DCNS scommette sulla fabbrica digitale

L'obiettivo prioritario della società: fare bene al primo colpo. Per la fabbricazione dei suoi assiemi estremamente complessi, il costruttore utilizza delle soluzioni integrate TopSolid, la soluzione CAD/CAM di Missler Software e NCSIMUL per la simulazione delle lavorazioni.


Una vera e propria città nella città, l'unita costruttiva dei sottomarini nucleari di DNCS Cherbourg (50) esercita un'attività costantemente sottomessa agli imperativi dell'eccellenza industriale. Una sfida di attualità, perché i sottomarini nucleari lancia missili balistici (SNLE) dovranno cedere il posto ad una nuova generazione di sottomarini d'attacco. Più piccoli e più rapidi, i primi esemplari di quattro sottomarini nucleari d'attacco (SNA) Barracuda ordinati dalla Marina Nazionale Francese, sono attualmente in costruzione nello stabilimento di Cherbourg. Con numerose innovazioni all'avanguardia, come il rilevamento sottomarino migliorato, l'albero optronico che sostituisce il periscopio classico (ottico), un software di aiuto alla navigazione elettronica, una capacità di carico d'armi raddoppiato rispetto agli SNA di tipo Rubis, un CMS (Combat Management System) integrante l'insieme delle capacità di veglia sopra e sotto la superficie... «I sottomarini Barracuda sono destinati a succedere tra il 2017 e il 2027 ai sottomarini di tipo «Rubis in versione Améthyste» attualmente in servizio», precisa Hubert Amiot, direttore del dipartimento  Meccanica - Lavorazione della Divisione Sottomarini di DCNS Cherbourg.

Una missione che confronta DCNS alla costruzione dell'assemblaggio industriale il più complesso che ci sia, perché un sottomarino nucleare è molto più sofisticato di un aereo o di un'automobile. Più di 12.000 componenti fuori misura devono essere progettati, realizzati ed assemblati il più economicamente e velocemente possibile, considerando un capitolato di qualità draconiano. E' quindi ovvio che la tecnologia CAD/CAM deve essere all'altezza di questa sfida. «Abbiamo già una buona esperienza nell'utilizzo di questi strumenti visto che dagli anni 90, i software Strim 100 di Cisigraph e Euclid di Matra Datavision furono inseriti nella produzione», spiega Hubert Amiot. «I nostri reparti hanno compiuto numerosi studi 2D e 3D, nonché lavorazioni su macchine a controllo numerico. Ma le sfide di progettazione e costruzione di nuovi sottomarini ci obbligarono a ripensare totalmente i nostro processi e le nostre soluzioni esistenti», osserva l'esperto della DCNS. Una costatazione importante: era il momento di passare all'integrazione dei processi. «Ci serviva una soluzione idonea per poter rispettare gli imperativi di riduzione dei costi, dei termini di consegna e di qualità inerenti ad un tale programma» Senza contare, che DNCS, decisa a sfruttare ancora meglio il proprio Know-How, il suo capitale umano e materiale, si è riorganizzata negli anni precedenti per diversificare la propria attività e proporre soluzioni sui mercati dell'energia rinnovabile e il nucleare civile. Senza dimenticare la sua attività all'internazionale in paesi come il Pakistan, l'India, la Malesia o il Brasile interessati a diversi tipi di sottomarini.

Allora, come scovare LA soluzione CAD/CAM, adatta alle sfide industriali del XXI secolo?

Vero e proprio "caso di studio", il procedimento di DCNS fu diviso in più fasi, con un unico obiettivo: la messa in opera di un processo digitale in grado di far dialogare CAD-CAM-Simulazione di lavorazione. «Prima di tutto, abbiamo studiato un capitolato e abbiamo testato tre soluzioni CAD/CAM, nonché quella di Dassault Systèmes, PTC e Missler Software, indica Hubert Amiot. «Alla fine, è la soluzione TopSolid che si è dimostrata la più adatta alle nostre esigenze.» Un vasto programma, perché occorreva migliorare la programmazione di pezzi complessi ad alto valore aggiunto come le sezioni dello scafo o gli altri componenti di sottomarino costruiti nell'unità di Cherbourg; eventualmente eliminare la lavorazione di un pezzo di collaudo per verificare l'affidabilità del programma; migliorare la messa a punto dei post processors; gestire le modifiche successive dei programmi, ecc. «La soluzione proposta da Missler Software, che accoppia il CAD/CAM alla simulazione grazie all'integrazione di NCSIMUL, elimina tutti i possibili ostacoli», conferma, Fabien Pourpour, responsabile del dipartimento CAM DCNS. Responsabile del progetto, questo specialista delle lavorazioni ha avuto carta bianca per la totale riorganizzazione del reparto «programmazione». Un altro fattore che illustra alla perfezione gli aspetti essenziali di un tale progetto è il ruolo cruciale degli uomini. «Abbiamo deciso di dare uno statuto ben definito al team di programmazione, che prima era integrato nella produzione, sottolinea il sig. Pourpour. Abbiamo fatto questa scelta per evitare i continui qui pro quo: quando c'era un problema nella lavorazione, era sempre colpa dei programmatori, mentre il successo,  quasi sempre a vantaggio della produzione.» Altro fattore di successo: farsi aiutare da un consulente esterno, capace di avere una visione obiettiva del percorso da compiere e dei possibili ostacoli che si potranno presentare. C2MIS, specializzato nel CAM ed esperto dei prodotti di Missler Software, ha affiancato il team DCNS nell'inserimento di questa soluzione e nella realizzazione di post processors necessari per pilotare le macchine utensili. Dei macchinari eccezionali come il centro di tornitura Bost dotato di una testa 5 assi e che può lavorare dei particolari fino a 350 tonnellate per un'altezza di 5 metri ed un diametro di 10 metri. Oppure il torno verticale Schiess-Berthiez, attualmente in manutenzione ed aggiornamento (sarà dotato di un CN Siemens Sinumerik 840D), che dispone di un mandrino di 14 metri di diametro. 

Dal punto di vista del clima in officina, l'integrazione di lavorazioni virtuali ha radicalmente cambiato le relazioni tra le squadre di programmazione e di produzione. «Molto completa, la simulazione delle lavorazioni che si applica su tutti i pezzi, ha riportato serenità, constata Fabien Pourpour. «Le relazioni tra i due gruppi si sono tranquillizzate e ora dibattono soltanto su questioni ...tecniche». 

Tutti utilizzano la stessa metodologia di lavoro e i programmatori sono diventati polivalenti. Il processo di fabbricazione è preparato con maggiore qualità, la documentazione d'officina è più chiara grazie ad immagini 3D estremamente realistiche. La reattività è anch'essa all'altezza delle aspettative come lo è la riduzione dei costi. Il tempo della messa a punto dei programmi nell'officina si è ridotta drasticamente. «Inizio 2014, avevamo 250 ordini di costruzione in ritardo, oggi abbiamo diviso per 25 questa cifra», conclude Fabien Pourpour… 

Da ricordare

La problematica:

  • Migliorare la programmazione dei pezzi complessi ad alto valore aggiunto
  • Eliminare il pezzo di prova per verificare l'affidabilità del programma di lavorazione
  • Facilitare la messa a punto dei post processors, gestire le modifiche sui pezzi

 La soluzione:

  • Inserimento di una soluzione digitale completa CAD/CAM (TopSolid di Missler Software) e di simulazione (NCSIMUL di Spring Technologies)
  • Creazione di un ruolo di responsabile CAM impiegato con poteri e autonomia estesa
  • Separazione del team CAM dal team di produzione

 I benefici:

  • 100% dei programmi di lavorazione simulati e verificati
  • Miglior documentazione di lavorazioneCreazione di un ruolo di responsabile CAM impiegato con poteri e autonomia estesa
  • Miglior dialogo tra reparti Metodi e Produzione
  • Produttività decuplicata

I numeri di DCNS Cherbourg

  • Personale: 2.250 persone
  • Superficie: 50 ettari
  • Numero di sottomarini costruiti ogni anno: numero variabile
  • Numero di ore necessarie per la costruzione di un SNLE: 12M di ore
  • Costruzione del Barracuda: 4 ordini accertati, 2 in attesa
  • Durata di vita di un sottomarino nucleare: 50 anni