| | |Menu główne

Niemieckie innowacje z Autodesk BIM 360, Inventor, Navisworks i Recap – historia klienta

Od tradycji do nowoczesności

Przedsiębiorstwo Claudius Peters z Miemiec to modelowy przykład producenta z branży przemysłu ciężkiego. Spółka produkuje duże urządzenia przemysłowe i instalacje dla przemysłów cementowego, stalowego, gipsowego i aluminiowego. „Jesteśmy specjalistami w obsłudze materiałów sypkich” — mówi Thomas Nagel, dyrektor operacyjny w Claudius Peters (CP). Oprócz siedziby głównej w pobliżu Hamburga w Niemczech spółka ma 12 biur regionalnych w obu Amerykach, Europie i Azji.

Założona w 1906 roku spółka CP od ponad 100 lat produkuje ogromne, kapitałochłonne i energochłonne produkty przemysłowe: przenośniki taśmowe, silosy i młyny. Dla firmy czas jednak nie zatrzymał się w XIX wieku, zamiast trzymać się wiekowej historii, Nagel, pełniący obowiązki dyrektora ds. cyfrowych, pomaga firmie zyskać reputację światowego lidera w dziedzinie innowacji cyfrowych. Firma Claudius Peters rozpoczęła podróż ku innowacji w 2014 roku w celu poprawy wyników biznesowych związanych z kosztami, jakością, szybkością dostaw i zadowoleniem klientów. Zdano sobie również sprawę, że aby pozostać konkurencyjnym w XXI wieku jest wymagane coś więcej niż tylko nowe oprogramowanie. W 2018 roku podjęto dalsze działania w celu przekształcenia się w konkurencyjną spółkę. Transformacja ta wymaga rozwijania nowych umiejętności cyfrowych oraz nowej kultury myślenia o projektowani, eksperymentowaniu i iteracji.

Thomas Nagel, dyrektor operacyjny i dyrektor ds. cyfrowych w Claudius Peters, w siedzibie spółki w Buxtehude w Niemczech.

W drodze ku innowacjom

Aby sprostać nowym wyzwaniom spółka Claudius Peters (CP) rozpoczęła współpracę z partnerem technologicznym jakim jest firma Autodesk. Aby połączyć procesy z obszarów sprzedaży, inżynierii, projektowania, produkcji i montażu zaczęła korzystać z nowych narzędzi, w tym BIM 360. W celu usprawnienia procesów technologicznych wdrożyła program Invetor oraz zaczęła używać analiz metodą elementów skończonych (MES). Natomiast podczas instalacji nowych maszyn przydały się foto realistyczne skany 3D wykonane przy pomocy oprogramowania ReCap i Navisworks, które to po zarejestrowaniu danych placówek klienta zostały błyskawicznie przesłane do zespołów inżynierskich i projektowych w Niemczech.

„Oznacza to, że pracę wykonujemy szybciej, z wyższą jakością i przy niższych kosztach, co prowadzi do większego zadowolenia klienta” — stwierdził Thomas Nagel, dyrektor operacyjny w Claudius Peters. „Na tym jednak nie zakończyliśmy wprowadzania innowacji” — dodaje. Po zainspirowaniu pokazem projektowania generatywnego w oprogramowaniu Fusion 360 Nagel zorganizował czterogodzinne warsztaty dla członków zespołu CP, aby dowiedzieli się więcej o tej nowej technologii.

Praca w oprogramowaniu do projektowania generatywnego firmy Autodesk pozwala uwzględniać cele i ograniczenia projektowe oraz umożliwia zbadanie wszystkich możliwych permutacji dla konkretnego rozwiązania projektowego poprzez  wygenerowanie dziesiątek opcji do wyboru. Na bazie eksperymentów z kilkoma standardowymi częściami zespół postanowił spróbować wykorzystać projektowanie  generatywne do optymalizacji części stosowanej w chłodniku klinkieru, czyli w jednym z podstawowych produktów spółki CP dla przemysłu cementowego.

Nagel (z prawej) wraz z zespołem Claudius Peters przegląda projekt istniejącego chłodnika klinkieru.

Co to jest chłodnik klinkieru?

Od zarania działalności spółka Claudius Peters jest związana z branżą cementową. Proces produkcji cementu polega ma mieszaniu pokruszonych surowców mineralnych, a następnie wygrzewaniu ich w piecach w temperaturze sięgającej 1450°C, podczas tego procesu tworzą się niewielkie grudki zwane „klinkierem”. Następnie gorący klinkier trafia do tzw. chłodnika masywnej maszyny o wymiarach 50 na 25 metrów, gdzie przepływające przez chłodnik powietrze schładza klinkier do temperatury około 100°C. Następnym krokiem jest mielenie klinkieru i mieszanie go z innymi składnikami cementu.

ETA Cooler w cementowni Holcim Untervaz w Szwajcarii to ogromna maszyna o powierzchni równiej prawie połowie boiska piłkarskiego. Dzięki uprzejmości Claudius Peters.

Początki produkcji chłodników klinkieru przez spółkę CP zaczęły się na początku lat 50. XX wieku o w przeciągu kolejnych 60 lat produkcja wyniosła przeszło 700 sztuk. Ponieważ produkcja klinkieru pochłania ogromne ilości energii, to w związku z tym przemysł cementowy jest jednym z największym emitentów CO2 na świecie.

Aby odwrócić ten negatywny trend, na początku XXI wieku spółka CP rozpoczęła prace projektowe nad nową generacją chłodników klinkieru, które będą mniej energochłonne. Nową linie chłodników nazwano  ETA Cooler w odniesieniu do greckiego symbolu „η” („eta”) oznaczającego sprawność energetyczną. „Jedną z największych zalet chłodnika ETA Cooler jest jego wyjątkowa sprawność cieplna” — mówi Nagel. „Oszczędności energii mogą pomóc zmniejszyć negatywny wpływ produkcji cementu na środowisko”. W chwili obecnej głównym obszarem działalności CP jest wymiana istniejących chłodników klinkieru na chłodniki ETA Cooler w celu zwiększenia wydajności w cementowniach.

Zaskakujące wyniki użycia projetowania generatywnego

Programowanie generatywne zostało wykorzystane przez spółkę CP do zoptymalizowania specjalnej ciężkie metalowej części będącej elementem składowym chłodnika ETA Coller, która została przeprojektowana w celu usunięcia nadmiaru materiału. Na każdy chłodnik składa się do 50 do 60 takich części połączonych ze sobą na kilku pasach przenośnika taśmowego, których zadaniem jest przesuwać stopiony klinkier przez chłodnik.

„Ten odlew był już wielokrotnie optymalizowany” — mówi Maximilian Lerch, inżynier ds. projektowania w CP. „Celem było obniżenie masy i wynikającego z niej kosztu metalu. Nawet niewielka optymalizacja masy przyniosłaby duże efekty.

Pierwsze próby procesu projektowania generatywnego zaowocowały „obcą częścią” (po prawej), która radykalnie różniła się od oryginalnej części transportowej chłodnika ETA Cooler (po lewej) i części zoptymalizowanej tradycyjnym sposobem (w środku).

„Naprawdę niesamowicie było patrzeć na tych wszystkich inżynierów obserwujących na ekranie komputera, jak technologia projektowania generatywnego tworzy zoptymalizowaną, wytrzymałą część właściwie z niczego, z samych tylko ograniczeń” — kontynuuje Lerch. „Oprogramowanie wykonuje wszystkie iteracje potrzebne do uzyskania najlepszego rozwiązania”.

Pierwsze znaczące wyniki uzyskano już podczas pierwszej czterogodzinnej sesji projektowania generatywnego, po której to zespół mógł się pochwalić pierwszym spektakularnym wynikiem. „Nazwaliśmy ją obcą częścią” — mówi Nagel. „Wynik nas zaskoczył. Jak to możliwe, że zaprojektowana część była tak różna od wcześniej zoptymalizowanej? I lżejsza od 30% do 40%?”

Źródło Autodesk

Skontaktuj się z nami:

Zamknij