Raggiunta la Riduzione del 93 % del Tempo di Raccolta Dati nelle Prove sulla Flotta di Veicoli

Cambiamento delle norme sulle emissioni

Iniziando dagli automezzi pesanti i cui motori sono stati prodotti a partire da 1° Gennaio 2010, l'Agenzia per la Protezione dell'Ambiente degli Stati Uniti ha emesso nuove norme che abbassano ulteriormente l'emissione di ossido di azoto (NOx). Per adempiere ai nuovi requisiti, molti produttori OEM di motori pesanti ed in particolare quelli i cui prodotti finali rientrano nelle Classi 7 ed 8 degli automezzi pesanti, hanno implementato la riduzione catalitica selettiva (SCR).

La SCR richiede l'aggiunta periodica di fluido diesel di scarico basato sull'urea (DEF) ai motori degli automezzi pesanti. Il DEF viene aggiunto al flusso di scarico in presenza di un catalizzatore. La conseguenza dell'interazione fra il catalizzatore ed il fluido è la conversione chimica dei componenti NOx indesiderati in una più ecologica miscela di acqua e gas azoto. Per ottenere l'ottimizzazione della riduzioni delle emissioni NOx, gli ingegneri automobilistici devono lavorare per il continuo perfezionamento della fornitura dell'agente di dosaggio allo scarico del motore.

Razionalizzazione dei processi di acquisizione dei dati

Uno dei principali fornitori di Livello 1 di prodotti per il controllo delle emissioni di scarico, desiderava razionalizzare i processi per l'acquisizione dei dati della propria flotta di veicoli. Il sistema ideale richiedeva la compatibilità sia con l'urea che con gli agenti di dosaggio basati sugli idrocarburi. Era anche necessario assicurare la continua flessibilità dell'interfacciamento del motore. Le prove furono condotte sia con operazioni di sistemi di dosaggio indipendenti che direttamente con l'integrazione di un'unità elettronica di controllo. Il potenziale cliente trovò una generale mancanza di prodotti disponibili in commercio che potessero soddisfare tali rigorose esigenze. 

Il cliente prese la decisione finale di lavorare con la HBM, grazie alla sua vasta esperienza nell'acquisizione dati in campo automobilistico, all'eccellenza della sua assistenza tecnica ed al suo pedigree provato sul campo con applicazioni similari. 

Prova delle emissioni col supporto di HBM SoMat

Le prove sulle emissioni di scarico della flotta furono condotte su una trentina di autocarri. Di ogni veicoli i tecnici raccolsero separatamente le prestazioni del motore ed i dati delle emissioni NOx. I dati, compresi i messaggi CAN dei veicoli, furono rilevati utilizzando dodici robusti sistemi mobili di acquisizione dati HBM SoMat eDAQlite. Contemporaneamente, per un secondo gruppo di veicoli di prova fu utilizzato un eDAQ completamente equipaggiato per misurare i livelli di accelerazione e decelerazione degli autocarri. 

Il sistema modulare HBM SoMat eDAQ basato su Ethernet è stato progettato espressamente per misurare con alta affidabilità in ambienti estremi. Esso fornisce l'elaborazione dei dati a bordo, trigger, salvataggio dati intelligente e calcoli complessi in un unico sistema autonomo e sigillato. Lo eDAQ dispone di fino a 96 canali di misura analogici sincronizzati (in parallelo), e cadenza di campionamento fino a 100 kHz. È disponibile una gamma di condizionatori di segnale diversi con ingressi per segnali analogici, estensimetri, termocoppie, I/O digitali, contaimpulsi, GPS e bus veicoli.  Il sistema è stato progettato per essere anche completamente mobile, con alimentazione 10 - 60 V= e custodia resistente fino a 20 g. Esso è in grado di correlare dati fisici, messaggi del bus veicoli e GPS effettuando misurazioni istantanee altamente accurate. È anche completamente scalabile, con la capacità di mettere in rete senza soluzione di continuità più sistemi eDAQ per un numero infinito di canali sincronizzati.

Lo eDAQlite, versione più compatta dello eDAQ, dispone di 32 canali analogici e possiede le stesse elevate prestazioni della sua controparte ad alto numero di canali. Questa versione offre un ingombro sufficientemente piccolo da facilitarne l'installazione in ambienti con poco spazio disponibile. Ambedue i sistemi hanno un'architettura modulare, costituita da un layer processore principale (ECPU-PLUS per lo eDAQ ed ELCPU per lo eDAQlite) e possono essere aggiunti altri layer a discrezione del cliente per ospitare specifici ingressi dei sensori, I/O digitali  e le comunicazioni con la rete.

Nell'ambito di questa applicazione, le unità eDAQ ed eDAQlite consentirono al cliente di  valutare in modo incrementale e di regolare il controllo delle emissioni NOx dei suoi prodotti. Con questo approccio duale è stata raccolta una grande quantità di dati di prova di elevata qualità. Resta tuttavia la necessità di trasferire comodamente i dati registrati a bordo ai PC locali per effettuare le analisi e stendere i rapporti. 

Identificazione del risparmio di tempo con HBM nCode

Sul posto, i tecnici di prova impiegavano la media di 30 minuti al giorno per scaricare, filtrare ed analizzare i dati raccolti. Ciò corrispondeva a 15 ore per ottenere i dati della trentina di autocarri della flotta. La post-raccolta dei dati veniva effettuata manualmente scaricandoli e filtrandoli da ogni singolo registratore mediante nCode GlyphWorks®.

GlyphWorks è un potente software di analisi dei dati ingegneristici di prova, ben affermato nelle analisi di durevolezza e fatica in campo automobilistico. Progettato per gestire una grande quantità di dati, questo software fornisce un ambiente grafico, orientato al processo, in cui si può effettuare l'analisi usando routine predefinite o personalizzate impiegando blocchi analitici di costruzione trascina e rilascia (drag and drop). GlyphWorks comprende funzioni per il tempo, frequenza ed analisi statistica oltre al GPS sincronizzato e visualizzazione di video. Per le prove sulla flotta di veicoli, GlyphWorks è particolarmente utile per supportare l'effettiva standardizzazione delle procedure di prova. In questa applicazione, il software aiutò il cliente a determinare la frequenza e la durata delle emissioni dei veicoli della flotta. In seguito, i dati raccolti furono caricati nel sistema nCode Automation™.

L'impiego di nCode Automation da parte del cliente consente il salvataggio automatico dei dati, l'analisi e la stesura dei rapporti. nCode Automation è inoltre caratterizzato da un'interfaccia collaborativa basata sul web, per la condivisione dei dati e delle informazioni con altri tecnici. Questa piattaforma di archiviazione, analisi e rapporti potente e scalabile, consente ai tecnici un miglior processo e di analizzare sia i dati di tendenza che di relazione. Il sistema consente inoltre la creazione di complesse interrogazioni senza dover scrivere delle routine SQL od apprendere specifiche strutture dei dati. 

In questo processo, il cliente individuò un nuovo collo di bottiglia del flusso operativo, relativo al trasferimento dei dati registrati al sistema nCode. Per risolverlo, fu posto in ogni autocarro un modem 3D che facilitava la trasmissione remota senza fili dei dati. La HBM creò anche un programma software personalizzato per scaricare effettivamente in modo automatico a certi intervalli di tempo i messaggi registrati. Tali messaggi venivano anche caricati su nCode Automation per la successiva analisi collaborativa. Con il software HBM, il cliente era anche in grado di caricare i dati memorizzati su altri sistemi di prova della flotta e banchi prova. Ciò ha contribuito a creare più possibilità universali, per cui il cliente possa migliorare la propria efficacia nell'acquisizione e nell'analisi dei dati. 

Riduzione del 93 % del tempo di raccolta dei dati

L'implementazione della soluzione HBM, comprendente i sistemi di acquisizione dati SoMat, il software nCode, un programma personalizzato per lo scaricamento automatico dei dati, la capacità di trasmissione remota senza fili ed il flusso di lavoro automatizzato, si è dimostrata particolarmente efficace per la razionalizzazione della raccolta dati dalla flotta di veicoli

Il processo che prima richiedeva 15 ore viene ora svolto in meno di 1 ora per tutta la trentina di autocarri, senza sacrificare la qualità e la quantità dei dati. Ciò rappresenta la tangibile riduzione del 93 % del tempo rispetto ai metodi precedenti. L'efficienza ottenuta per la gestione dei dati con questa soluzione, ha consentito al cliente HBM di riallocare la gestione delle risorse ingegneristiche, affinando nel contempo il controllo delle emissioni NOx SCR dei propri prodotti.

Le nuove risorse ingegneristiche così ottenute servono potenzialmente anche a ridurre i tempi necessari al cliente per l'introduzione dei suoi prodotti sul mercato. Per la HBM, ciò offre il doppio vantaggio di introdurre una soluzione di misura razionalizzata completa e provata sul campo, per affrontare i severi requisiti relativi alla verifica delle emissioni di scarico di un flotta di veicoli pesanti. 

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