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Costruzione di armadi elettrici Serie: Come ottimizzare la costruzione di armadi elettrici – Parte 1

La costruzione degli armadi elettrici rappresenta un aspetto importante della costruzione di macchinari. In tempi come questi, nei quali si assiste ad una sempre maggiore competitività internazionale e ad una crescente pressione sui costi, i costruttori di armadi elettrici devono saper integrare e armonizzare i processi in modo ottimale e sistematico, per essere in grado di rispondere con flessibilità alle richieste e produrre rapidamente e in autonomia fin dal Lotto 1.

Una scena tipica del lavoro quotidiano di un produttore di armadi elettrici.
Una scena tipica del lavoro quotidiano di un produttore di armadi elettrici.
(Source: Weidmueller Interface GmbH & Co. KG)

La nostra serie “Come ottimizzare la costruzione di armadi elettrici” mostra in sei sezioni interdipendenti le potenzialità di ottimizzazione esistenti per l’intera catena di processo della moderna costruzione di armadi elettrici: dalla fase di progettazione agli interventi di standardizzazione fino alle soluzioni di automazione e semi-automazione. Tutto questo con un’attenzione rivolta alle esigenze individuali degli utilizzatori di oggi - dalle medie aziende fino alle grandi imprese.

Le aziende che ambiscono ad una competitività internazionale devono saper gestire tutti i processi che riguardano la costruzione di armadi elettrici. Quanto sia determinante questo fattore lo rivela ad esempio lo studio “Costruzione di armadi elettrici 4.0” dell’Istituto per la tecnologia di controllo delle macchine utensili e delle attrezzature di lavorazione (Istituto ISW dell’Università di Stoccarda). In base a questa ricerca, nella tradizionale costruzione di quadri elettrici le fasi operative di progettazione e costruzione degli schemi elettrici rappresentano oltre il 50% del tempo programmato di lavoro. Ulteriori attività che prevedono enormi tempi di lavoro sono le fasi di cablaggio e di assemblaggio meccanico che necessitano insieme di oltre il 70% del tempo lavorativo complessivo.

I costruttori di armadi elettrici si confrontano oggi con sfide di formidabile entità. A causa della crescente pressione sulla qualità e sui costi e in ragione della concomitante mancanza di personale specializzato, dei maggiori costi e tempi di redazione della documentazione, di quantitativi limitati e di tempi di consegna sempre più brevi, la pressione si fa ancora maggiore.

A questi problemi si aggiungono peraltro le incertezze nell’ambito della progettazione. Nel caso in cui debbano per esempio essere effettuate in tempi brevi modifiche alla costruzione degli armadi elettrici, il tempo richiesto dalla modifica degli schemi elettrici potrà essere maggiore qualora essi non si presentino già suddivisi in unità funzionali. Se i requisiti dell’armadio elettrico cambiano in base alla progettazione, il processo di ingegnerizzazione si bloccherà in quanto il sistema deve essere adeguato nella costruzione. Sono pertanto necessarie soluzioni che rendano più convenienti ed economici i processi di costruzione di armadi elettrici producendo un valore globale.

Una maggiore efficienza nella costruzione di quadri elettrici rappresenta infatti il fattore determinante per il successo in ambito competitivo.

L’ottimizzazione dei processi fa diminuire i costi

Un aumento della produttività nella costruzione di armadi elettrici può aver luogo soltanto se si prendono in considerazione tutti gli aspetti del processo, dalla progettazione all’installazione fino alla messa in funzione. Se si riescono ad ottimizzare i processi che richiedono lunghe tempistiche, migliorerà automaticamente anche la situazione dei costi. Per esempio nella fase di ingegnerizzazione per l’esecuzione dello schema elettrico i costi medi per tempi di lavoro sono particolarmente elevati, con una tariffa oraria di 68 euro – e nella fase di lavorazione pari a 38 euro secondo l’associazione di categoria VDMA.

Metodi comprovati per aumentare queste potenzialità di ottimizzazione prevedono sia interventi di standardizzazione che di automazione, così come soluzioni che agiscono globalmente sui processi. Nelle fasi di costruzione e di ingegnerizzazione si possono ad esempio realizzare schemi elettrici funzionali, predefinire moduli funzionali ricorrenti oppure utilizzare sezioni di circuiti, con una riduzione dei tempi di lavoro in media da 32 a 23 ore – un ulteriore intervento di ottimizzazione come il cablaggio automatizzato potrà far diminuire ulteriormente di tre ore il fabbisogno medio di tempo. Ciò consente peraltro di migliorare la qualità della costruzione.

Soluzioni volte alla prassi

Proprio qui possono essere proposte anche soluzioni da parte dei fornitori. La singola morsettiera o il giusto utensile sono importanti, ma ad essere determinante è l’intero processo. Esso deve essere idealmente integrato in ogni punto e con riferimento a tutte le correlazioni interne. Si può prevedere ad esempio un software di etichettatura collegato al sistema CAE, con cui sia possibile ottenere un’efficiente marcatura automatica dei componenti. Oppure un sistema di configurazione che supporti l’utilizzatore nella progettazione e nella configurazione appunto, operante anch’esso naturalmente insieme al sistema CAE. I processi automatizzati e digitalizzati che supportano i costruttori di armadi elettrici con semplicità, rapidità e affidabilità apportano vantaggi e generano un concreto valore aggiunto.

Presupposto fondamentale per la standardizzazione dei processi di lavorazione è la continuità digitale di tutti i dati. Come, la continuità digitale dei dati non soltanto semplifichi l’ingegnerizzazione, ma porti anche ad una certezza nettamente maggiore in termini di progettazione, viene spiegato nella seconda parte della serie.

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