Conception électrique avec des jumeaux numériques
« Ingénierie intelligente » pour les services de construction et l’industrie chez Alexander Bürkle
Fabian Camek, directeur de la conception électrique chez Alexander Bürkle GmbH & Co. KG (à droite), avec Ruben Schemel, directeur de production, construction des armoires de commande et planification de la production.
© Alexander Bürkle GmbH & Co. KG
Une conception améliorée grâce aux jumeaux numériques. Cela résume le principe selon lequel l’entreprise Alexander Bürkle GmbH & Co. KG a récemment organisé ses services d’ingénierie et d’assemblage des armoires de commande. L’une des conditions préalables centrales de ce projet est la plate-forme EPLAN.
Au cours des 100 années qui se sont écoulées depuis sa fondation, l’entreprise Alexander Bürkle GmbH & Co. KG n’a cessé de se réinventer, mais toujours sur la base de ses compétences clés établies. L’entreprise, qui emploie environ 800 personnes sur 22 sites dans le sud de l’Allemagne, est en passe d'évoluer de grossiste en produits électriques vers prestataire de services offrant aux clients de l’industrie et de la technologie de construction une aide à l’ingénierie intelligente, les soutenant ainsi dans leur cheminement vers un avenir numérisé. Alexander Bürkle a développé une gamme complète de services de type « industrie intelligente » pour son marché industriel cible.
La base de ces services est l’ingénierie d’armoires de commande, qu’Alexander Bürkle offre pour l’ingénierie des services du bâtiment (distributeurs électriques), ainsi que pour l’industrie. Initialement, ce département travaillait comme fabricant contractuel pour ses clients. Ce segment professionnel s’est ensuite développé de manière ciblée pour inclure des systèmes (semi) automatisés pour l’assemblage de fils, le marquage et le travail des métaux, ainsi que des services intelligents, comme l’optimisation de l’armoire de commande. De plus en plus d’entreprises ont ainsi pu tirer profit du savoir-faire en ingénierie d’Alexander Bürkle. L’ingénierie en matière d’armoires de commande a donc prospéré.
Début du « bâtiment intelligent » il y a un an et demi
Il y a un peu plus d’un an et demi, la direction a décidé de développer sans cesse les services d’ingénierie dans ce domaine et de montrer aux clients la voie vers l’industrie 4.0 grâce à un nouveau concept de planification des systèmes électriques. L'ingénierie des services du bâtiment a été la première. Fabian Camek, directeur de la conception électrique : « Nous avons remplacé le logiciel ECAD et avons migré vers EPLAN qui propose de meilleures opportunités d’utilisation des données de bout en bout, du concept initial jusqu’à la planification détaillée et au fonctionnement des installations. »
Les avantages de la conception du distributeur de bâtiment avec EPLAN Cogineer et les outils de pré-planification peuvent être décrits en une seule phrase : « Tandis que le concepteur, généralement présent sur le site du client, configure le distributeur, sélectionne et attribue les composants par glisser-déposer, le système ECAD se charge du travail de conception en arrière-plan. » Le travail de planification basique est ainsi mené automatiquement jusqu’aux détails les plus infimes. Le marquage des fils et conducteurs, qui sont également créés automatiquement ultérieurement, est alors déjà établi, comme l’est la structure en 3D de l’armoire de commande.
Chez Alexander Bürkle, les fils sont automatiquement marqués à partir d’EPLAN.
© Alexander Bürkle GmbH & Co. KG
Deuxième étape : armoires de commande pour l’industrie 4.0
Dans un second temps, Alexander Bürkle a transféré ces principes à l’ingénierie d’armoires de commande pour les clients industriels, comme les principaux fabricants de machines-outils. Dans ce cas également, le volume de l’ingénierie augmente ; un important pré-requis est donc d’intégrer la planification et la conception électrique dans la plate-forme EPLAN, ce qui commence avec EEC One (à l’avenir avec EPLAN Cogineer). La préplanification est réalisée à l’aide d’EPLAN Preplanning, la disposition en 3D de l’armoire de commande à l’aide d’EPLAN Pro Panel et la conception du contrôle hydraulique et pneumatique à l’aide d’EPLAN Fluid.
Forte demande pour les données relatives aux pièces
Un important pré-requis à l’assemblage et à la conception automatisés de l’armoire de commande devait toutefois être respecté au préalable. Tous les composants requis pour l’assemblage des distributeurs du bâtiment et, dans un second temps, les armoires de commande pour l’industrie, sont stockés dans EPLAN avec toutes les dimensions et les données des caractéristiques. Trois collaborateurs du service de la conception électrique enregistrent les nouvelles pièces en fonction des directives normalisées, enregistrées dans un « guide de style », et les saisissent dans la base de données des pièces d’Alexander Bürkle.
C’est un effort qui porte ses fruits à la fois pour Alexander Bürkle et pour le client. Fabian Camek : « Pour nous, cela accélère considérablement la conception de l’armoire de commande, car les pièces sont sélectionnées en fonction d’un système d’options. Nous mettons également les données à la disposition des clients, sur demande, et rares sont les clients qui n’apprécient pas ce service. »
La base de données des pièces, socle des « jumeaux numériques »
Il est alors logique qu’Alexander Bürkle propose également son service aux clients du secteur industriel. Fournir les données relatives aux pièces conformément aux normes du guide de style est un projet mené séparément de la conception de l’armoire de commande. La demande pour les données est forte. La raison d’une telle demande est que, pour les ingénieurs mécaniques et leurs clients, les données représentent les « jumeaux numériques », c’est-à-dire génèrent l'image virtuelle d’une machine ou d’un système qui peut être actualisée selon son jumeau réel tout au long de son cycle de vie. Fabian Camek : « Les systèmes numérique et réel étant en permanence connectés, ils développent une mémoire des objets. Ceux qui utilisent et conservent les données numériques économisent du temps et de l’argent, car ils peuvent, par exemple, mieux planifier la mise en œuvre et la maintenance du système et peuvent toujours disposer de toutes les informations nécessaires si un entretien est requis. Ces données sont également très précieuses lors de la modernisation ou de la conversion d’une machine. »
Un exemple de production d’armoire de commande... et d’une représentation d’un « jumeau numérique ». Vue depuis EPLAN Pro Panel.
© Alexander Bürkle GmbH & Co. KG
Avantages de l’utilisation des données de bout en bout
Interrogé à propos des autres avantages qu’offre la conception électrique intégrée, Fabian Camek a trouvé de nombreux aspects : « Nous concevons désormais de manière organique, débutant par les fonctions et structurant selon les modules et les domaines. » Les concepteurs ne commencent pas par sélectionner une taille d’armoire de commande, car la taille apparaît automatiquement d’après les fonctions, les composants et les modules. Les concepteurs électriques utilisent la gamme Rittal, sauf indication contraire des clients. Selon Fabian Camek, le processus ainsi amélioré implique également que les conceptions ne contiennent aucune erreur et ce, dès le début. De plus : « De nombreuses tâches spécifiques, comme la sélection des fils pour les conduits de câbles ou le marquage de l'équipement, sont réalisées automatiquement. Les données peuvent même être utilisées pour l’emballage maritime. Les dimensions d’une caisse pour le transport maritime peuvent être déduites depuis EPLAN, tout comme le poids de transport pour le transitaire. »
Première utilisation mondiale de Terminal Server
Le Terminal Server perfectionne la cohérence et la transparence des données. Le logiciel EPLAN a été adapté à cette technologie, qui permet une infrastructure centralisée. Les données requises, comme les vues en 3D des armoires de commande, les schémas de connexion, etc., sont fournies indépendamment de l’emplacement (par exemple, sur un ordinateur portable ou une tablette). Fabian Camek : « Nous sommes les premiers au monde à avoir utilisé cet outil et l’avons également utilisé pour établir un lien avec les concepteurs électriques dans le secteur de Francfort. Nous y concevons et fabriquons les armoires de contrôles pour le marché américain, conformément aux normes UL/ANSI et, en utilisant Terminal Server, nous pouvons accéder à la banque de données partagée depuis les deux emplacements. »
En bonne voie pour passer de prestataire de services de fabrication à centre de systèmes
Au regard de ces avantages et de la forte demande pour des services d’ingénierie avancés, il n’est pas surprenant que l’entreprise Alexander Bürkle se sente sur la bonne voie avec la plate-forme EPLAN. Fabian Camek : « Notre décision était la bonne. Nous avons développé notre gamme d’ingénierie et maintenons un contact plus intense avec nos clients, auxquels nous faisons gagner beaucoup de temps. »
L’un des objectifs à court terme est de permettre aux clients de configurer leurs projets sur une plate-forme EPLAN fournie par Alexander Bürkle et de recevoir la planification (largement automatisée) avec toutes les listes de pièces, les vues en 3D et les schémas de connexion. Les avantages de ce nouveau type de tâches partagées sont nombreux. Alexander Bürkle mise sur une réduction de 75 % du temps nécessaire pour la planification électrique. Parallèlement, cette nouvelle approche de la conception modifiera également la manière dont les clients travaillent avec les ingénieurs mécaniques. Fabian Camek : « Nous évoluons du statut de fabricant d’armoires de commande et prestataire de services d’ingénierie à centre de systèmes. » Les clients d’Alexander Bürkle suivent ce développement avec un vif intérêt.
Un produit typique d’Alexander Bürkle : un panneau de montage réel.
© Alexander Bürkle GmbH & Co. KG
Et ici, le jumeau numérique du panneau de montage.
© Alexander Bürkle GmbH & Co. KG
