Accélérer le développement des technologies d'énergie propre avec SolidWorks

Reconnu comme étant l’une des 10 entreprises les plus innovantes au monde, Sunfire GmbH est l’un des principaux développeurs et fabricants allemands de solutions propres et efficaces de production d’électricité et de chauffage hors réseau, de production de gaz industriels et de combustibles et de stockage d’énergie.

La vision de la société, basée à Dresde, est de rendre l’énergie propre disponible partout et à n’importe quel moment. La société développe et produit des piles à combustible pour une énergie plus propre, ainsi que des électrolyseurs et des technologies de power-to-liquid.

En réalisant sa vision, Sunfire vise à combler le fossé qui existe entre les secteurs de l’énergie, du transport, des gaz industriels et des systèmes de chauffage – en remplaçant les combustibles fossiles par des sources d’énergie renouvelables.

La croissance de Sunfire découle de son expertise dans le développement de piles à combustible pour des sources d’énergie propres, fournissant de l’énergie, du chauffage, de l’hydrogène et des carburants renouvelables permettant de remplacer les sources d’énergie fossiles.

Parmi ses produits innovants figurent des piles à combustible à oxyde solide haute performance qui produisent de la chaleur et de l’électricité à partir du gaz naturel ou du biogaz, des électrolyseurs réversibles qui génèrent de l’hydrogène renouvelable et à faible coût à partir de l’eau, et des générateurs hors réseau robustes, nécessitant peu d’entretien, qui produisent une énergie fiable, durable et autonome dans les régions éloignées.

En s’appuyant sur sa technologie de base, même les combustibles traditionnels tels que le diesel et le kérosène peuvent être produits à partir de l’eau et du CO2, Sunfire l’a démontré dans une usine pilote. Selon le Dr. Wolfgang Staroske, ingénieur grands systèmes et chef d’équipe au sein du groupe de génie électrique Sunfire, la société utilise le logiciel de conception mécanique 3D SOLIDWORKS depuis sa création, et apprécie beaucoup la conception SOLIDWORKS Professionnal ainsi que les outils de conception et d’analyse SOLIDWORKS Premium.

Initialement, les ingénieurs de Sunfire ont utilisé le package WSCAD pour réaliser les schémas électriques. Lorsque le logiciel SOLIDWORKS Electrical Schematics a débarqué, Sunfire a remplacé son ancienne solution de schématisation. Cependant, bien que l’entreprise ait eu du succès avec ses outils de conception SOLIDWORKS, elle devait encore intégrer la conception électrique et mécanique pour rationnaliser les processus de conception et accélérer la phase de développement.

« Nous voulions produire des prototypes plus rapidement », se souvient le Dr. Staroske.

« En développant ces systèmes, nous apportons constamment des changements. Si nous changeons un composant mécanique, nous devons également modifier les composants électriques. En bref, nous devions concevoir en 3D dans un système unique – avec tous les composants dans une même plateforme – pour atteindre nos objectifs de développement de produit. »

Après avoir évalué les solutions disponibles, Sunfire a choisi d’ajouter le logiciel de conception SOLIDWORKS Electrical 3D à son arsenal SOLIDWORKS, car celui-ci s’intègre directement à l’environnement de modélisation SOLIDWORKS et fournit la meilleure solution. La société souhaitait également connecter ses données de conception à son système ERP. Voilà pourquoi elle a acquis SOLIDWORKS PDM Professionnal.

CONCEPTION MECANIQUE ET ELECTRIQUE SUR UNE SEULE PLATEFORME

Depuis l’utilisation du logiciel de conception SOLIDWORKS Electrical 3D, Sunfire a complètement fusionné ses processus de développement, ce qui se traduit par des cycles de conception plus courts, moins d’erreurs et l’élimination des tâches redondantes.

« Le logiciel SOLIDWORKS Electrical 3D nous a permis de fusionner l’ensemble de nos efforts de développement sur la même plateforme, ce qui nous permet de gagner du temps et de réaliser une intégration et une automatisation supplémentaires via notre système ERP », explique Dr. Staroske.

Par exemple, lors du développement d’un système de pile à combustible, nous commençons avec le logiciel SOLIDWORKS Electrical Schematics pour réaliser notre schéma tuyauterie et instrumentation [P&ID]. Le P&ID est utilisé par les ingénieurs de fabrication pour concevoir l’assemblage mécanique SOLIDWORKS 3D. Les ingénieurs électriques établissent notre diagramme schématique global à partir des composants électriques du P&ID. »

Dr. Staroske poursuit : « Nous passons ensuite sur SOLIDWORKS Electrical 3D pour modéliser tous les composants électriques et les déplacer vers l’assemblage 3D mécanique SOLIDWORKS. Grâce à cet environnement fusionné, nous produisons une nomenclature de produits unique et utilisons le système SOLIDWORKS PDM pour nous connecter à notre système ERP. De plus, nous avons une conception unique pour les systèmes et les composants électriques et mécaniques, ainsi que des dessins intégrés, ce qui permet le fusionnement harmonieux de l’assemblage mécanique et électrique au cours du même processus de fabrication. »

LA CONCEPTION INTEGREE REDUIT LES PROTOTYPES

En plus de faire gagner du temps et de supporter une plus grande automatisation, les logiciels intégrés de conception mécanique et électrique SOLIDWORKS ont permis à Sunfire de réduire de 30% le nombre de prototypes requis.

« Avec l’environnement de conception mécanique et électrique unique de SOLIDWORKS, nous pouvons identifier les problèmes de conception que nous n’aurions pas découverts avant le prototypage sans ce type d’intégration », note Dr. Staroske.

A lui d’ajouter : « Avant, nous aurions peut-être modifié une pièce dans un assemblage et oublié de faire un changement associé à une pièce électrique, ce qui a conduit à des prototypes supplémentaires. L’identification des problèmes sans prototypage est l’avantage le plus important de la solution combinée mécanique/électrique de SOLIDWORKS. »

UNIFIER LES WORKFLOWS ET LES DONNEES D’ENTREPRISE AVEC PDM

En implémentant le système SOLIDWORKS PDM Professionnal, Sunfire a non seulement été en mesure de relier ses données de conception mécanique et électrique à son système ERP, elle a également formalisé et unifié ses flux de conception mécanique et électrique, fournissant ainsi l’efficacité organisationnelle requise pour ses efforts de développement.

« Grâce à l’organisation et à l’intégration optimale que nous avons pu obtenir avec SOLIDWORKS PDM, nous concevons des systèmes plus grands et plus complexes sans avoir à séparer les workflows, éliminant ainsi le temps et les efforts nécessaires pour faciliter la transition entre les départements », souligne M. Staroske.

« Avec les solutions SOLIDWORKS, nous avons l’intégration et les capacités robustes dont nous avons besoin pour faire le travail », souligne Dr. Staroske. « Je ne peux pas imaginer ce que nous ferions pour le développement des systèmes complexes sans le logiciel SOLIDWORKS Electrical 3D. Je ne crois pas que nous serions en mesure de le faire. »

Le défi

Accélérer le développement de systèmes énergétiques innovants et propres pour la production d’électricité et de chauffage, la production de gaz et de combustibles industriels et le stockage d’énergie en intégrant les processus de conception mécanique et de conception électrique et en reliant les systèmes de gestion des données aux systèmes ERP.

La solution

Ajouter SOLIDWORKS Electrical 3D Design, SOLIDWORKS Electrical Schematic et le logiciel de gestion de données produit SOLIDWORKS PDM Professionnal aux solutions logicielles existantes : SOLIDWORKS Professionnal mechanical design et SOLIDWORKS Premium.