e proprio “gemello virtuale” che include tutte le informazioni collegate a un determinato progetto e sul quale è possibile effettuare analisi, test, verifiche e reperire tutte le informazioni collegate, anche senza essere fisicamente sul posto.
«Viceversa, per chi si sta occupando della manutenzione in loco, è possibile richiamare su un tablet un dettaglio specifico, verificarne le condizioni di impiego (da quanto un componente è installato, se ha una vita utile programmata, quali sono i suoi parametri operativi e se sono stati superati in determinate circostanze, qual è il produttore e chi lo ha installato) per decidere se è opportuno procedere con la riparazione, la sostituzione o se è il caso di interromperne l’operatività».

Tecnologia accessibile

Digital TwinUn altro significativo passo verso l’usabilità di una simile mole di informazioni è quella legata al Visual Reporting.
«Spesso chi opera sul campo non ha il tempo per fare complesse estrazioni di dati, né gli strumenti per visualizzare fogli di calcolo o analizzarne i valori. – prosegue Marfa – Occorre semplificare il tutto e rendere le informazioni accessibili, semplificando l’attività di chi svolge operazioni sul campo. Vedere esattamente una parte di un impianto davanti a sé e l’equivalente digital twin sullo schermo di un tablet, il tutto arricchito con informazioni aggiuntive nella forma più pratica da fruire, rende l’attività più rapida ed efficiente. Banalmente, tutti sanno che verde è “bene” e rosso è “male”: con lo stesso approccio, possiamo mostrare in un istante la condizione di un componente senza costringere un tecnico a complesse elaborazioni (operazione comunque fattibile all’occorrenza per entrare più in dettaglio nella condizione di un determinato componente o gruppo)».

Soluzioni per imprese grandi e piccole

Il PLM è uno strumento che si è guadagnato il favore delle grandi imprese grazie alla sua capacità di gestire significativi volumi di dati.
Nel corso degli anni, però, ha saputo svilupparsi per assicurare gli stessi benefici anche alle PMI, che possono così fare affidamento su un sistema potente ma accessibile.

Turbina «Teamcenter è in grado di supportare le grandi multinazionali nel rimanere competitive sul mercato globale, ma anche di assicurare alle piccole e medie imprese il pieno controllo delle informazioni. – continua John Nixon – Pensiamo, ad esempio, a una piccola azienda che si occupa di manutenzione: non dispone di centinaia di tecnici, non può permettersi di far viaggiare il proprio personale “alla cieca” e deve cercare di risolvere una determinata problematica in modo rapido ed efficiente. A maggior ragione, quindi, disporre di tutte le informazioni in loco significa tagliare quegli sprechi di cui si accennava in precedenza, ottimizzando così le varie operazioni. Non di rado si è costretti a fare i conti con la globalizzazione, opportunità da un lato ma anche sfida dall’altro: personalmente ho seguito un progetto pensato e sviluppato in India, costruito in Sud Corea, spedito negli Stati Uniti per il controllo qualità e installato in Canada per l’utilizzo finale. Come tenere traccia di tutto questo? Come essere sicuri che ciò che è stato progettato in India sia esattamente quello che poi è stato prodotti in Sud Corea? Come sapere se la versione del progetto che stai guardando a video è la più recente e validata dal cliente? Il PLM è lo strumento giusto, poiché senza la tracciabilità di ogni fase sarebbe inevitabile incappare in problematiche varie».

Ciclo continuo di informazioni

Un progetto può essere “navigato” comodamente dalla propria scrivania, osservando ogni minimo dettaglio ed estraendo i dati necessari. Questo è utile non solo per superare i limiti logistici (spesso gli impianti sono installati a molte migliaia di km di distanza, magari in mezzo all’oceano), ma anche per evitare al personale l’accesso in posti pericolosi o scomodi. Siemens è tra i pochi a poter offrire l’integrazione tra una piattaforma IoT e una PLM, il tutto all’interno di un unico ambiente e senza soluzione di continuità.

Big plant«Ripensare un dettaglio rientra nel flusso di lavoro di un ingegnere; – prosegue Edward Marfa – non solo dal progetto all’impianto reale, ma anche dall’esperienza sul campo alla revisione del modello. Pensiamo ad esempio a un componente che mostri una criticità: questa informazione può contribuire sia all’arricchimento del database collegato alla manutenzione, sia all’eventuale riprogettazione del componente stesso, sia a verificare se lo stesso componente è presente in altri impianti in giro per il mondo e se è il caso di intervenire prima che la criticità si presenti anche altrove».

Qui entrano in gioco alcune delle più recenti tecnologie a disposizione dei progettisti, come i software topologici e le tecnologie additive. Un componente progettato qualche anno fa può essere ripensato per assicurare una maggiore durata, un costo inferiore o una più veloce tempistica di consegna in caso di guasto grazie alla possibilità di spedire un semplice file in loco e lasciare a una stampante 3D il compito di creare il componente.

«A tal proposito, c’è un esempio che spiega bene come sia possibile raggiungere risultati inimmaginabili solo qualche anno fa. – continua Marfa – Un cliente ha avuto la necessità di riprogettare un bruciatore in cima a un impianto petrolchimico che lavora a 1.300 °C, con evidenti criticità legate ai materiali utilizzati e alla dissipazione del calore prodotto. Il progetto originale ha richiesto l’inserimento, all’interno del componente, di apposite camere e fessure di raffreddamento. Con le tecnologie convenzionali il progetto si è rivelato poco efficiente, con una serie di particolari aggiuntivi per portare i fluidi di raffreddamento il più vicino possibile alla fonte del calore. Oggi, invece, inserendo i parametri di partenza e lasciando al software l’incombenza di sviluppare una geometria totalmente libera, abbiamo ottenuto un risultato incredibile, geometricamente molto complesso ma in grado di offrire prestazioni molto superiori rispetto al componente originale e a una frazione del costo. Il componente è poi stato stampato in 3D con sinterizzazione metallica».

E questo è solo un esempio: se fino a pochi anni fa poteva apparire complesso ritagliare margini di efficienza, sicuramente con i più recenti sviluppi sono stati fatti considerevoli passi in avanti. Le possibilità di intervento sono molteplici e consentono di ottimizzare il progetto in ogni fase della sua vita. Proprio come prevede il PLM.

ANDREA PAGANI

ANDREA PAGANI

è redattore delle riviste Tecnologie Meccaniche, The Next Factory, TecnoLamiera e Italian Technology Machine Tools edite da DB Information spa.
ANDREA PAGANI

A proposito di ANDREA PAGANI

è redattore delle riviste Tecnologie Meccaniche, The Next Factory, TecnoLamiera e Italian Technology Machine Tools edite da DB Information spa.