Producent ciężkiego sprzętu sprowadza projektowanie generatywne na ziemię

Niemieckie przedsiębiorstwo Claudius Peters to przykład typowego producenta w branży przemysłu ciężkiego. Spółka produkuje duże urządzenia przemysłowe i instalacje dla przemysłów cementowego, stalowego, gipsowego i aluminiowego. „Jesteśmy specjalistami w obsłudze materiałów sypkich” — mówi Thomas Nagel, dyrektor operacyjny w Claudius Peters (CP). Oprócz siedziby głównej w pobliżu Hamburga w Niemczech spółka ma 12 biur regionalnych w obu Amerykach, Europie i Azji.

Założona w 1906 roku spółka CP od ponad 100 lat produkuje ogromne, kapitałochłonne produkty przemysłowe: przenośniki taśmowe, silosy i młyny. Zamiast trzymać się wiekowej historii, Nagel, pełniący obowiązki dyrektora ds. cyfrowych, pomaga jednak spółce zyskać reputację światowego lidera w dziedzinie innowacji cyfrowych. Firma Claudius Peters rozpoczęła podróż ku innowacji w 2014 roku w celu poprawy wyników biznesowych związanych z kosztami, jakością, szybkością dostaw i zadowoleniem klientów. Spółka zdała sobie jednak sprawę, że pozostawanie konkurencyjnym w XXI wieku wymaga czegoś więcej niż tylko nowego oprogramowania. W 2018 roku podjęto dalsze działania w celu przekształcenia się w zwinną spółkę. Transformacja ta wymaga nowych umiejętności cyfrowych i kultury skupionej na myśleniu projektowym, eksperymentowaniu i iteracji.

Od samego początku działalność spółki Claudius Peters opiera się na branży cementowej. Producenci cementu mieszają pokruszone surowce mineralne, a następnie je ogrzewają w piecu do temperatury 1450°C, tworząc niewielkie grudki zwane „klinkierem”. Gorący klinkier trafia do chłodnika, potężnej maszyny o wymiarach 50 metrów na 25 metrów. Przepływające przez chłodnik powietrze chłodzi klinkier do temperatury około 100°C. Następnie klinkier jest mielony i mieszany z innymi składnikami cementu.

Spółka CP zaczęła zaopatrywać przemysł w chłodniki klinkieru na początku lat 50. XX wieku i w ciągu następnych 60 lat wyprodukowała ich ponad 700 sztuk. Produkcja klinkieru pochłania jednak dużo energii, przez co przemysł cementowy jest jednym z największych emitentów CO2 na świecie.

Na początku XXI wieku spółka CP zaczęła opracowywać chłodnik klinkieru nowej generacji zaprojektowany w celu oszczędzania energii, który nazwano ETA Cooler w odniesieniu do greckiego symbolu „η” („eta”) oznaczającego sprawność energetyczną. „Jedną z największych zalet chłodnika ETA Cooler jest jego wyjątkowa sprawność cieplna” — mówi Nagel. „Oszczędności energii mogą pomóc zmniejszyć negatywny wpływ produkcji cementu na środowisko”. Obecnie głównym obszarem działalności CP jest wymiana istniejących chłodników klinkieru na chłodniki ETA Cooler w celu zwiększenia wydajności w cementowniach.

Dzięki części zaprojektowanej przy użyciu projektowania generatywnego spółka CP może sporo zaoszczędzić na każdym instalowanym chłodniku klinkieru. Przy masie części transportowej zmniejszonej o około 20 kilogramów spółka przewiduje oszczędność około 100 euro na część, pomnożoną przez 60 lub więcej części na każdy chłodnik. Ponadto mniejsza masa oznacza niższe koszty wysyłki. „Od pierwszego opracowanego prototypu uważaliśmy, że projektowanie generatywne pomoże nam osiągnąć korzystniejsze koszty produktów i zwiększyć naszą konkurencyjność” — mówi Nagel.

Projektowanie generatywne zapewnia również lepszą ochronę środowiska. „Możemy przejść z cięższych części odlewanych w Indiach lub Turcji na lżejsze części spawane, które możemy nawet wykonywać w naszym zakładzie” — mówi Nagel. „Oszczędzamy materiały, energię, czas transportu, a także zapobiegamy innym, negatywnym dla środowiska skutkom”.

Claudius Peters jest teraz w momencie, w którym użycie projektowania generatywnego staje się standardowym procesem optymalizacji istniejących części lub projektowania nowych. „Znajdziemy więcej części, w których możemy w przyszłości zastosować optymalizacje i redukcje materiałów” — mówi Nagel. „Sprawdzając część za częścią, spróbujemy zobaczyć, czy zastosowanie projektowania generatywnego przyniesie takie same korzyści”.