Jak výrobce zemědělského vybavení využívá Simcenter SCADAS Recorder ke zvýšení životnosti svých výrobků

Zavádějící výsledky

Společnost Kverneland Group Kerteminde AS (Kverneland Group) je vedoucí mezinárodní výrobce zemědělského vybavení, který vyvíjí, vyrábí a distribuuje zemědělské stroje a služby. Tento podnik se zaměřuje na inovace, což mu umožňuje dodávat širokou škálu vysoce kvalitních výrobků včetně secích strojů, balíkovačů, strojů pro vláčení, postřiky a elektronických řešení pro traktory a další stroje.

Společnost Kverneland Group byla založena v roce 1879, sídlí v Norsku a má továrny v Norsku, Dánsku, Německu, Francii, Nizozemsku, Itálii, Rusku a Číně. Má prodejní pobočky v 19 zemích a exportuje do dalších 60 zemí.

Jednou z klíčových metrik zemědělského vybavení je životnost a společnost Kverneland Group měla velký zájem na zvýšení životnosti svých výrobků. Cílem inženýrů společnosti Kverneland Group je návrh výrobků s vysokou životností, což znamená, že životnost výrobků splňuje očekávání zákazníků. Tyto stroje se na různých trzích používají v různých podmínkách. Jednotliví uživatelé tyto stroje provozují v různě drsných podmínkách a inženýři společnosti Kverneland Group měli podezření, že stávající testování je příliš přísné a výsledky neodráží skutečnou životnost výrobků.

Tento problém se společnost Kverneland Group rozhodla řešit pomocí testovacího systému založeného na hardwaru Simcenter SCADAS™ Recorder a softwaru Simcenter™ Testxpress a Simcenter™ Tecware od společnosti Siemens Digital Industries Software. Toto nové vybavení inženýrům umožňuje ověřovat různé scénáře zatížení a navrhovat realistické testy životnosti. Simcenter SCADAS Recorder a Simcenter Testxpress se společně používají ke sběru dat o dynamickém zatížení během testů v provozu a v laboratoři a Simcenter Tecware se používá ke zjednodušení procesu spojování dat o zatížení a analýzy charakteristik životnosti.

Místní požadavky

Výrobky musí obvykle vydržet značné zatížení, takže zatížení je nutné měřit přesně. Sekačka může například při každém řezu zpracovat 50 až 60 kilogramů trávy. Každou minutu tak mohou strojem projít až tři tuny materiálu. Čím více je lokálních omezení, tím důkladnější musí být testování. Společnost Kverneland Group tedy pomocí produktů společnosti Siemens Digital Industries Software sbírá co nejvíce dat a určuje tak řadu možných profilů zatížení.

Velký vliv mají místní podmínky, například: užitkové rostliny jsou v Irsku těžší než v Beneluxu. Jetel je ve srovnání s travou hustší. Některé asijské země sklízí hybridy súdánského čiroku, což je rostlina téměř stejně silná jako bambus. Farmáři v Beneluxu sklízí během roku několikrát. Někteří američtí farmáři provádí sklizeň jen jednou ročně. Společnost Kverneland Group exportuje do Spojených států, Francie, Anglie, Německa, Španělska, Itálie, Japonska a Jižní Koreje, takže její vybavení musí fungovat v celé řadě různých podmínek.

Ze zkušeností vyplývá, že k největším poškozením dochází při jízdě po silnici. Moderní traktory jsou mnohem pohodlnější a méně náchylné na hluk a vibrace. Díky tomu s nimi farmáři na polních cestách jezdí rychleji, což může pro stroje představovat značnou zátěž.

Na nové návrhy mají vliv i ekonomické trendy. S rostoucími cenami paliv je nutné, aby byly stroje co nejlehčí a nejefektivnější. Je tedy nutné optimalizovat jejich hmotnost i velikost.

Pro společnost Kverneland Group je zásadní, aby měla přesnou představu o zatížení, kterému bude zemědělské vybavení vystaveno. Kvůli tomu týmy testerů určují dynamické zatížení na základě fyzického testování v provozu, na silnici a v laboratoři.

Sběr více důkazů

Díky využití systému Simcenter SCADAS Recorder získává společnost Kverneland Group mnohem více informací o profilech zatížení. Využití těchto produktů pomáhá lépe pochopit vliv zatížení a umožňuje jí reprodukovat realistické podmínky zatížení a testovat výrobky s ohledem na nejčastější podmínky zatížení.

Společnost Kverneland Group dříve prováděla testování ručně na základě pěti nebo šesti bodů (obvykle senzorů) na testovací stolici. Nyní jsou senzory napětí umístěny až na 30 místech, takže je k dispozici více přesných dat. Díky tomu může tým techniků Kverneland Group sledovat:

• Jak výrobek reaguje na nasazení v provozu
• Jak výrobek snáší na převoz po silnici
• Jak se výrobek chová při přejezdu přes standardizované nerovnosti
• Jaká jsou napětí v jednotlivých částech výrobku
• Jaká je relevance signálů z jednotlivých senzorů
• Jaké jsou prognózy na základě zrychleného testování životnosti výrobku

Lepší přehled

Společnost Kverneland Group je velmi spokojená s využitím systému Simcenter Testxpress pro sběr dat. Tento podnik sbírá časová data v provozu pomocí vestavěného GPS senzoru systému Simcenter SCADAS Recorder. Inženýři dokáží z různých senzorů získat data o napětí, tlaku, toku, poloze a zrychlení z celé řady různých zatížení. Dokáží tak pomocí exportu dat ze Simcenteru Tecware do funkce Google Earth vizualizovat události na mapě.

„Naši inženýři jsou velmi spokojeni s výsledky, které dokáží z těchto analýz získat,“ říká Jan Vestergaard Madsen, vedoucí konstrukčního oddělení ve společnosti Kverneland Group. „Postupem času budou moci na základě těchto znalostí určit standardní profily umožňující provádět v laboratořích realistické testy.“

Henrik Christensen Aarenstrup, projektový inženýr ve společnosti Kverneland Group, dodává:„Kontrola hodnot a získání dat z měření jsou velmi snadné. Inženýři tak snadno získají úplný přehled o měřených datech.“

Inženýři ze společnosti Kverneland Group zjistili, že řešení od společnosti Siemens Digital Industries Software jim umožňují získat potřebná data rychleji a zvýšit tak povědomí o zatížení.

Dokáží přesněji měřit zatížení v různých podmínkách, například při sečení s jednou stranou sklopenou nebo při sečení s nerovnoměrně rozloženými nástroji. Mohou také přímo měřit zatížení a použít je ve výpočtech nebo využít senzory napětí, zrychlení, polohy, tlaku a teploty k měření vlivu na celou řadu faktorů.

Inženýři ze společnosti Kverneland Group již zkoušeli měřit tlak, tok a teplotu hydraulických částí a s výsledky byli velmi spokojeni. Inženýři si od dalších senzorů, například při hydraulickém skládání a rozkládání, slibují další informace o hydraulických silách působících na výrobek. Data o zatížení chtějí využít jako vstup pro analýzu únavové životnosti pomocí metody konečných prvků (FEA).

Neustálé hledání zlepšení

Inženýři mohou mezitím pokračovat v práci na zlepšení procesů společnosti Kverneland Group, přidat požadavky na krouticí moment a výkonnost a využít všechny informace o historii zatížení. Shromážděná data lze také využít jako vstup pro modelování metodou konečných prvků (FEM) a predikci únavové životnosti pomocí Palmgren-Miner pravidla (měření hromadění poškození). Protože by bylo z hlediska času a nákladů nepraktické cestovat po celém světě a sbírat informace o všech strojích, využívají inženýři společnosti Kverneland Group Simcenter Tecware, pomocí nějž získávají data pro testování odpovídající zákaznickému použití.