3D-suunnittelujärjestelmä tehostaa tuotantoa Wärtsilän moottoritehtaalla Vaasassa

Kari Harju

Wärtsilä jalostaa mahdollisuuksiaan 3D-suunnittelun ja tuotetiedonhallinnan alueella. Vaasassa suunnittelua ja simulointia on tehty jo pitkään integroidun 3D-suunnittelujärjestelmän avulla. Jatkossa valmiuksia muokataan eteenpäin globaalissa tiedonhallinnassa Wärtsilän eri yksiköiden kesken.

5-akselinen DMU 160 P oli Vaasan ensimmäisiä malliprojekteja, Kari Holm kertoo.

Moottorivalmistaja Wärtsilä on viime aikoina ollut julkisuudessa esillä isosti mm. digitalisaatioprojektinsa vuoksi.

Digitalisaatio tulee jatkossa osaksi kaikkia meriteollisuudessa ja energiasektorilla toimivan yrityksen palveluita. Se merkitsee Wärtsilän mukaan jatkossa esimerkiksi kehittynyttä optimointia, ennustettavuuden lisääntymistä ja reaaliaikaista analytiikkaa.

Laajasti tarkasteluna yksi osa digitalisaation prosesseja on ollut Wärtsilässä käynnissä jo pitkään, sillä järjestelmäpohjaisia cad/cam-toimintoja yrityksessä on kehitetty askel kerrallaan vuosien ajan.

CTX gamma 2000-sorvauskeskus kuuluu tehtaan Development Centerin konekantaan.

Parin vuosikymmenen kehitys

Tänä päivänä Wärtsilä käyttää monipuolista integroitua järjestelmää 3D-suunnittelun, simuloinnin ja tiedonhallinnan välineenä. Kehitys on ollut nopeaa, vielä parikymmentä vuotta sitten moottoritehtaalla nc-ohjelmat tehtiin käsipelein.

”Se oli aikaa vievää työtä. Kyseessä olivat isot ohjelmat, joissa saattoi olla 20 000 - 30 000 riviä koodia”, kertoo Development Expert Kari Holm.

”Simulointimahdollisuuksia ei tuolloin tietenkään ollut. Ja kun esimerkiksi kulmapäissä pelkän laakerin hinta saattaa kohota satoihin tuhansiin euroihin, hommassa oli haasteensa”, kertoo Holm, joka on ollut mukana muokkaamassa Wärtsilän nc-ympäristöjä vuosien ajan.

Myöhemmin ns. virtuaali-nc tuli avuksi koodin testaamiseen. Lopulta ohjelmistojen kehittyminen 2000-luvun alussa suuntasi huomion kokonaan uusille urille.

”Wärtsilä haki nc-ohjelmointiinsa uusia ratkaisuja ja tie vei cam-ratkaisuihin. Ajattelimme, että koska esimerkiksi muottivalmistajat käyttivät camia, sen täytyi sopia meillekin. Olimme oikeassa”, Holm kertoo.

Verstaan puolelta: kookkaita moottorilohkoja tuotannossa.

NX-ympäristöön

Tässä vaiheessa Vaasassa kiinnostuttiin NX-ympäristöstä. NX on Siemensin cad/cam -3D-suunnittelujärjestelmä, joka on tarkoitettu niin suunnitteluun, simulointiin kuin tuotetiedon hallintaankin.

”Alkuun toteutimme vain konemallit 3D:nä. Jo vuonna 2005 teimme kuitenkin ensimmäisen postprosessoriympäristön 5-akseliselle koneelle”, kertoo Holm.

”Kun sitten siitä parin vuoden kuluttua toteutimme 5-akselikoneympäristön, oli mukana tarpeellinen simulointi- ja työkalunhallintajärjestelmäkin. Sitten simulointiympäristö rakennettiin myös ensimmäiseen sorviin”, kertoo Kari Holm.

Nykyisin NX:ää käytetään tehtaalla monipuolisesti. Vaasassa järjestelmän cad-osiota käyttää jopa useita satoja moottorisuunnittelijoita, camiä toistakymmentä henkilöä.  Sama järjestelmä on nykyisin käytössä Wärtsilän muissa yksiköissä. Vaasassa cam-puolen käyttöä tukee Ideal PLM, joka on ollut järjestelmän toteutuksessa mukana alkuvuosista lähtien.

”Viime aikoina olemme muokanneet prosesseja eteenpäin esimerkiksi juuri konesimulointeihin liittyen. Ja toki mm. järjestelmän tuotetuki on saatavilla kauttamme suomeksi”, kertoo Jussi Kangas Ideal PLM:ltä.

Vaasan tehdas on Wärtsilän Suomen suurin toimipiste, töissä tehtaalla on nykyisin noin 2500 henkilöä.  

Useita konemalleja

NX on käytössä nykyisin useilla koneilla Vaasan tehtaan Development Centerissä ja verstaan puolella tuotannossa. Konemalleja on Vaasassa vuosien mittaan tehty mm. Gildemeisterin CTX gamma 2000-sorvauskeskukselle, Deckel Mahon DMU 160 P-koneistuskeskukselle ja kookkaaseen Herman Kolbin Pentamat VD-portaalikeskukseen. Viimeksi toteutettuja ovat kaksi Hellerin koneistuskeskusta.

Hellerin 5-akselinen FB8000 on viimeisimpiä malliprojekteja.
 


Jatkossa toteutusten määrä lisääntyy edelleen, yhden uuden portaalikoneen hankinta ja sen mallinnus ovat suunnitelmissa. Koneilla tehdään Vaasan tuotannossa mm. männän ja kiertokangen osia, suuttimien runkoja ja moottorilohkoja. Wärtsilän moottorien myötä kappaleet matkaavat käyttäjilleen eri puolille maailmaa.

.


NX on Vaasan tehtaalla jatkuvassa käytössä, mutta samaan aikaan sitä muokataan eteenpäin. Jatkossa niin Vaasassa kuin Wärtsilän muissakin yksiköissä kehitetään järjestelmään kuuluvaa Teamcenteriä. Teamcenter toimii NX:ssä cadin ja camin välissä ja on tarkoitettu helpottamaan tuotetiedon hallintaa.

”Se mahdollistaa jatkossa yhä kattavamman tiedon vaihdon niin yksiköissä kuin niiden kesken, kaikki kun ovat tässä samassa tietojärjestelmässä mukana. Näin mm. 3D-mallit kulkevat sujuvasti yksiköiden välillä juuri tätä kautta”, Kari Holm sanoo.

Moottorilohkojen valmistus vaatii järeän kaluston. Kuvassa koneistaa kookas Waldrich Coburg -portaalijyrsinkone.

Wärtsilä

Wärtsilä on kansainvälisesti johtava teknologian ja kokonaiselinkaariratkaisujen toimittaja merenkulku- ja energiamarkkinoilla. Wärtsilä Marine Solutions toimii meriteollisuuden moottoritoimittajana, Wärtsilä Energy Solutions valmistaa polttomoottorikäyttöisiä voimalaitoksia ja suuria aurinkovoimaloita sekä nesteytetyn maakaasun terminaali- ja jakelujärjestelmiä, Wärtsilä Services huolehtii elinkaaripalveluista.

Vuonna 2016 Wärtsilän liikevaihto oli 4,8 miljardia euroa ja henkilöstömäärä 18 000. Yrityksellä on yli 70 maassa eri puolilla maailmaa. Suomen toimipisteet ovat Vaasassa, Tutussa, Helsingissä ja Espoossa. Wärtsilän osakkeet on listattu Nasdaq Helsingissä.