Wyzwanie
Niemiecka firma GEA, jeden z największych na świecie dostawców systemów technologicznych dla branży spożywczej, farmaceutycznej i chemicznej, chciała dokonać oceny ryzyka, jakie mogłoby przynieść ponowne otwarcie stołówki w fabryce w Oelde po zakończeniu lockdownu związanego z pandemią COVID-19. Kierownictwu zależało na zidentyfikowaniu środków zapobiegawczych, jakie należałoby zastosować w celu zminimalizowania ryzyka rozprzestrzeniania się koronawirusa przy jednoczesnym zachowaniu zgodności zarówno z zaleceniami rządowymi, jak również wymogami prawnymi w celu ochrony pracowników korzystających ze stołówki oraz jej personelu.
Rozwiązanie
GEA nawiązało współpracę z działem Engineering Services firmy Dassault Systèmes, któremu zlecono przeprowadzenie symulacji i wizualizacji szeregu scenariuszy ponownego otwarcia stołówki przy pomocy narzędzi z zakresu obliczeniowej mechaniki płynów (CFD) w celu opracowania skutecznej strategii zarządzania ryzykiem. Projekt obejmował stworzenie pełnej wirtualnej kopii bliźniaczej stołówki w aplikacji SIMULIA PowerFLOW pozwalającej na przeprowadzenie symulacji przepływu powietrza oraz transmisji zawartych w nim patogenów.
Korzyści
Wyniki symulacji pomogły GEA lepiej zrozumieć przepływ powietrza oraz przewidzieć rozprzestrzenianie cząsteczek wirusa dzięki monitorowaniu zachowania większych kropelek oraz aerozoli powstających podczas wydychania powietrza i kasłania w różnych punktach stołówki. W efekcie powstał zestaw rekomendacji uzupełniających uzasadnienie decyzji GEA o otwarciu stołówki. Realistyczne wizualizacje pozwalają firmie w jasny i zrozumiały sposób komunikować nowe zasady bezpieczeństwa, aby zwiększyć świadomość pracowników.
LEPSZY ŚWIAT DZIĘKI INŻYNIERII
Produkcja około 25% mleka, 50% piwa i jednej trzeciej chicken nuggets na całym świecie opiera się na rozwiązaniach technologicznych firmy GEA. Jako największy dostawca systemów technologicznych, zwłaszcza dla branży spożywczej, firma GEA jest znana z szybkiego procesu decyzyjnego w zmieniających się warunkach rynkowych. Jednym z celów firmy jest także rozwiązywanie najważniejszych globalnych problemów mogących wpłynąć na przyszłość ludzkości, takich jak zmiany klimatyczne oraz zabezpieczanie światowych zasobów żywności.
W miarę rozwoju pandemii COVID-19 w 2020 r. firmy na całym świecie musiały zmierzyć się z wyzwaniem polegającym zarówno na ratowaniu życia, jak również ochronie środków bytowych. Należało nie tylko umiejętnie reagować na dynamikę rozwijającego się kryzysu, ale także dbać o swoich ludzi. W przypadku GEA sytuacja ta stała się okazją do sprawdzenia w praktyce firmowego motta, które brzmi: „Lepszy świat dzięki inżynierii”.
– Dążymy to tego, aby być jedną z najbardziej szanowanych grup technologicznych na świecie, a naszą siłą napędową są nieustannie ewoluujące rynki – mówi Erich Nitzsche, wiceprezes GEA ds. inżynierii, standardów i usług. – Hasło „Lepszy Świat dzięki inżynierii” skutecznie motywuje i jednoczy naszych pracowników oraz przyświeca poszczególnym kierunkom naszej działalności biznesowej.
„Lepszy świat dzięki inżynierii” nabrał jeszcze większego znaczenia w kontekście rozprzestrzeniania się koronawirusa. Od samego początku pandemii firma GEA dbała o maksymalne bezpieczeństwo swoich pracowników, współpracując ściśle z klientami, aby zapewnić im niezbędne wsparcie w tym trudnym okresie. GEA powołała globalny zespół ds. COVID-19, którego zadaniem było pozyskiwanie informacji oraz ich wymiana, a także informowanie pracowników o dynamicznie zmieniającej się sytuacji oraz wprowadzanych środkach bezpieczeństwa.
– Podobnie jak wiele innych firm byliśmy przygotowani na pandemię, jednak nie byliśmy w pełni gotowi na skutki COVID-19 – mówi Nitzsche. – Nasza fabryka w Chinach została zamknięta bardzo szybko, a finalnie byliśmy zmuszeni tymczasowo zamknąć zaledwie trzy fabryki na całym świecie. Wysoki poziom świadomości ryzyka sprawił, że negatywny wpływ pandemii na naszą działalność biznesową był minimalny. Nasz łańcuch dostaw nie został przerwany nawet na chwilę.
– Symulacja była niezbędnym elementem naszego projektu. Szacowaliśmy, że jej wyniki zaważą o naszej decyzji w 20-30%. Uwzględniając wyniki symulacji osiągnęliśmy 60-70% poziom ufności wyników końcowych.
– Erich Nitzsche, wiceprezes GEA ds. inżynierii, standardów i usług
BEZPIECZEŃSTWO DZIĘKI SYMULACJI
Stosując się do wytycznych rządowych i chcąc zapewnić bezpieczeństwo swoim pracownikom, firma GEA zamknęła wszystkie stołówki pracownicze, w tym tę o powierzchni 645 m kw w fabryce w Oelde, z której korzystało ponad 1900 osób.
– Stołówka to bardzo ważne miejsce – mówi Nitzsche. – To tam wszyscy spotykamy się i rozmawiamy. Niestety, musieliśmy ją zamknąć i gruntownie zdezynfekować, zastanawiając się jednocześnie, jak otworzyć ją ponownie w bezpieczny sposób. Aby znaleźć najbardziej optymalne rozwiązanie, musieliśmy opracować strategię i wziąć pod uwagę kilka scenariuszy.
Wyniki badań wskazywały, że koronawirus rozprzestrzenia się głównie drogą kropelkową. Priorytetem dla GEA stało się zrozumienie propagacji wirusa za pośrednictwem systemu HVAC (ogrzewania, wentylacji i klimatyzacji), w związku z czym podjęto decyzję o współpracy z Dassault Systèmes przy projekcie wykorzystującym aplikacje do symulacji.
– Zależało nam na stworzeniu pełnej wirtualnej kopii bliźniaczej stołówki na potrzeby przeprowadzenia symulacji przepływu powietrza z uwzględnieniem specyfiki systemu wentylacyjnego w celu zidentyfikowania newralgicznych punktów oraz wdrożenia odpowiednich środków zaradczych – mówi Nitzsche. – Symulacja pozwoliła lepiej zrozumieć całe zagadnienie. Była to dla nas wygodna opcja, która nie niosła ze sobą żadnego ryzyka. Dzięki symulacji mogliśmy przeanalizować dowolną liczbę scenariuszy, których osadzenie w świecie wirtualnym nie skutkowało żadnymi negatywnymi konsekwencjami dla firmy. Znaliśmy firmę Dassault Systèmes i byliśmy świadomi jej doświadczenia w dziedzinie symulacji, w tym zwłaszcza symulacji przepływu powietrza. Decyzja o współpracy zapadła w sposób zupełnie organiczny, a Dassault Systèmes doskonale wywiązało się z powierzonego zadania.
OUTSOURCING EKSPERCKI
Chcąc powierzyć część prac firmie zewnętrznej, GEA zleciło przeprowadzenie symulacji firmie Dassault Systèmes. Pozwoliło to GEA nie tylko wykorzystać zaawansowaną infrastrukturę IT oraz serwery Dassault Systèmes do przeprowadzenia symulacji w chmurze, ale także skorzystać z wiedzy i doświadczenia technologicznego firmy w dziedzinie obliczeniowej mechaniki płynów (CFD) w odniesieniu do systemów HVAC, co pozwoliło rozpocząć projekt szybciej.
– Dzięki symulacji nasi pracownicy są bardziej czujni. System kolorów jest intuicyjny i łatwy do opanowania.
– Peter Brüggenkötter, dyrektor GEA ds. bezpieczeństwa i higieny pracy
– Bardzo spodobało mi się sprawne podejście Dassault Systèmes do tematu, które znacznie ułatwiło nam funkcjonowanie – wspomina Nitzsche. – Ich przygotowanie merytoryczne było imponujące i jestem przekonany, że gdybyśmy postanowili rozwiązać problem stołówki wewnętrznie, zajęłoby to nam znacznie więcej czasu. Outsourcing projektu pozwolił nam powierzyć symulację ekspertom, abyśmy mogli skupić się na naszej działalności biznesowej. Wszystkiego można się nauczyć, ale to czasochłonne. Outsourcing dał nam elastyczność, której potrzebowaliśmy.
Z uwagi na sytuację związaną z pandemią cały projekt był prowadzony w trybie zdalnym, jednak nie miało to żadnego wpływu na postęp prac. Od samego początku Dassault Systèmes zapewniło odpowiednie zasoby, aby zadbać o sukces projektu.
– Byłem pod wrażeniem zaangażowania Dassault Systèmes w projekt – mówi Nitzsche. – Podeszli do tematu profesjonalnie i od razu przystąpili do pracy. W pierwszej telekonferencji wzięło udział aż 15 osób ze strony Dassault Systèmes, co na mnie jako kliencie zrobiło bardzo pozytywne wrażenie. Padały niezwykle merytoryczne pytania i miałem wrażenie, jakby część prac ruszyła już na etapie naszej wstępnej rozmowy. Zaangażowanie Dassault Systèmes w projekt od samego początku przyniosło bardzo dobre efekty, ale także zrobiło na nas ogromne wrażenie.
Dassault Systèmes na bieżąco informowało zespół GEA o postępie prac i realizacji poszczególnych etapów.
– Na każdym etapie projektu czułem się zupełnie spokojny o jego powodzenie – mówi Nitzsche. – Podobało mi się zwłaszcza to, że Dassault Systèmes nie obiecywało nam niczego na wyrost. Ramy czasowe projektu był jasno określone. W każdej chwili byłem w stanie sprawdzić, czy dany cel został osiągnięty, a etap zrealizowany, co zapewniało spokój ducha. Dassault Systèmes zawsze dostarczało informacje na czas.
IDENTYFIKOWANIE NEWRALGICZNYCH PUNKTÓW
Na podstawie planów 2D i zdjęć, specjaliści z Dassault Systèmes stworzyli precyzyjną wirtualną kopię bliźniaczą stołówki z uwzględnieniem rozmieszczenia odpowietrzników, stołów, krzeseł i lad oraz manekinów w odpowiedniej skali dla zwiększenia realizmu. Następnie zidentyfikowano punkty wlotu i wylotu powietrza, a dzięki dokumentacji odpowietrzników przeprowadzono symulację przepływu powietrza w stołówce z uwzględnieniem jego ubytków dla drzwi ewakuacyjnych oraz wejściowych.
W celu lepszego zrozumienia propagacji cząsteczek wirusa w obrębie stołówki i kuchni użyto aplikacji SIMULIA PowerFLOW, która pozwoliła przeanalizować szereg scenariuszy uwzględniających osoby kaszlące w różnych miejscach.
– Jednym z najcenniejszych wyników z symulacji było odkrycie tzw. martwych punktów – mówi Nitzsche. – Zupełnie mnie to zaskoczyło, ponieważ przed ponownym otwarciem stołówki zamierzaliśmy przede wszystkim zapewnić jak największe odstępy między pracownikami. Symulacja wykazała, że miejsca, w których chcieliśmy wstępnie sadzać pracowników, były niebezpieczne ze względu na bardzo niski współczynnik wymiany powietrza sprzyjający koncentracji cząsteczek wirusa. Podczas projektu nie tylko wiele się nauczyliśmy, ale także zdaliśmy sobie sprawę z tego, jak błędne były nasze pierwotne założenia.
Symulacje dobitnie wykazały, że w niektórych miejscach powietrze jest niemal nieruchome, co sprzyja koncentracji aerozoli. Dowiedzieliśmy się też, jak szybko i daleko mogą rozprzestrzeniać się aerozole w obrębie stołówki.
– Odkryliśmy, że jednym z miejsc podwyższonego ryzyka jest wejście do stołówki – mówi Nitzsche. – Osoba, która kaszlnie lub kichnie przy wejściu, może skazić obszar o powierzchni ok. 700 m. kw.
– Na podstawie wyników symulacji możemy zastosować odpowiednie środki mające na celu poprawę sytuacji przy wejściu i wyjściu oraz dostosować układ stołów i krzeseł – mówi Peter Brüggenkötter, dyrektor GEA ds. bezpieczeństwa i higieny pracy. – Dzięki symulacji możemy rozwiązywać bieżące problemy w sposób bardziej kreatywny.
Symulacje pokazały też, w jaki sposób podczas lunchu może dochodzić do skażenia takich powierzchni, jak talerze, tace i stoły.
– Dowiedzieliśmy się, jak wygląda przepływ powietrza przez stołówkę i jak dochodzi do skażenia powierzchni w jej obrębie – mówi Nitzsche. – Dzięki wizualizacjom wiemy, że planując działania na przyszłość, musimy rozwiązać kwestię tac i talerzy, tak aby przestał być potencjalnymi nośnikami patogenów.
PRZEMYŚLANE KOLEJNE KROKI
Dzięki wynikom symulacji firma GEA wie, jakie środki ochronne musi zastosować, aby zapewnić bezpieczeństwo osobom korzystającym ze stołówki po jej ponownym otwarciu.
– Szacowaliśmy, że jej wyniki zaważą o naszej decyzji w 20-30%. Uwzględniając wyniki symulacji osiągnęliśmy 60-70% poziom ufności wyników końcowych – mówi Nitzsche. – Mamy nadzieję, że dzięki uzyskanym informacjom i wnioskom stołówka zostanie ponownie otwarta już wkrótce. Symulacja, którą dysponujemy, jest niezwykle cenna w kontekście naszego procesu decyzyjnego. Chcieliśmy mieć pewność, że działamy etycznie i prospołecznie, a wprowadzane przez nas środki bezpieczeństwa są nie tylko zgodne z wytycznymi rządowymi i przepisami, ale także oparte na wiedzy naukowej. To praktyczne zastosowanie naszej zasady „Lepszy świat dzięki inżynierii” – mówi Nitzsche.
Zarząd firmy dowiedział się też o konieczności wprowadzenia dodatkowych środków bezpieczeństwa w kuchni w celu ochrony pracowników stołówki.
– To była dla nas kolejna nowość – mówi Nitzsche. – Pierwotnie planowaliśmy po prostu zamontować wyciąg w kuchni, ale nie zdawaliśmy sobie sprawy z tego, że takie rozwiązanie zwiększyłoby przepływ powietrza od drzwi wejściowych stołówki do kuchni, co stanowiłoby zagrożenie dla pracowników.
Obecnie analizujemy możliwości w zakresie oddzielenia kuchni od jadalni, aby stało się to standardem we wszystkich naszych stołówkach. Istnieje możliwość dostosowania istniejącego systemu klimatyzacji i choć nie podjęliśmy jeszcze ostatecznej decyzji w tej kwestii, wiemy, że obecna konfiguracja nie byłaby w pełni bezpieczna.
Firma GEA widzi same zalety projektu symulacji. Nawet jeśli decyzja o ponownym otwarciu stołówki podczas pandemii nie zostanie podjęta z uwagi na bezpieczeństwo pracowników lub kwestie ekonomiczne, GEA dysponuje cennymi informacjami na temat propagacji wirusa, które może wykorzystać w innych obszarach działalności biznesowej.
– Symulacje pozwalają nam podejmować dobre decyzje zarówno w kontekście firmy, jak i naszych ludzi – mówi Nitzsche.
SKUTECZNY PRZEKAZ DZIĘKI WIZUALIZACJOM
W obliczu trwającej pandemii firma GEA planuje wykorzystać wyniki symulacji na potrzeby nie tylko komunikowania informacji o wprowadzanych środkach bezpieczeństwa, ale także wzbudzania większej świadomości i czujności, aby zapobiec wzrostowi zakażeń koronawirusem.
– Dzięki symulacji nasi pracownicy są bardziej czujni – mówi Brüggenkötter. – System kolorów jest intuicyjny i łatwy do opanowania.
– Takie rozwiązanie przydaje się szczególnie w okresie, w którym ludzie są zmęczeni sytuacją związaną z pandemią – dodaje. – Naszym zadaniem jest zmotywowanie naszych pracowników do przestrzegania zasad bezpieczeństwa i podejmowania rozważnych decyzji.
W wielu aspektach wyniki symulacji oraz wizualizacje 3D są znacznie skuteczniejszą formą komunikacji niż np. materiały drukowane.
– Obrazy pomagają nam skuteczniej komunikować wyniki analiz – mówi Nitzsche. – Widać na nich wyraźnie, co się dzieje. Stanowi to dla nas ogromną wartość. Materiał wideo jest czytelny i nie wymaga dodatkowych komentarzy, czym w znaczącym stopniu różni się od tradycyjnych form przekazywania informacji pracownikom. Planujemy udostępnić wyniki symulacji naszym klientom, aby pokazać im nasze przygotowanie techniczne. Podczas pandemii staraliśmy się wykorzystywać zdobytą wiedzę i doświadczenie, aby pomagać naszym klientom i zapewniać im spokój ducha. Wyniki symulacji zostaną też zakomunikowane wewnętrznie w ramach globalnych struktur GEA. Nasze podejście jest dość nieszablonowe i liczymy, że wezmą z niego przykład także inne fabryki i oddziały. Symulacja okazała się niezbędnym elementem naszego projektu.
Hasło „Lepszy świat dzięki inżynierii” motywuje i jednoczy pracowników firmy. Jako jeden z największych dostawców systemów technologicznych oraz rozwiązań i usług dla branży spożywczej i farmaceutycznej, firma GEA jest zaangażowana w kwestie związane ze zrównoważonym rozwojem. Fabryki, procesy i podzespoły GEA na całym świecie w znacznym stopniu przyczyniają się do redukcji emisji dwutlenku węgla, wykorzystania tworzyw sztucznych i marnotrawstwa żywności przy produkcji.
Więcej informacji można znaleźć pod adresem: www.gea.com
