Środa, 5.09.2018 r.

Inteligentne projektowanie zmienia proces rozwoju
i eksploatacji maszyn ciężkich

Niewiele osób myśli o koparkach, buldożerach i ciągnikach jako produktach innowacyjnych. Jednak te same technologie, które leżą u podstaw rozwoju dronów i samochodów autonomicznych, mogą służyć do usprawniania rozwoju ciężkich maszyn i oferowania użytkownikom kolejnych poszukiwanych przez nich funkcjonalności

Rahul Garg, VP Industrial Machinery and Heavy Equipment, Siemens PLM Software

Inteligentne projektowanie stanowi siłę napędową wszystkich etapów cyklu życia tych produktów. Dane pozyskane w toku użytkowania maszyny leżą u podstaw innowacji, która:
• wspiera kompleksowe testowanie symulacyjne. Wraz ze wzrostem autonomii maszyn, liczba scenariuszy testów rośnie w postępie geometrycznym. Fizyczne rozruchy próbne są niepraktyczne; wirtualne gwarantują, że scenariusze o znaczeniu krytycznym są poddawane testom w sposób powtarzalny wraz z doskonaleniem projektów,
• „wprojektowuje” wysokiej wartości usługi, takie jak obsługa predyktywna, diagnostyka zdalna i indywidualizacja produktu. Inteligentne projektowanie wykorzystuje i śledzi funkcje zarówno mechaniczne, jak też te sterowane przez oprogramowanie. Staje się to ważne zwłaszcza pod kątem optymalnego serwisowania,
• automatyzuje zadania, które wcześniej wymagały ręcznej interwencji. Te ulepszenia kompensują braki w zakresie umiejętności i wiedzy u nowicjuszy i jednocześnie redukują zmęczenie, z którym borykają się doświadczeni operatorzy. Dodatkowo, pomagają one chronić maszyny poprzez mechanizm kontroli poleceń ręcznych w celu zapobieżenia przypadkowemu przeciążeniu lub innym uszkodzeniom,
• generuje stałe doskonalenie istniejących i nowych produktów. Globalne dane dostępne w czasie rzeczywistym mają pozytywny wpływ na etapy projektowania, rozwoju technologii i produkcji w ramach systemu zarządzania cyklem życia produktu (PLM).

Niższe koszty, lepsze parametry
Komponenty konieczne do zapewnienia inteligentnego potencjału maszyny obejmują cyfrową symulację utworzenia „cyfrowego bliźniaka”, czujniki do testowania i monitorowania, sieć Internetu Rzeczy oraz oprogramowanie PLM służące do rozplanowania łączności i działań.
Czujniki podpięte pod „cyfrowego bliźniaka” przesyłają informacje o problemach z rzeczywistej maszyny i pozwalają na szybkie rozwiązanie problemu. „Cyfrowy bliźniak” zapewnia inżynierom również cyfrowe środki adaptowania funkcji mechanicznych, elektrycznych, oprogramowania, sterowania i hydraulicznych w procesie projektowania, szybszą walidację projektów i testowanie systemów z wyjątkową efektywnością i elegancją.

Czyniąc swoje maszyny inteligentniejszymi, producenci odnoszą korzyści w postaci redukcji całkowitego kosztu ich posiadania i eksploatacji. W przypadku wyrównywania nawierzchni drogi ekipa budowlana może uzyskać idealny poziom i pochyłość gruntu w trakcie tylko jednego przejścia. Wraz ze wznoszeniem się lub opadaniem gruntu czujnik w maszynie rozpoznaje jego poziom i opuszcza równiarkę tak, aby zachowywać współczynnik niwelacji.

W rolnictwie dodatki glebowe, genetycznie modyfikowane nasiona, lepsze strategie sadzeniowe i wysoce wydajne urządzenia praktycznie potroiły plony na przestrzeni minionych 60 lat. Rolnikom zależy na utrzymaniu tego trendu i różnicy, która daje im przewagę na rynku. Holenderska firma AGCO wykorzystała technologię PLM Siemensa do zautomatyzowania regulacji wysokości wysięgnika, zminimalizowania drgań wysięgnika powodowanych przez pojazd i wydłużenia czasu przejazdu i dystrybucji nawozu na swoich opryskiwaczach roślin.
Wykorzystując dane sensoryczne i oprogramowanie PLM Siemensa, firma AGCO zaprojektowała zautomatyzowane i sterowane kabinowo urządzenia przystosowane do zróżnicowanych warunków polowo-terenowych i wysokości plonów. Regulacje wspomagają niedoświadczonych operatorów i umożliwiają farmerom wykonywanie prac w dokładny i wygodny sposób.

Lepsza budowa, szybszy czas wprowadzenia do sprzedaży
Dzisiejsze maszyny ciężkie – wyposażone w coraz inteligentniejsze systemy wbudowane wraz z jednostkami sterującymi, czujnikami i siłownikami – są „sprytniejsze” niż kiedykolwiek. Producenci szybciej wzbogacają swoje linie produktowe o wartość dodaną i wprowadzają nowe projekty do sprzedaży.

Tradycyjnie, weryfikacja konstrukcji maszyn ciężkich zajmuje od trzech do dziewięciu miesięcy i obejmuje szeroki proces instrumentacyjny, analizę eksperymentalną realizowaną przez inżynierów terenowych i rozwiązywanie problemów przez inżynierów-konstruktorów pracujących w biurze. Inteligentny proces konstrukcyjny pozwala producentom na modelowanie maszyn z poziomu podsystemów do poziomu pojazdu i środowiska w celu przeprowadzenia dokładnej symulacji pracy i zachowań pojazdu zamiast testowania prototypów fizycznych. Dzięki informacjom z czujników, inżynierowie konstrukcyjni i terenowi mogą pracować wspólnie w ramach dynamicznego systemu i redukować czas wymagany do realizacji prób terenowych o 30 procent.
Na przykład, gdy firma Poclain Hydraulics chciała ulepszyć parametry pracy systemów hydrostatycznych, zastosowała symulację cyfrową w celu przetestowania pomysłów. Testy wykorzystujące symulacje doprowadziły do obniżenia kosztów i przyspieszenia procesu konstrukcyjnego, ostatecznie generując nowe i lepsze rozwiązanie.

Oprogramowanie PLM ma kluczowe znaczenie
Zastosowanie kompleksowego rozwiązania PLM jest wymagane w celu zunifikowania danych, zintegrowania dziedzin OEM, monitorowania wymagań projektu, współdzielenia postępów projektu i wdrożenia całościowego potencjału projektowania inteligentnego.
Projektowanie inteligentne wymaga także metodologii i platformy, takiej jak metodologia systemowego rozwoju produktu Systems Driven Product Development na otwartej platformie PLM, udostępnianej przez Siemensa.

Technologia PLM zbiera dane na poziomie globalnym, które mogą być transmitowane z powrotem do inżynierów-konstruktorów,
pozwalając im na szybsze tempo prac powtarzalnych na projekcie niż w przypadku faktycznego użytkowania...

To systemowe, bazujące na modelach podejście dostarcza tysięcy funkcji oraz setek tysięcy wymagań, w efekcie czego liczba potencjalnych konfiguracji jest niemalże nieskończona. Ponadto, pojedyncza platforma służąca do inteligentnego projektowania najlepiej obsługuje procesy stałego doskonalenia, ciągłej integracji oraz kompleksowej weryfikacji i walidacji.
Technologia PLM Siemensa umożliwia szybkie i proste zbieranie danych na poziomie globalnym. Dzięki tej technologii, dane płyną z powrotem do inżynierów-konstruktorów, pozwalając im na szybsze tempo prac powtarzalnych na projekcie, przy miarodajnych wymaganiach opierających się na lokalizacjach faktycznego użytkowania.

Ułatwienia w pracy maszyn ciężkich
Producenci maszyn ciężkich, którzy oferują funkcje autonomiczne lub półautonomiczne, indywidualnie dopasowane możliwości lub monitoring zdalny i obsługę proaktywną, będą wyprzedzać konkurentów. Użytkownicy będą poszukiwać tych cech, gdyż dążą do szybszej realizacji projektów, na wyższym poziomie dokładności i przy mniejszym zużyciu zasobów.
Bogate dane o wysokim poziomie adekwatności, pozyskiwane w terenie i w laboratorium zasilają cały proces PLM, od konceptu, poprzez projekt i rozwój, po produkcję i eksploatację. Aby wykorzystać atuty inteligentnego projektowania, producenci OEM muszą zastosować zaawansowaną technologię – inteligentne rozwiązania – do tworzenia, symulowania, testowania, uczenia i iteracji na innowacyjnych maszynach.

Rahul Garg, Siemens PLM Software

| strona główna |