Siemens Gamesa riduce il time-to-market per l'energia eolica

Siemens Gamesa ora sta utilizzando la sua soluzione di produzione industriale basata sui dati in una delle sue linee di produzione ad Aalborg, Danimarca, dove i tecnici lavorano su pale di turbina in vetroresina.

Finn Mainstone, Senior Product Manager di Siemens Gamesa, spiega: "Ogni pala di turbina è progettata su misura dai nostri ingegneri, secondo precise specifiche, e qualsiasi difetto durante il processo di produzione può comportare correzioni complesse, costose e dispendiose in termini di tempo.Per evitare questa situazione, i nostri team visualizzano una griglia laser sopra ogni pala che mostra esattamente dove posizionare ogni strato di vetroresina.Inoltre, ora possono ricevere avvisi immediati se la soluzione rileva eventuali errori o anomalie nella superficie della pala".

E continua: “Grazie alle telecamere connesse all’IoT nella nostra fabbrica e all’analisi continua che utilizza modelli di machine learning sull’edge, tutto gestito in Microsoft Azure, i nostri tecnici possono posizionare ogni strato della pala con maggiore velocità e accuratezza.Di conseguenza, siamo in grado di ridurre i tassi di errore in fase di produzione industriale causati da materiale mal posizionato, e questo ci permette di mantenere operative le nostre linee di produzione, senza intoppi.Infatti, una volta implementata la soluzione a livello globale, saremo in grado di condividere meglio le best practice.Ciò ridurrà la curva di apprendimento per i team nelle fabbriche di nuova apertura, come quello di Le Havre, in Francia, consentendoci di aumentare la nostra produttività, accettare un numero maggiore di ordini dai clienti e portare i benefici dell’energia sostenibile a più persone in tutto il mondo".

Il profilo aerodinamico delle pale della turbina è fondamentale per una produzione di energia efficiente e la costruzione di ogni pala richiede un lavoro estremamente qualificato."Anche se le nostre pale per la nuova turbina SG 14-222DD sono lunghe 108 metri, sono ancora costruite quasi interamente a mano", afferma Mainstone."Poiché ogni pala è realizzata su ordinazione, i nostri team sono più simili ad artigiani che costruiscono un mobile che ad operai di una catena di montaggio.Ma come per qualsiasi processo manuale, il rischio di errore umano è sempre presente".

Siemens Gamesa ha un rigoroso processo di controllo qualità e le pale delle turbine vengono esaminate e riparate durante le fasi finali della produzione industriale.Ad esempio, se un pezzo di vetroresina viene posizionato in modo errato o adagiato sopra un corpo estraneo, la sezione interessata della pala viene tagliata e sostituita: un’eventualità rara ma costosa.

"Ogni volta che rilavoriamo una pala, aumentano i costi e si riduce il numero di pale che siamo in grado di produrre in quel momento", continua Mainstone.“Questa ulteriore pressione sui nostri margini e sulla produttività rappresenta una sfida ardua in un mercato altamente competitivo.La richiesta globale di energia eolica è in aumento e sapevamo che incrementando la nostra produttività avremmo potuto cogliere queste nuove opportunità e far crescere il business.Per raggiungere i nostri obiettivi, abbiamo cercato un modo per consentire ai nostri tecnici di lavorare rapidamente con precisione millimetrica".

Il DVL ha creato uno schema dettagliato di questa soluzione e ha cercato un partner per realizzare la sua visione."Nel corso della fase di gara, IBM Consulting si è sempre distinta come leader", afferma Mainstone."Durante un mese di discussioni approfondite, IBM ha sviluppato una proposta valida, pienamente in linea con il nostro brief e gestita da persone con esperienza, entusiasmo e profonde competenze in materia."

Continua: "IBM ha dedicato molto tempo e risorse per aiutarci a perfezionare le nostre idee.Questo processo si è rivelato estremamente prezioso quando si è trattato di determinare la progettazione e la configurazione ottimali per la nuova soluzione.Ad esempio, abbiamo dovuto decidere se implementare un numero limitato di videocamere ad alta risoluzione, molto costose o un gran numero di videocamere a bassa risoluzione e più economiche.IBM ci ha aiutato a individuare i vantaggi e gli svantaggi delle varie opzioni hardware e software e a trovare un approccio equilibrato che ha soddisfatto le nostre esigenze".

Collaborando con il DVL, IBM Consulting ha aiutato Siemens Gamesa a far progredire rapidamente il progetto, utilizzando cicli di sviluppo frequenti e iterativi.Con l’aiuto della metodologia IBM Garage™, i due team hanno affrontato una grande mole di lavoro in un periodo di tempo molto breve.Nel giro di pochi mesi, Siemens Gamesa è passata dalla progettazione alla prototipazione e alla distribuzione di un MVP (Minimum viable product) per la sua fabbrica di Aalborg.

"Abbiamo stabilito requisiti molto specifici durante la fase di gara, come la capacità di rilevare i bordi bianchi dei fogli di vetroresina su una pala bianca della lunghezza di 97 metri con una latenza minima", spiega Mainstone.“Grazie alle solide capacità di machine learning e alle pratiche di cloud engineering, IBM ci ha aiutato a creare una soluzione in grado di soddisfare tutte le nostre esigenze.Anche se non era previsto dal contratto, IBM ha fatto il possibile per aiutarci a configurare i sistemi di edge computing nella nostra fabbrica.E quando si è diffuso il COVID-19, IBM Consulting ha adattato rapidamente la sua metodologia IBM Garage per il lavoro da remoto, permettendoci di rimanere in pista".

Grazie all’elaborazione di video sulla piattaforma Microsoft Azure IoT Edge, l’azienda può applicare modelli ML avanzati a grandi quantità di dati non strutturati in tempo reale e utilizzare il sistema a griglia laser per fornire un feedback ai team in fabbrica.Poiché la nuova soluzione si basa su Microsoft Azure, Siemens Gamesa sa che questo servizio digitale mission-critical è stato progettato per funzionare senza intoppi 24 ore su 24, 7 giorni su 7, grazie alle solide funzionalità high-availability del cloud, in linea con i rigorosi standard IT aziendali di Siemens Gamesa.

"Siemens Gamesa utilizza ampiamente soluzioni Microsoft in molti settori dell’azienda, quindi è stato naturale scegliere Microsoft Azure per questo progetto", commenta Mainstone."Fin dall’inizio siamo rimasti estremamente colpiti dalle conoscenze e dalle competenze del team di IBM Consulting per quanto riguarda la piattaforma Microsoft Azure.IBM ha messo a disposizione le competenze e l’esperienza necessarie per aiutarci a sfruttare appieno tutto il potenziale di Microsoft Azure, che include componenti quali Microsoft Azure Machine Learning, Microsoft Azure DevOps e Microsoft Azure IoT Edge"."

Grazie all’estrema versatilità della nuova soluzione, per Siemens Gamesa è facile aggiungere nuove funzionalità."Recentemente abbiamo arricchito i modelli di ML creati da IBM con un modello che abbiamo sviluppato autonomamente", afferma Mainstone."Questa nuova funzionalità rileva i corpi estranei come strumenti e detriti nello stampo e avvisa in anticipo i nostri team di rimuoverli, aiutandoci ad evitare costosi lavori di riparazione nelle fasi successive".

Sulla scia del forte successo del suo progetto pilota per una linea di produzione ad Aalborg, Siemens Gamesa punta a una distribuzione a livello aziendale della nuova soluzione di produzione industriale.

Beck aggiunge: "Poiché Siemens Gamesa ha incentrato la soluzione su Microsoft Azure e ha utilizzato le best practice di IBM Consulting AI@Scale, la scalabilità è molto semplice ed economica.Una volta completata la distribuzione, prevediamo che Siemens Gamesa migliori significativamente la qualità e la coerenza dei suoi processi di produzione riducendo i costi e preservando i suoi margini".

Nella fase successiva del progetto, Siemens Gamesa estenderà la soluzione per coprire tutte le sue linee di produzione industriale ad Aalborg, la sua fabbrica di Le Havre, in Francia, e quella di Hull, nel Regno Unito.Guardando al futuro, l’azienda sta considerando l’idea di implementare la soluzione in tutti i suoi stabilimenti nel mondo.

"Ci aspettiamo un periodo di recupero di circa due anni e mezzo per il nostro sistema di produzione basato su Azure", afferma Kenneth Lee Kaser, Senior Vice President of Operations – Offshore presso Siemens Gamesa."E prevediamo che il caso di business migliori sempre di più, man mano che aggiungiamo altre funzionalità e riscontriamo ulteriori vantaggi".

"Questo tipo di sistema di supporto per le decisioni apporterà enormi vantaggi quando apriremo nuovi stabilimenti, in quanto si ridurrà drasticamente il tempo necessario per la formazione di nuovi team di produzione, abbattendo il time-to-market”, conclude Mainstone."IBM Consulting è uno dei nostri partner più affidabili.Siemens Gamesa è pronta a mettere a disposizione le tecnologie di energia rinnovabile di nuova generazione ai clienti di tutto il mondo e non vediamo l’ora di collaborare con IBM per lanciare la nostra soluzione di produzione industriale in tutta l’azienda".

Siemens Gamesa  link esterno a ibm.com) è un leader tecnologico globale nel settore delle energie rinnovabili.Specializzata nello sviluppo, nella produzione industriale, nell’installazione e nella manutenzione delle turbine eoliche, l’azienda sostiene la transizione globale verso l’energia sostenibile fin dagli anni Ottanta.Attore chiave e pioniere innovativo nel settore delle energie rinnovabili, Siemens Gamesa ha installato oltre 107 GW di capacità di generazione in 75 Paesi in tutto il mondo.