ES_logo

Simulazione multi-dominio: i benefici nell’industria delle macchine operatrici e veicoli pesanti

Pubblicato da Redazione il 12 September 2018

🕓 Tempo di lettura: 2 minuti

Simulazione multi-dominio i benefici nell’industria delle macchine operatrici e veicoli pesanti

Nell’attuale contesto di progresso tecnologico, la complessità è crescente anche nei progetti di macchinari industriali e attrezzature pesanti perché, anche in questo ambito, gli ingegneri sono sotto pressione per innovare i prodotti e continuare a mantenerli competitivi. Il fatto è che, più cresce la complessità progettuale, più diventa difficile realizzare l’integrazione tra i diversi sottosistemi appartenenti ai differenti domini, in particolare i sistemi idraulici ed elettrici, e si rivela arduo anche ottimizzare le prestazioni della macchina. Di conseguenza, diventa cruciale l’abilità di rappresentare la macchina completa in un singolo progetto, subito a partire dalle prime fasi del processo di sviluppo fino ad arrivare al progetto dettagliato, conservando al contempo una descrizione altamente fedele del comportamento del sistema. 

Macchine semoventi, un caso tipico

Quando di tratta di produrre macchine pesanti (veicoli per cave/miniere, trattori e altre macchine agricole, asfaltatrici, ecc.), la simulazione di sistema, applicata allo sviluppo concettuale di prodotto sin nelle prime fasi, aiuta molto gli ingegneri. La best practice, infatti, ha in effetti contribuito a ridurre i rischi in molti progetti di macchinari complessi. Tra le infinite possibili variabili e condizioni di impiego vengono verificate contemporaneamente: la risposta dinamica della macchina, il suo funzionamento sotto l’effetto di condizioni variabili, l’influenza e il comportamento dell’operatore in diverse situazioni d’uso, la distribuzione del carico, le asperità del terreno e altro ancora. Il modello virtuale di simulazione della macchina, sviluppato subito nelle fasi iniziali del progetto, ha permesso al team di design di comprendere meglio le sue funzionalità, risparmiando così risorse sia in costi di produzione, sia di riprogettazione.

Creare gru in tempi brevi, efficienti e affidabili

L’applicazione in ambito Oil & Gas attraverso un caso risolto. In questo settore, un fornitore di prodotti, sistemi e servizi aveva l’esigenza che le proprie gru funzionassero in maniera sicura, affidabile e in continuità anche in condizioni estreme: clima polare con forti venti. In particolare, qui la necessità era disporre di gru funzionali ad asservire, con affidabilità e precisione, la formazione di aste per la perforazione, assemblando gradualmente i moduli necessari, evitando avarie e malfunzionamenti nelle manovre che avrebbero generato costosi fermi di produzione. L’inattività del sito di perforazione, per le necessarie operazioni di manutenzione o del reperimento dei pezzi di ricambio, avrebbe causato gravi perdite economiche.

La sfida è stata affrontata attraverso lo sviluppo di un modello integrato, ottenuto scomponendo il complesso progetto della macchina in differenti sotto-modelli del sistema: uno per la struttura meccanica, uno per il sistema idraulico di attuazione; uno per il sistema di controllo elettrico. Attraverso questa metodologia, il modello integrato ha consentito agli ingegneri di ottimizzare il progetto della gru considerando, nella simulazione multi-dominio, centinaia di componenti e migliaia di parametri. In particolare, è stato possibile integrare il livello di sensibilità e reattività richiesto nello sviluppo del sistema di controllo della gru, considerando al contempo altri fattori chiave del progetto, come il costo, le dimensioni e il peso dei componenti, comprese variabili come la loro affidabilità nel lungo termine e la loro facilità di manutenzione.

Come emerge dai casi citati, l’adozione di strumenti di simulazione multi-dominio evoluti, tra cui, per esempio, MapleSim, sviluppato da Maplesoft e distribuito da EnginSoft, permette anche in queste applicazioni di ridurre i rischi in fase di sviluppo, diminuire i costi e abilitare il processo d’innovazione. E ciò perché il rapido sviluppo di fedeli prototipi virtuali favorisce la capacità di predire le prestazioni della macchina e di trovare soluzioni a problemi ingegneristici complessi, riducendo allo stesso tempo le spese e incrementando l’affidabilità del sistema. Inoltre, l’abilità di sviluppare modelli virtuali di alto livello e accurati già nelle prime fasi della progettazione consente di validare i progetti preliminari, e ottimizzare le performance della macchina fin dall’inizio dello sviluppo del prodotto, evitando problemi di produzione e commissioning e costi di riprogettazione.

New call-to-action

 

Argomenti: Simulazione

Rimani aggiornato sulle ultime novità della simulazione e le sue applicazioni

Articoli più letti

New call-to-action