Linde

Wizualizacja na wirtualnym wózku

Linde Material Handling i “Hardware-in-the-Loop”, czyli testowanie systemów wsparcia i sterowania elektronicznego Linde Safety Pilot.

Podczas zorganizowanego w zeszłym roku w Mainz wydarzenia „World of Material Handling” firma Linde Material Handling zaprezentowała unikalny system wspierający pracę operatorów wózków widłowych – Linde Safety Pilot (LSP). W trakcie obsługi wózka system ten na bieżąco monitoruje kluczowe parametry pracy wózka, takie jak np. prędkość, wysokość podnoszenia, środek ciężkości ładunku, ciężar ładunku, przechył masztu oraz kąt skrętu kół. Kiedy którykolwiek z parametrów przybierze krytyczną wartość, system natychmiast ostrzega o tym operatora. Opcjonalnie system może interweniować w pracę wózka poprzez spowolnienie prędkości jazdy lub ograniczenie ruchów masztu. Jest to jedno z wielu rozwiązań wspierających bezpieczną pracę na wózkach widłowych dostępnych w ofercie Linde. Wraz z pracami nad rozwojem systemu LSP inżynierowie Linde ustanowili nową procedurę testowania obejmującą metodę Hardware-in-the-Loop (HiL), która umożliwiła kompleksowe sprawdzenie systemu LSP oraz innych elektronicznych urządzeń sterujących za pomocą wirtualnych modeli wózków widłowych, a następnie ich dalsze udoskonalanie na podstawie zebranych danych.

Metoda Hardware-in-the-Loop (HiL) umożliwia kompleksowe sprawdzenie systemu LSP, a także innych elektronicznych urządzeń sterujących oraz systemów wsparcia operatora w szybki i stosunkowo niedrogi sposób.
System Linde Safety Pilot został w pierwszej kolejności udostępniony dla elektrycznych wózków widłowych o udźwigach w zakresie od 2 do 5 ton. W tym zakresie udźwigu Linde oferuje 34 modele wózków w dwóch seriach wraz z szeregiem różnych wariantów masztów i osprzętów. Niezależnie od konfiguracji wózka z systemem LSP konieczne jest wcześniejsze sprawdzenie funkcjonalności urządzenia. Hans-Joachim Wenzel, pracownik Działu Projektowania i Rozwoju Wózków, tłumaczy: “Wykonywanie terenowych testów LSP w każdej dostępnej konfiguracji wózka nie tylko byłoby bardzo kosztowne, ale przede wszystkim pochłaniałoby zbyt wiele czasu”. Hans-Joachim Wenzel ma dwudziestosiedmioletnie doświadczenie w projektowaniu i udoskonalaniu wózków Linde, a od 2003 roku pracuje także w obszarze testowania wózków w Centrum Badań i Rozwoju Linde Material Handling. Wenzel dodaje: “Dzięki nowej procedurze HiL testy wózków można przeprowadzić taniej i szybciej. Co więcej, teraz mamy możliwość testowania nowych opcji i zastosowanych zmian na wirtualnych modelach wózków, a następnie wprowadzanie ich w skali przemysłowej i produkcyjnej o wiele szybciej niż dotychczas”. Według Wenzela nowoczesne technologie projektowania stanowią kluczowy aspekt dla umacniania pozycji Linde w branży.
Inżynier korzystając ze specjalnych gogli może ocenić widoczność z wózka w zakresie 360 stopni bezpośrednio z pozycji operatora. Dzięki temu testy dotyczące pola widzenia operatorów można przeprowadzać już na wczesnym etapie prac nad wózkiem.
Od ręcznego sprawdzania do w pełni automatycznego testowania
Niemalże wszystkie funkcje wózków widłowych Linde są kontrolowane elektronicznie. Oznacza to, że za przekazywanie poleceń odpowiadają głównie przewody, a nie rozwiązania mechaniczne lub hydrauliczne. Inżynierowie i testerzy muszą weryfikować, czy wszelkie systemy elektroniczne lub te związane z bezpieczeństwem pracują niezawodnie w każdych warunkach. W przypadku wystąpienia błędu zintegrowane systemy bezpieczeństwa i monitorowania muszą przywrócić wózek do bezpiecznego stanu.
W przeszłości wózek i jednostki sterujące były połączone z pomiarowymi adapterami i manualnie poddawane zwarciom, przerywaniu obwodów i zakłócaniu sygnałów. Wszystkie powyższe czynności miały na celu weryfikację, czy nieoczekiwany błąd lub brak sygnału nie spowoduje niebezpieczeństwa w postaci np. przypadkowych ruchów wózka. Jednak taka procedura wymagała przeprowadzenia kilku tysięcy testów, a następnie ich oceny i dokumentacji.
Po pewnym czasie Linde zdecydowało się na wprowadzenie częściowo zautomatyzowanego sposobu testowania systemów elektronicznych na realnych wózkach, tak jak odbywało się to wcześniej. Ta procedura nosiła nazwę „Vehicle in the Loop” i obecnie jest zastępowana systemem HiL. W oparciu o niezliczoną ilość danych z systemu CAD, a także wielu pomiarów i badań, modele stworzone w komputerowym oprogramowaniu pozwalają na stworzenie wirtualnej mapy wózków widłowych wraz z ich charakterystyką jazdy. Każda skalkulowana maszyna jest adaptowana do odpowiednich danych pomiarowych opartych na wartościach pobranych z prawdziwego wózka. Następnie doprowadza się do tego, aby testy symulacyjne i testy na prawdziwym wózku przynosiły takie same rezultaty. W ten sposób model staje się odzwierciedleniem wszystkich wariantów wózków z dowolnym osprzętem w zależności od tego, w jaki sposób zostanie skonfigurowany przez inżynierów w systemie HiL. Dzięki temu możliwa jest ocena wpływu zmian w konfiguracji wózka na charakterystykę jazdy bez konieczności budowania prototypów. Takie rozwiązanie jest o wiele bardziej wydajne i mniej czasochłonne.

Najcięższa z aplikacji – w rozszerzonym teście obciążeń każdy nowy maszt musi wykonać 50 000 cykli podnoszenia i opuszczania nominalnego ładunku na maksymalną dopuszczalną wysokość.
 
Wirtualny widok z wózka na 360 stopni
Metody badań oparte na oprogramowaniu są wykorzystywane także w standardowych testach przeprowadzanych na wózkach i dotyczących ich niezawodności. Wraz z dostarczającą oprogramowanie firmą Reknow opracowaliśmy system informatyczny umożliwiający analizę widoczności zgodnie z zaleceniami normy ISO 13564. W oparciu o dane CAD generowany jest trójwymiarowy obraz widoczności z wózka. Dzięki temu po założeniu specjalnych gogli inżynier ds. rozwoju może ocenić widoczność z wózka w zakresie 360 stopni. W związku z tym testy dotyczące pola widzenia operatorów można przeprowadzać już na wczesnym etapie prac nad wózkiem, co więcej, możliwe jest sprawdzenie zakresu widoczności przy zastosowaniu różnych koncepcji masztu oraz praca nad osiągnięciem optymalnej widoczności.
Efektywność maszyn Linde potwierdzona przez inżynierów i techników
U„Już od kilkudziesięciu lat nasze wózki szczycą się niezawodnością, solidnością i wydajnością. Nie bez powodu wózki Linde są często stosowane w ekstremalnych aplikacjach”, deklaruje Hans-Joachim Wenzel. Dodaje również: „Wraz z rozwojem maszyn nasz odpowiedzialny za testowanie dział musi pracować nad utrzymaniem standardów i wysokiej jakości naszych produktów, a także nad tym, by stawały się one coraz lepsze”.