Produttività nella progettazione per commessa? Per Geico, tra le principali aziende a livello mondiale dell’impiantistica per la verniciatura delle scocche auto dei più importanti car-maker, la parola magica è standardizzazione. «Trattiamo migliaia di parti e la standardizzazione ci consente di automatizzare parte del lavoro manuale o delle attività più ripetitive», afferma Alessandro Di Lucrezia, standardization & simulation manager di Geico. Una progettazione modulare, che razionalizza lo sviluppo prodotto per un “build to order” ad alta produttività.
Come dire, in Geico esiste un magazzino 3D in stile lego dal quale il team di progetto si può rifornire per fare un pick & place delle parti che servono a realizzare la configurazione dell’impianto. La metodologia di sviluppo è basata su tecnologia Autodesk: da una parte il Cad 3D di Inventor, dall’altra la soluzione software iLogic per il workflow di processo. Risultato? «Quello che si faceva in mesi, lo si fa oggi in giorni o settimane», dice Di Lucrezia. L’ingegneria di base può essere realizzata lavorando su componenti standardizzate, liberando tempo per lavorare sulle parti che necessariamente richiedono personalizzazione e riducendo il costo dell’ingegneria prodotta internamente. «Su alcune commesse siamo passati da 4.000 ore a circa 1.300, riducendo di circa due terzi la durata dell’ingegneria di base», racconta Di Lucrezia.
Tutto ruota attorno al triangolo tempi, costi e qualità: la metodologia utilizzata abbatte i tempi di sviluppo e consente di soddisfare tempistiche sempre più stringenti senza compromettere la qualità. «Standardizzazione vuol dire, inoltre, configurare l’impianto con una logica di ripetibilità, so che quel pezzo sarà prodotto sempre nello stesso identico modo. Un aspetto importantissimo poiché semplifica e riduce i tempi di assemblaggio in cantiere», dice Di Lucrezia.
La competizione è a livello globale e si gioca con aziende di grandi dimensioni che hanno forti relazioni con i costruttori nazionali. Come dire, Davide contro Golia, una battaglia che Geico, nel corso della sua lunga storia, ha dimostrato di saper vincere puntando continuamente sull’innovazione, realizzando per esempio impianti che hanno consentito di ridurre i consumi da 900 a 270 Kwh per scocca, efficienza che per i car-maker si è tradotta in risparmi di milioni di euro.
Nel quartier generale di Geico, a Cinisello Balsamo (Milano), ha sede il Pardis Innovation Centre, il polo tecnologico di ricerca e sviluppo dedicato agli impianti di trattamento e verniciatura delle scocche che Geico ha costruito. Nella struttura, che si estende su una superficie di 4.000 mq, sono presenti oltre 40 prototipi funzionanti in ottica 4.0. Qui sono nati i sistemi ecosostenibili adottati dalle più grandi case automobilistiche. Nel centro, anche un’area dedicata al virtual commissioning, grazie al quale l’azienda è in grado di simulare il funzionamento dell’impianto, implementare la fase di avviamento virtuale, prevenendo potenziali problemi e rischi che si potrebbero riscontrare nell’ambiente di produzione reale.
Impianti di verniciatura per tutti i big dell’automotive. Da quelli realizzati per Renault all’ultimo installato nel sito di Tesla a Berlino
140 milioni di fatturato, fondata nel 1963, Geico è parte del Gruppo Gecofin, la holding italiana della famiglia Arabnia-Neri. Tra i clienti, Renault, Stellantis, Mercedes, Hyundai, Audi, General Motors, Ford, Volkswagen, Jaguar, Land Rover e, non ultima, Tesla. L’impianto, in funzione nel sito produttivo di Berlino, nel cuore dell’industria europea dell’auto, è in grado di lavorare 75 vetture all’ora. Tra i progetti, quelli realizzati per Renault Nissan a Togliattigrad, in Russia; il più grande di questi ha una capacità produttiva di 300.000 scocche anno e si colloca all’interno di uno dei poli produttivi più ampi al mondo, in grado di realizzare circa un milione di vetture all’anno. «I costi degli impianti variano dalle diverse arre geografiche, dice Di Lucrezia. Lo stesso impianto in Cina può costare 60 milioni, in Europa 170 e negli Stati Uniti 300».
Inventor + iLogic, la combinazione per una progettazione ad alta produttività
Per distinguersi dalle aziende concorrenti, Geico rivede periodicamente i propri standard, cerca di ridurre i costi degli impianti senza diminuire il valore per il cliente, investe per accrescere la performance e la qualità degli impianti. «Gli impianti di verniciatura? Sono sostanzialmente uguali ma diversi per layout e configurazione», dice Di Lucrezia. I progetti si possono suddividere in tre categorie, con capitolati forti, leggeri o inesistenti, che si differenziano rispettivamente per alta, media o bassa personalizzazione. Il valore e il ritorno dell’investimento che deriva dalla logica di standardizzazione è tanto più alto quanto più basso è il livello di customizzazione richiesto.
Il Pardis Innovation Centre è il più evoluto centro di R&S al mondo per quanto riguarda la verniciatura del settore automotive.
Come racconta Di Lucrezia, «Ci sono clienti che vogliono avere assoluta libertà di scelta, imponendo le loro soluzioni, e in questo caso applicare la standardizzazione è complicato. Ma il maggior numero di commesse si può ricondurre a una logica standard, quella più ben accetta poiché velocizza l’intero ciclo di vita di sviluppo e i tempi di realizzazione dell’impianto. La riusciamo ad applicare indicativamente a due clienti su tre». Oggetti che vengono prelevati a “magazzino” e assemblati in Inventor. Si può avere l’oggetto già fatto e finito oppure adattarlo grazie al processo di parametrizzazione. Insomma, nei casi più fortunati si usano gli oggetti nella forma standard e, nel caso si debba gestire una variante, questa viene realizzata evitando di partire da “carta bianca”. Come dire, la combinazione Inventor-iLogic permette di avere un grande flessibilità di configurazione senza compromettere la produttività.
Magazzino di librerie 3D automatizzato con prelievo on-demand per soddisfare produttività e qualità nel “build to order”
La nuova modalità di processo ha consentito di ridurre e automatizzare una componete importante del lavoro manuale. «Non è possibile standardizzare tutto, ma mediamente riusciamo a standardizzare gran parte dello sviluppo prodotto, un grande risultato. Ci sarà sempre un cliente che ci chiederà che una parte, un componente, sia realizzato in modo diverso, ma questa attività è diventata personalizzazione di aggregati esistenti. Si prende la componente base e si lavora per differenza. Molto più produttivo che dover realizzare da zero una qualsiasi parte dell’impianto. La modifica si effettua velocemente». Il layout è la parte a più alta variabilità, ma ora può essere popolato accedendo a librerie di soluzioni pre-ingegnerizzate. «Non devo inventare come mettere una pompa sull’impianto. So già che a una pompa saranno collegati due giunti flessibili, un manometro, due valvole, un filtro di protezione all’ingresso. Non vado più a prendere ogni singolo pezzo ma seleziono e importo nel progetto il preassemblato», spiega Di Lucrezia.
Impianti che possono arrivare fino a 1 km di lunghezza. Ecco come funziona un impianto di verniciatura scocca
Linee di verniciatura, impianti monster che variano in funzione della capacità produttiva. «Si può arrivare a linee che si sviluppano per 1 km di lunghezza, in grado di trattare oltre 500.000 mila vetture all’anno. Se l’impianto deve verniciare un solo modello, la linea di verniciatura sarà più ottimizzata. Se invece deve trattare diversi modelli, la linea sarà più flessibile ma meno ottimizzata». Gli impianti integrano aree di pretrattamento, verniciatura e asciugatura. Ricevono la scocca grezza, la ripuliscono, la verniciano per poi essere consegnata all’area responsabile dell’assemblaggio di motori e allestimenti interni. Dislocate su due o tre piani, occupano un’area che può variare da 20.000 a 60.000 metri quadri per piano. Il processo è suddiviso in tre fasi. Si inizia con il pretrattamento: la scocca viene pulita con acqua e detergenti per rimuovere sporco e detriti per poi essere immersa in una vasca di fosfatazione o conversione nanotecnologica per creare una superficie uniforme e migliorare l’adesione della vernice. La scocca viene, poi, sigillata ed alcune parti rivestite con insonorizzanti. Infine, si passa alla verniciatura della base colorata (pastello, metallizzata o con vari altri effetti) e all’applicazione del trasparente per proteggere e dare lucentezza. Tutte le varie fasi si concludono sempre con un processo di asciugatura in forno a temperatura controllata per garantire una completa polimerizzazione dei prodotti vernicianti e sigillanti.
iLogic, l’automazione di processo per lo sviluppo prodotto di Autodesk
iLogic è lo strumento integrato nel software di progettazione Inventor che consente di automatizzare e personalizzare i processi di creazione e modifica dei modelli 3D. Ecco riassunte alcune delle sue funzioni chiave:
- Creazione di regole parametriche – Permette di definire regole basate su formule e condizioni che controllano i parametri geometrici e di altro tipo del modello. In sintesi, permette di creare modelli flessibili e adattabili, rendendo più rapido il processo di progettazione e modifica.
- Automazione di attività ripetitive – Automatizza le attività più comuni come la creazione di componenti derivati, con aggiornamento automatico dei disegni 2D quando si modifica il modello 3D.
- Standardizzazione dei processi – E’ possibile definire regole standard aziendali per tutti i modelli, assicurando coerenza e qualità.
- Configurazione di prodotti – Creare varianti di prodotto personalizzate in modo semplice e veloce, modificando i parametri del modello in base alle specifiche del cliente.
- Analisi di progettazione: iLogic consente di eseguire attività di analisi, come il calcolo di dimensioni, proprietà dei materiali e altro ancora.
