Reza a lenda que Clessie Cummins, fundador da empresa, construiu sua própria máquina a vapor aos 11 anos. Há mais de 100 anos, a Cummins atua no ramo de energia; a empresa produz motores a diesel e gás natural, equipamentos de geração de energia e produtos relacionados. Eles também colocaram a sustentabilidade e o impacto ambiental no centro do design dos produtos — sem comprometer a qualidade nem aumentar os custos. Saiba como uma empresa líder no setor de soluções de energia continua sua orgulhosa história de inovação criando produtos e operações mais sustentáveis.
A Cummins não para de inovar
Empresa multibilionária, a Cummins é a maior projetista e fabricante independente de motores a diesel e a gás do mundo, além de fornecedora líder de sistemas de eletrificação, incluindo células de combustível e sistemas de bateria. Amplamente admirada, a Cummins está entre as 6% mais bem posicionadas na lista das Empresas Mais Responsáveis da América da Newsweek e passou 14 anos consecutivos na lista das Empresas Mais Éticas do Ethisphere World. Como uma empresa produtora de energia, a Cummins há muito tempo tem como meta da empresa reduzir seu impacto ambiental.
Enfrentar um desafio climático global requer fazer mais com menos
Como líder global em responsabilidade social e ambiental, a Cummins está comprometida em fazer sua parte para criar um mundo mais sustentável e próspero. É por isso que a Cummins lançou o PLANET 2050, uma nova estratégia de sustentabilidade ambiental que estabelece metas para toda a empresa para 2030, juntamente com aspirações de longo prazo até 2050. Até 2030, a Cummins pretende alcançar vários marcos. Por exemplo, eles planejam reduzir as emissões absolutas de gases de efeito estufa de instalações e operações em 50%; criar um plano de Ciclo de Vida Circular para Cada Peça para usar menos, usar melhor e usar novamente; e gerar 25% menos resíduos em instalações e operações como porcentagem da receita.
As metas de sustentabilidade que a Cummins estabeleceu são ambiciosas, especialmente porque a Cummins produz mais de 1 milhão de produtos de motores por ano. Uma produção tão grande exige um número significativo de recursos materiais e naturais, bem como o cumprimento de regulamentações ambientais cada vez mais rigorosas. Com a sustentabilidade em mente, a Cummins decidiu repensar seu processo de design. Cerca de 70% da pegada de CO2 do ciclo de vida de um item é definida durante seu projeto, o que significa que, se a Cummins quiser minimizar o impacto ambiental de um produto, isso precisará ser feito durante a fase de projeto. Considerando que a Cummins está centrada na otimização em todas as frentes como parte do PLANET 2050, o foco na fase de projeto pode render recompensas que vão desde a redução de custos até o benefício ambiental.
As ferramentas de design certas não podem garantir a inovação, mas podem ajudar a criar circunstâncias em que é mais provável que ela ocorra. É por isso que a Cummins usa o Creo, uma ferramenta líder de projeto 3D auxiliado por computador (CAD) confiável utilizada por designers e engenheiros em todo o mundo.
A Cummins aplica um design orientado por simulação para otimizar recursos com os recursos generativos do Creo
A Cummins sabe que, no mundo das soluções de energia, chegar ao mercado mais rapidamente e otimizar a sustentabilidade ambiental em todas as operações, fabricação e serviço geralmente remonta a práticas sólidas de projeto. Depois que os engenheiros de design descrevem os requisitos de engenharia e operações para a tarefa, o Creo oferece um conjunto de ferramentas de projeto e simulação para auxiliar no desenvolvimento do conceito do design. Esse processo permite que seus engenheiros de design desenvolvam e repitam conceitos de design com mais eficiência, evitando o típico trabalho de ida e volta que ocorre entre o projetista e o analista e permitindo um uso muito mais eficaz desses recursos críticos. Além disso, isso permite que eles explorem possibilidades que até então não seriam capazes de explorar devido a restrições de tempo.
Usando o Creo Generative Topology Optimization, o Creo Simulate e o Creo Simulation Live (CSL), a Cummins desenvolve e testa protótipos digitais para entender como eles funcionarão em um sistema de motor do mundo real. O Creo Simulation Live fornece feedback em tempo real sobre as decisões de design para que os designers possam iterar mais rapidamente e gerar mais opções, o que economiza um tempo incrível. Cada vez que uma alteração é feita, ela é analisada em segundos como parte do fluxo de trabalho típico – tudo sem sair do ambiente CAD para maior eficiência.
Para a Cummins, há vários benefícios nessa abordagem. Com o design generativo e o CSL, ela pode obter o design funcionalmente correto na primeira vez, sem precisar recorrer várias vezes ao analista para garantir que o componente atenda aos limites de design exigidos. Avançar a simulação em seu processo de design os ajuda a reduzir custos, criar produtos melhores e chegar ao mercado mais rapidamente. Isso garante que todas as ferramentas necessárias para fabricar a peça sejam projetadas corretamente na primeira vez, testando cenários básicos, iterando rapidamente e avançando modelos até o ponto em que os analistas possam gastar mais tempo em questões que merecem sua experiência.
Como tal, o processo exige apenas que os analistas validem os resultados, permitindo que eles se concentrem em tarefas de análise mais complexas. "Ter muitas interações diretas entre designers e analistas é realmente um uso muito pobre de recursos", diz David Genter, diretor de engenharia de design da Cummins. "É necessário muito tempo dos analistas para realizar as análises mais complexas para as quais eles são treinados de forma única. Quanto mais confiamos nos analistas para fazer o trabalho de rotina que poderia ser feito no campo da engenharia de projeto, mais afastamos o analista do trabalho que só pode ser feito por eles."
Com um conjunto completo de ferramentas de análise incorporadas ao Creo, o designer pode fazer grande parte da análise inicial necessária, especialmente no lado iterativo, sem muito treinamento, pois as ferramentas são muito mais intuitivas de usar do que muitas das ferramentas exclusivamente de análise.
A Cummins também está investindo em manufatura aditiva para reduzir o número de peças e projetar recursos que não podem ser fabricados por meios tradicionais. Considerando que peças de metal impressas em 3D são geralmente mais caras do que aquelas feitas pelos métodos de fabricação tradicionais, a Cummins está colocando seu foco inicial no uso de materiais especiais com uso intensivo de CO2, como aço inoxidável e Inconel. Com o uso desses materiais, o próximo passo natural é investir na manufatura aditiva, já que as eficiências combinadas podem gerar um melhor desempenho e ainda mais economia.
Além disso, com a manufatura aditiva, eles não precisam se preocupar tanto com ângulos de desmolde, configurações de máquinas e outras restrições de fabricação tradicionais. Assim, eles podem utilizar o design generativo e o CSL para explorar livremente formas mais orgânicas, bem como materiais alternativos que podem não estar associados à manufatura tradicional. "Com a manufatura aditiva, sua liberdade de projeto se torna muito maior, permitindo que muitos dos projetos mais orgânicos derivados do Creo Generative Topology Optimization se tornem fabricáveis com menos comprometimento funcional", diz Genter.
O LEARN da PTC oferece certificação em Creo aos designers da Cummins
O LEARN Online é um programa de treinamento online baseado em assinatura e ministrado por instrutor da PTC University que fornece aos usuários um catálogo abrangente de cursos sobre como se tornar um usuário avançado na tecnologia PTC. Ele oferece programas de certificação que abrangem conhecimentos e habilidades profissionais fundamentais e mais avançados para vários produtos, permitindo que os usuários do Creo se tornem modeladores mais proficientes e expandam o uso de módulos de simulação baseados em Creo, como o Creo Generative Topology Optimization. Através do LEARN Online, a PTC oferece um meio objetivo para avaliar a proficiência em modelagem e outras funcionalidades do Creo. Como parte dos objetivos de toda a empresa de investir no aprendizado dos funcionários, usar ferramentas e recursos com mais eficiência e superar padrões ambientais cada vez mais fortes, a Cummins está incentivando seus designers a explorar as funções mais profundas do Creo por meio de suas licenças do LEARN Online.
A Cummins está usando o LEARN Online não apenas para melhorar as habilidades de designers individuais, mas também para divulgar os vastos recursos do Creo entre seus mais de 4.000 usuários na empresa. "Uma das grandes coisas que estamos fazendo é conscientizar as pessoas de que esses recursos estão incorporados ao Creo. A maioria dessas capacidades sempre esteve lá, mas antes as pessoas não tinham necessariamente incentivo para investigá-las. Mas agora que os estamos expondo a esses diferentes módulos do Creo por meio do LEARN Online, os usuários estão descobrindo que é uma ótima maneira de usar mais seus recursos de engenharia de design enquanto exibem e são reconhecidos por desenvolver seu conjunto de habilidades", diz Genter.
David Genter,
Diretor de engenharia de design da Cummins
A Cummins está trabalhando com a PTC para implementar o primeiro programa de certificação em simulação para designers do setor. Este programa foi testado com sucesso em 2021 por meio do programa de Certificação Profissional e foi refinado para oferecer um programa específico centrado em módulos de simulação, como Creo Simulation Live, Creo Simulate, Generative Design e Creo Flow Analysis. Com este programa, a Cummins poderá vincular objetivamente um nível de expectativa de proficiência em modelagem e simulação a um determinado ponto da carreira de um engenheiro de projeto.
Um benefício adicional da iniciativa de certificação de simulação para designers é que o design generativo guiará os engenheiros por meio de boas práticas de projeto, mostrando onde a estrutura e o contorno devem ser colocados para acomodar melhor os caminhos de carga e fluxo, respectivamente – um processo demorado para os engenheiros de projeto desenvolverem ao longo de suas carreiras. Com o design generativo, esse processo é mais intuitivo e rápido - especialmente para novos engenheiros - e permite que os engenheiros desenvolvam melhor seus conceitos de design logo na primeira vez. Isso, além de evitar o "vai e vem" com o analista, encurtará o processo geral de design enquanto produz produtos otimizados para materiais.
Apenas usando a ferramenta, eles desenvolvem a intuição e conceitos viáveis muito mais rapidamente, o que os transforma em designers ainda mais valiosos. Finalmente, o LEARN Online proporcionou aos engenheiros de design da Cummins um meio tangível para melhorar e avaliar seus recursos de modelagem e análise.
"O que eu digo às pessoas agora é que ninguém nunca vai dizer que você é um modelador muito bom", diz Genter. "Você nunca se arrependerá de se tornar um modelador especialista porque isso permite que você faça seu trabalho mais rapidamente, melhore a maturidade dos seus conceitos de design e continue a exercitar mais seus recursos de engenharia. Sabemos que, uma vez que as pessoas se tornem melhores modeladores, elas estarão mais aptas a focar em outros módulos dentro do Creo. O LEARN Online dá a elas a confiança para fazer isso."
A Creo ajuda a Cummins a solidificar seu papel como cuidadores do planeta
Com produtos e práticas sustentáveis entre as mais altas prioridades de negócios, a Creo está proporcionando ganhos significativos dentro do programa de design da Cummins. A Cummins percebeu que aplicar design generativo a qualquer peça convencionalmente projetada normalmente reduz o material usado em 10 a 15%. Essa abordagem reduz a pegada ambiental e o custo e o peso de qualquer componente.
A Cummins está dando um passo crítico para alcançar suas metas de sustentabilidade ao implementar um plano de Ciclo de Vida Circular para Cada Peça que projeta. A otimização de um componente para minimizar o uso de material é agora uma expectativa básica para a peça por ela projetada, sendo formalmente integrada em seus padrões de Revisão de Design Corporativo para apoiar o cumprimento das metas do PLANET 2050.
Como parte do Plano de Ciclo de Vida Circular para Cada Peça, a Cummins fornece documentação escrita de que escolheu a melhor especificação e o melhor processo de material; que aplicaram técnicas de otimização de materiais, como design generativo; e que criaram um plano de reciclagem, remanufatura e reutilização para cada componente recém-projetado.
Essa abordagem reforça seu compromisso com a sustentabilidade. "Levamos muito a sério a quantidade de material que colocamos em nossos novos projetos e a quantidade de água necessária para fabricá-los. Considerando que a maior parte da pegada de CO2 é determinada dentro da fase de design de um item, se você não utilizar generativo ou se escolher um material abaixo do ideal que não pode ser reciclado, reutilizado ou remanufaturado, esse navio navegará muito cedo em todo o processo de design e desenvolvimento", diz Genter.
David Genter,
Diretor de engenharia de design da Cummins
Em última análise, ser um funcionário da Cummins traz a expectativa de ser um administrador do planeta. Quando se trata de inovar para a sustentabilidade, a Cummins aproveita a tecnologia de forma a continuar a impulsionar o setor de soluções de energia, mudando o jogo para as gerações futuras. "Temos a tecnologia para fazer a diferença – e fazemos isso apenas porque é a coisa certa a fazer", diz Genter.