超越原型：仿真如何降低设备生命周期成本

一旦操作员将这两个动作结合起来，对液压供应的竞争需求可能会减慢动臂的速度并延长装载周期。

对承包商而言，其后果是生产效率下降。对制造商而言，解决问题可能意味着重新审视零部件选择、调整控制措施并重复进行物理测试。

这个挑战说明了为什么OEM设计团队应该考虑系统在整个工作流程中的交互方式。

另一个问题是，解决该问题的工程师在机器离开工厂后继续提供支持的可行性如何？

Famic Technologies 的市场总监 Elie Nasr 表示，这就是仿真的价值所在，它有可能远远超出评估初始设计的范围。

“在硬件制造之前发现性能问题是一大优势，”他说道。“但同样的工程信息也有助于机器测试和设置、服务文档编写以及技术人员培训。它的价值应该惠及开发团队之外的更多群体。”

测试工作周期

工程机械很少一次只执行一个孤立的动作。挖掘机操作员需要协调动臂、斗杆、铲斗和回转等动作，这对机器的液压系统和控制系统提出了不断变化的要求。

考虑到这一点，很明显，单独评估每个功能可能会遗漏一些重要问题。

在 Famic 的卡车装载示例中，吊臂和回转功能均达到了各自的性能目标，但随着上部结构加速，流向吊臂油缸的流量下降，从而延长了装载周期。

将水力行为与控制指令联系起来的模拟，可以让工程师研究这种相互作用。

在整个序列过程中，可以对泵的输送量、执行器压力、油缸运动和摆动速度进行比较。

纳斯尔解释说，这可以帮助工程师根据机器需要执行的工作来评估组件的选择。

“我们想知道现有流量、阀门性能和控制策略能否协同实现所需的动作，”他说道。“如果只关注单个功能，就可能忽略对客户而言最重要的问题。”

在购买硬件之前，比较阀门设置和命令配置文件可以帮助确定所选泵的容量是否足够。

考虑条件变化

机器的性能也会随运行条件而变化。在某种油温下运行良好的配置，在冷启动或反复加载循环后，其性能可能会有所不同。

在配置了热力学和流体性质模拟之后，工程师可以研究温度和粘度如何影响系统行为。

寒冷的条件可以暴露吸气管路的压力损失，而温暖的运行条件则可以评估内部泄漏增加的影响。

油箱的要求还需要考虑气缸伸缩时油量的变化以及热膨胀。

对于 Famic Technologies 的项目经理 Laura-Alexie Chevrolat 来说，这些考虑因素表明，在解释模拟结果之前定义现实条件的重要性。

“模型需要能够反映机器应用相关的条件，”她说道。“载荷、流体特性和部件特征都会影响结果。预测的有效性取决于这些输入参数与预期运行情况的吻合程度。”

仿真可以帮助工程师预测机器的性能，但测试物理原型仍然是检验这些预测并在必要时改进模型的必要步骤。

将信息带入生产环节

当不同部门重新创建或手动传输相同的信息时，工程成本也会增加。

用于研究组合臂和回转操作的电路还提供采购所需的组件数据、调试所需的操作顺序以及维修培训所需的故障场景。

通过将这项工作保留在 Automation Studio™ 中，对设计和仿真的投资将继续支持生产和现场服务，从而减少再次收集相同技术信息的需要。

纳斯尔认为，更广泛的好处在于保持已批准的设计与用于建造该设计的信息保持一致。

“一旦做出变更，所有依赖该变更的人员都需要了解这一信息，”他说道。“重复使用信息可以减少重复数据录入，并使各部门之间的文档保持一致更加容易。”

版本和项目管理可以通过生产管理系统进行配置，以确保每个人都使用相同的最新信息。

测试组合动作

开发过程中发现问题的操作顺序也应该为机器设置和测试提供信息。

如果故障发生在臂架升降和摆动同时进行时，分别测试这些功能无法确定问题是否已解决。

雪佛兰表示，使用…