Progettazione digitale per competere globalmente: il percorso di NWE con la piattaforma 3DEXPERIENCE

Energia idroelettrica: una nuova prospettiva energetica

I Dati dell'Agenzia internazionale per l'energia (AIE) hanno rilevato che l'energia idroelettrica è la più grande fonte mondiale di elettricità rinnovabile e la Cina è il suo principale produttore. Dall'inizio del secolo, la Cina ha rappresentato oltre la metà della crescita mondiale dell'energia idroelettrica, ha affermato l'AIE nel suo rapporto Renewables 2018. Ma il cambiamento è all'orizzonte.

Mentre la Cina ora concentra la sua attenzione sullo sviluppo di un'economia basata sui servizi e su un'energia più pulita, il suo futuro nel settore dell'energia promette di essere molto diverso dal suo passato. L'AIE prevede che il ritmo di crescita della domanda di energia cinese rallenterà a circa l'1% all'anno. Inoltre, una tendenza al ribasso nella produzione di energia idroelettrica, in linea con un minore sviluppo di progetti di grandi dimensioni rispetto alle preoccupazioni sociali e ambientali, sta inducendo le aziende leader del settore a esplorare nuove strade redditizie.

Northwest Engineering Corporation (NWE), una società di consulenza di progettazione e ingegneria di fama mondiale con sede in Cina, ha anticipato questi cambiamenti e ha adattato la propria attività per soddisfare le esigenze energetiche globali di oggi. Da azienda specializzata in rilievi e progettazione idroelettrica per la gestione sostenibile delle risorse idriche, NWE si è evoluta in un'impresa ingegneristica avanzata, specializzata nell'uso integrato e nello sviluppo di diverse fonti di energia rinnovabile, tra cui idroelettrica, eolica, fotovoltaica e geotermica. L'azienda fornisce inoltre soluzioni per il trattamento delle acque e lo sviluppo di infrastrutture urbane, applicando un approccio olistico alla sostenibilità energetica.

"Oggi, la necessità di nuovi progetti per la conservazione delle risorse idriche e l'energia idroelettrica in Cina sta rallentando e stiamo assistendo ad una drastica riduzione della realizzazione di grandi opere ingegneristiche", ha dichiarato Dangfeng Yang, direttore della divisione Digital & Smart Engineering in NWE. "Questo ci costringe a trasformarci e a cercare opportunità in altri settori civili di primo piano oltre che nel mercato internazionale".

Competitivi grazie alla tecnologia

Per molti versi, i piani della NWE sono in linea con l'iniziativa "Made in China 2025" del governo cinese, che cerca di aumentare il profilo del paese come leader globale della produzione high-tech. Mentre NWE si confronta nella competizione globale sulle nuove energie rinnovabili e nei progetti di costruzione legati alla transizione energetica, deve affrontare la pressione della forte concorrenza del mercato e le crescenti aspettative del settore. Infatti, con l'adozione crescente delle tecnologie digitali e della progettazione 3D, le aziende mirano ad innovarsi e migliorare la propria redditività, gestendo in modo più efficace complessità e rischi, adattandosi rapidamente ai continui cambiamenti del mercato.

"Per affrontare queste sfide, abbiamo dovuto migliorare la nostra gestione dei progetti, il nostro modo di condurre i rilievi e la progettazione nonché le capacità di innovare l’azienda", ha affermato Dangfeng Yang.

Nel 2010, NWE ha avviato una collaborazione con Dassault Systèmes adottando la piattaforma 3DEXPERIENCE per ottimizzare l'efficienza progettuale, migliorare la qualità dei prodotti e aumentare la competitività. Grazie all'uso dell'applicazione CATIA, NWE ha abilitato con successo la progettazione collaborativa 3D per progetti complessi come centrali elettriche e dighe, incrementando sia la propria quota di mercato che il proprio vantaggio competitivo.

Sulla base di questo successo, nel 2016 l'azienda ha deciso di creare un flusso di lavoro digitale basato sui Dati, per l'intero ciclo di vita del progetto di ingegneria, dal rilievo alla progettazione fino alla costruzione e manutenzione, rimanendo sempre all’interno di 3DEXPERIENCE di Dassault Systèmes.

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Continuità digitale

Oggi, la piattaforma 3DEXPERIENCE consente a NWE di gestire centralmente tutti i suoi Dati in un unico posto. Grazie alla continuità digitale in tutta l'azienda, ogni stakeholder è ora in grado di ottenere una visione completa ed efficiente di ogni progetto in corso per supportare un processo decisionale informato e migliorare la produttività.

"Le soluzioni Dassault Systèmes integrano più moduli di progettazione per evitare il passaggio da un software all'altro e la conversione di diversi formati di Dati", ha dichiarato Dangfeng Yang, direttore della divisione Digital & Smart Engineering di NWE. "La piattaforma 3DEXPERIENCE offre anche alcune funzionalità molto utili, come la gestione completa dei processi basata sulla progettazione parametrica e l'accesso a modelli e librerie di terze parti. Stiamo utilizzando queste capacità per migliorare l'efficienza e la qualità della nostra progettazione".

Avere una piattaforma in cui il Dato è centralizzato, sta anche migliorando le capacità decisionali dell'azienda.

"Ora abbiamo molte energie rinnovabili e progetti correlati in fase di sviluppo, come l'energia idroelettrica, le nuove energie, l'energia eolica, il fotovoltaico e il gas da biomassa", ha dichiarato Xiaodong Ma, vice leader del Dipartimento di Integrazione Dati e Ricerca e Sviluppo nella divisione Digital & Smart Engineering di NWE. "Una centrale idroelettrica può richiedere l'integrazione di un ampio ventaglio di discipline, stimato tra 40 e 50, con la conseguenza che il management potrebbe non possedere competenze in ciascuna di esse. Pertanto, per fornire una visione completa di ogni progetto, era fondamentale implementare tecnologie di visualizzazione 3D.

Queste tecnologie consentono di identificare i rischi legati alla programmazione dei lavori, facilitano una rappresentazione chiara e immediata dell'avanzamento della progettazione e permettono di condividere una panoramica dettagliata dell'intero ciclo di vita del progetto.
"Integrando la progettazione 3D, la gestione dei progetti, le simulazione e altri sistemi in un'unica piattaforma, la direzione di NWE ha ora una visione migliore dei progetti di ingegneria dell'azienda e può prendere decisioni informate", ha aggiunto Ma.

Il 3D per migliorare l'efficienza

La visualizzazione e la simulazione 3D stanno aiutando NWE a migliorare i propri processi, aumentando al contempo l'efficienza e l'integrità della progettazione. Il reparto Bridge dell'azienda sta vedendo questi vantaggi in prima persona.
"Con la piattaforma, possiamo ridurre al minimo il tempo speso per la costruzione di strutture complesse, aiutando essenzialmente i nostri progettisti a sviluppare disegni 2D e modelli 3D, molto rapidamente", ha affermato Wen Chen, ingegnere capo del Qingshui River Project, City Construction and Traffic Engineering Department, Aquatic Environment Engineering Academy presso NWE. "Per alcune strutture non convenzionali che di solito vanno oltre la nostra immaginazione, la piattaforma 3DEXPERIENCE ci aiuta a elaborare il progetto e a comprendere la struttura nel più breve tempo possibile".

Anche se NWE ora progetta in 3D, i disegni 2D sono ancora richiesti in Cina come standard per ottenere l'approvazione e le autorizzazioni necessarie dal governo. Utilizzando la piattaforma 3DEXPERIENCE, i progettisti possono gestire questo processo approvativo con facilità.

"In precedenza, era difficile rappresentare con precisione strutture complesse in disegni 2D, manualmente", ha affermato Chen. "Ora siamo in grado di trasformare perfettamente i progetti 3D in disegni 2D, semplificando notevolmente la fase di produzione dei disegni".
Ora, il reparto ponti ha bisogno di un solo designer per creare una struttura complessa e tradurla in disegni 2D, rispetto a un intero team in precedenza.
Trasformando i suoi processi di progettazione, NWE è riuscita a ridurre significativamente il ciclo di progettazione e i costi di manodopera.
"Se sviluppiamo un ponte altamente complesso con le procedure classiche, potrebbero volerci sei mesi", ha detto Chen. "Utilizzando la piattaforma 3DEXPERIENCE, possiamo ridurre questo processo di due mesi".

Affinamento del processo di progettazione elettrica

Sulla base di questo successo, NWE ha intrapreso un progetto per aiutare il suo reparto di progettazione elettrica a operare in modo più efficiente e a rispondere più rapidamente ai nuovi ordini. L'azienda ha consultato il team di Dassault Systèmes per definire un flusso di lavoro end-to-end.

Seguendo la metodologia Value Engagement di Dassault Systèmes, l'azienda ha effettuato un'analisi aziendale dettagliata e ha definito un processo di progettazione elettrica end-to-end secondo le best practice del settore, insieme ai miglioramenti delle prestazioni attesi in ogni fase. È stato stabilito che NWE sarebbe stato in grado di lavorare in modo più efficiente se avesse sfruttato un approccio integrato e basato su modelli, piuttosto che utilizzare applicazioni separate per gestire diversi aspetti del processo di progettazione elettrica.

Sulla base di queste informazioni, il team ha creato una soluzione personalizzata sulla piattaforma 3DEXPERIENCE per soddisfare i requisiti specifici di NWE.
Le nuove capacità di gestione dei requisiti da sole hanno portato a un miglioramento dell'efficienza fino al 30% nelle prime fasi di progettazione. Tutti i Dati e i modelli sono ora conservati all'interno della piattaforma 3DEXPERIENCE, fornendo al team tutte le informazioni di cui ha bisogno fin dall'inizio.

"Riunendo i requisiti di progettazione architettonica modulare ed elettrica all'interno di 3DEXPERIENCE, possiamo creare piani di schemi elettrici per nuovi progetti molto più velocemente di prima", ha affermato Jing Feng, capo ingegnere idroelettrico di NWE.

NWE sta collegando tre fasi di progettazione - progettazione dell’architettura elettrica, progettazione schematica elettrica e progettazione di sistemi elettrici in 3D - per ottenere una progettazione disciplinare veramente automatica.
"Rispetto al disegno manuale dei sistemi elettrici, ora utilizziamo CATIA per generare automaticamente modelli basati sulla definizione dell'architettura del nostro sistema elettrico", ha affermato Jing. "E grazie all'associazione tra tutti i modelli durante tutto il processo, l'efficienza delle modifiche al design è migliorata del 20%. La nuova soluzione di progettazione elettrica ci aiuta a lavorare in modo più produttivo in ogni fase".

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