农业设备公司采用 Simcenter SCADAS Recorder 来提高产品耐久性

误导性结果

作为国际一流的农业设备公司，格兰集团 (Kverneland Group Kerteminde AS) 主要开发、生产和分销农业机械和服务。公司注重创新，也正因此得以提供范围广泛且独具特色的高品质产品，其中包括播种设备、饲喂打捆设备、农用拖拉机和农业机械的撒肥、喷药和电子产品解决方案。

格兰集团成立于 1879 年，总部位于挪威，在挪威、丹麦、德国、法国、荷兰、意大利、俄罗斯和中国均设有工厂。集团在 19 个国家/地区设有自己的销售公司，其产品出口其他 60 个国家/地区。

衡量农业设备的其中一项关键指标就是耐久性。格兰集团早就十分注重加强其设备的耐久性，并以此作为品牌的特点。格兰集团的工程师们所面对的挑战，就是设计耐用的设备，也就是说设备的使用周期要能满足客户的期望。这些机器在各个市场迥然不同的条件下投入使用；个人用户操作机器的强度也不尽相同，因此格兰集团的工程师对其现有耐久性测试流程抱有疑虑，怀疑这样会导致过度测试设计，得出的结果不足以反映产品的真正耐久性。

为克服这一问题，格兰集团采用了由 Siemens Digital Industries Software 的 Simcenter SCADAS™ Recorder 硬件和 Simcenter™ Testxpress 软件以及 Simcenter™ Tecware 软件组成的测试系统。这些新采购的设备将协助工程师验证不同的载荷情境，并设计出符合现实的使用周期测试。将 Simcenter SCADAS Recorder 和 Simcenter Testxpress 搭配使用，可以在实地测试和实验室测试期间收集动态载荷数据；而 Simcenter Tecware 则用于简化整合载荷数据以及分析耐久性特性的流程。

当地需求

通常情况下，设备必须禁得起高载荷，因而精确测量载荷相当必要。举例来说，每次割草，通过割草机的草都能达到 50 - 60 千克。每分钟通过机器的量就是两到三吨。当地诸多限制导致对详尽测试的需求日益高涨。因此，格兰集团使用 Siemens Digital Industries Software 测试产品来收集更多数据，用以确定大量可行的载荷配置文件。

为了阐明这一问题的本土性，我们可将下列情况纳入考量：爱尔兰的庄稼相较于比荷卢（比利时、荷兰、卢森堡）的庄稼更重一些。苜蓿的密度比草大。部分亚洲国家/地区种植高粱与苏丹草的杂交品种，这是一种与竹子非常类似的厚重庄稼。比荷卢的农民每年要多次收割庄稼，而部分美国农民每年只收割一次。格兰集团的设备出口至美国、法国、英国、德国、西班牙、意大利、日本和韩国，因此所提供的设备需要在各种条件下都能有效运转。

以往经验显示，在路面行驶所造成的损害尤为突出。现代拖拉机的舒适性更高，对噪音和振动的敏感度也更低。因而农民们常常在颠簸的田间道路上超速驾驶，让设备面临恶劣路况的考验。

新的设计同样也受到经济走势的影响。油价的不断上涨促使设备必须朝轻量和节能的方向发展，以此来降低燃油消耗。设备的重量和尺寸都需要进行优化。

格兰集团若想在耐久性工程方面取得成功，准确了解其农业设备在使用周期内承受的载荷将是至关重要的因素。有鉴于此，测试团队将通过在实地、道路及实验室内开展物理测试来确定动态载荷。

收集更多验证点

格兰集团通过使用 imcenter SCADAS Recorder 获取有关载荷配置文件的更详细信息。使用这些产品提高了公司对载荷历程的认识，公司得以再现更真实的载荷情况，并依据大多数载荷情况进行测试。

此前，格兰集团会通过其试验台上的五、六个参考点（通常为应变传感器）进行手动测试。现在，则会在多达 30 个测量点上放置应变计传感器，以便提供更精确的结果。格兰集团因而得以：

• 实际测量设备会对田间工作做出何种反应
• 实际测量设备会对道路运输做出何种反应
• 测量设备对标准化颠簸会做出何种反应
• 评估结果后确定对设备施加的应变强度
• 分析哪些传感器信号的重要性更高
• 检查用于加快使用周期测试的值

深化了解

格兰集团对于 Simcenter Testxpress 在数据采集方面的表现非常满意。公司已经在使用 imcenter SCADAS Recorder 和嵌入式全球定位系统 (GPS) 传感器实地记录时间数据。工程师可以从各式传感器获得广泛多样的载荷数据，包括应变、压力、流量、定位以及加速度传感器。他们能够使用导出到谷歌地球功能的 Simcenter Tecware 在地图上将事件可视化。

格兰集团设计部主管扬·维斯特加德·马德森表示，“我们的工程师对这些信息所提供的见解非常满意。随着时间推移，这些经过改进的见解将有助于定义标准的配置文件，以便在实验室中再现真实的测试。”

格兰集团的项目工程师亨里克·克里斯滕森·奥伦斯楚普补充道，“检查值以及查找以往测量的数据变得特别轻松。工程师能以更简单的方式获得测量数据的全面概览。”

格兰集团的工程师认为 Siemens Digital Industries Software 测试解决方案可让他们更快地获取更准确的数据，进一步增强对载荷的认识。

他们可以精确测量各种情况下的载荷，例如，在设备一侧收起的情况下以及设备悬挂不平的情况下割草。他们还可以对用于计算的载荷执行直接测量，并使用应变计和加速度、定位、压力和温度传感器来测量多个要素的作用。

格兰集团的工程师已经尝试过对液压装置应用的压力、流量和温度进行测量，对使用的简便性和结果非常满意。工程师期望可从额外的传感器信息获得更多见解，例如，对工具的液压折叠和展开进行测量，进而提供更多关于工具液压力的见解。其最终目的就是采用载荷数据作为输入内容，以使用有限元分析 (FEA) 进行疲劳寿命分析。

追求持续改进

与此同时，工程师们还不断改进格兰集团的耐久性工程流程，希望可增加扭矩和电力要求，并提供载荷历程的完整信息。收集到的数据还可以用来作为输入内容，以进行有限元建模 (FEM)，以及采用 Palmgren-Miner 准则进行疲劳寿命预测（测量损伤累积）。从成本和时间管理的角度来说，走遍全球各地收集每台机器的信息十分不切实际，因此，格兰集团的工程师使用 Simcenter Tecware 来提供经过验证且契合客户使用情况的测试跟踪或程序。