Monitoraggio dei test pratici

Lo stabilimento dell’Hyster-Yale Group (HYG) che si trova nella zona industriale accanto ai porti del canale a Nijmegen, in Olanda, fabbrica i carrelli elevatori Hyster per carichi pesanti, servendosi di due linee di produzione. Questi veicoli sono stati progettati per sollevare e movimentare carichi pesanti, da 8 a 52 tonnellate. Il dinamismo tipico di settori quali industria, trasporti e logistica rende necessario sviluppare modelli sempre nuovi, che abbiano come priorità l’ottimizzazione di carico utile, altezza e velocità di sollevamento, consumo di energia, facilità di manutenzione e sicurezza.  Lo sviluppo e la convalida dei prodotti si effettuano direttamente in azienda. HBM fornisce a HYG sensori di misura e sistemi di acquisizione dati per monitorare test pratici e di resistenza.

Lo sviluppo dei prodotti alla Hyster di Nijmegen segue un programma ben preciso ed è registrato con cura. Il processo viene adeguato continuamente in linea con le mutevoli preferenze della clientela, i nuovi metodi di lavoro, le nuove tecnologie e le nuove norme. Ogni nuovo modello è sviluppato in un ambiente completamente CAD/CAM e testato con simulazioni. Le differenze tra un nuovo modello e quelli precedenti sono di varia entità. Sviluppano a volte modelli basati in parte su un modello preesistente, con ottimizzazioni di alcuni componenti fondamentali, altre volte modelli completamente diversi. In ogni caso l’idea di base è che il nuovo modello deve essere prodotto in serie, per cui la quantità realizzata può variare. Ogni anno a Nijmegen vengono prodotti oltre 2000 veicoli, il che afferma Hyster come leader del mercato nel segmento dei carrelli elevatori per carichi pesanti. L'azienda produce anche soluzioni specifiche per i clienti, come attacchi per sollevare carichi specifici.


Prototipazione

Una volta completato il disegno virtuale di un nuovo modello, pronto al 95% per la produzione, si costruisce un primo prototipo. Questo prototipo viene sottoposto a test pratici intensivi nell’apposita area aziendale. Il carrello elevatore è sottoposto a cicli di test chiaramente definiti, per convalidare il design, testare la struttura e i componenti e misurarne le prestazioni. In questa fase si tiene conto delle proposte e dei riscontri della clientela. Dopo la fase di prova più prototipi vengono costruiti e ulteriormente sviluppati, poi una selezione di clienti li prova sul campo per un certo numero di mesi. Un modello si può considerare pronto per la produzione di serie nella fabbrica di Nijmegen solo dopo aver concluso con successo questi test. Per assemblare i carrelli elevatori vengono usate due linee di produzione. Una linea è per il segmento di grandi volumi con portata da 8 a 16 tonnellate, mentre l’altra è destinata ai volumi ridotti di carrelli elevatori con portata fino a 52 tonnellate. I primi modelli che escono dalla linea produzione sono sottoposti a test di qualità intensivi.

“Puntiamo a non avere difetti durante la produzione. Per questo motivo tutto il processo di sviluppo prodotto, engineering e test è definito con precisione. Se iniziano a insinuarsi falle nel processo di sviluppo, i costi aumentano rapidamente. Fino alla fase di progettazione non cambia nulla, ma se scopriamo difetti di progettazione quando il prototipo è sottoposto ai test pratici, i costi possono aumentare in modo significativo”.

Mark Janssen, responsabile dell’affidabilità dei test presso Hyster


Cicli intensivi di test

“I nostri carrelli elevatori devono soddisfare rigidi requisiti, perché sono destinati all’uso industriale, per impieghi particolarmente duri”, spiega l’ingegnere addetto ai test Rob van den Brink. “Il nostro ultimo prototipo è in grado di sollevare due container per il trasporto via mare impilati. Aspetti quali le caratteristiche di guida, i cicli di svolta, la stabilità e la capacità di sollevamento vengono studiati nelle simulazioni durante la fase di progettazione. I test pratici sono fondamentali per osservare il comportamento dei carrelli elevatori nell’ambiente di lavoro fisico. Prestiamo attenzione ad aspetti quali vita utile, affidabilità, ad es. il numero di ore nelle quali è possibile usare il carrello elevatore senza problemi, la robustezza e la facilità di manutenzione. Il numero di test ai quali sono sottoposti i carrelli elevatori e i loro componenti è enorme. Testiamo assali, sistemi di scarico e usura degli pneumatici. Eseguiamo test di frenata da carichi e test dei flessibili del sistema idraulico. I carrelli elevatori carichi vengono posizionati su piattaforme in pendenza per determinare la stabilità longitudinale e laterale del carico e il contrappeso su superfici inclinate. Il montante, compreso il sistema idraulico, è sottoposto a test di resistenza in una speciale area sul posto e, inoltre, i carrelli sono soggetti a carichi superiori alla loro capacità, provvedendo ad applicare misure di sicurezza aggiuntive, ovviamente. Osserviamo anche l’effetto dei fattori ambientali, come la produzione di polvere e la temperatura, che possono compromettere le prestazioni del motore e la viscosità dell’olio nei sistemi idraulici”.

Attrezzature per test e misura

HBM è stato uno dei fornitori delle attrezzature di test e misura al gruppo Hyster-Yale fin dagli anni ‘90. Tra gli articoli forniti vi sono gli estensimetri per misurare i carichi su chassis e montanti. Hyster impiega anche diversi sistemi Somat e QuantumX per l'acquisizione dati firmati HBM, usati per acquisire ed elaborare una vasta quantità di dati. Per elaborare e analizzare i dati misurati viene usato il software HBM nCode.

Van den Brink: “Gli amplificatori di misura HBM sono compatibili praticamente con qualsiasi sensore di misura e attrezzatura di misura di altri fornitori. Colleghiamo non solo gli estensimetri, ma anche i sensori laser, le celle di carico per misurare le forze di trazione e i sensori angolari e di spostamento per misurare l’altezza e la posizione del montante. Monitoriamo anche il consumo di carburante, la pressione dell’olio nel sistema idraulico, il funzionamento e il sistema di guida e raccogliamo dati GPS. Con Somat eDAQlite possiamo raccogliere, elaborare e redigere rapporti sul 95% di tutti i dati durante i test pratici. Il sistema eDAQlite è certificato IP, il che significa che è estremamente robusto ed è anche una scatola piccola e maneggevole, perfetta per l’inserimento nei modelli sottoposti a test. Prende i dati misurati dai sensori e comunica con il controller CAN bus del carrello elevatore per tutti i dati del carrello elevatore. Archiviamo i dati in un data logger oppure li inviamo tramite modem wireless ad un notebook sul sito del test o ancora direttamente ad un PC di Nijmegen. Il collegamento dati è molto affidabile, possiamo spedire anche l’attrezzatura per la misurazione a clienti negli Stati Uniti per effettuare test di resistenza e test pratici sul posto":

“Usiamo deliberatamente tutte le strutture per test e misura. In questo modo il settore R&D riceve enormi quantità di dati per convalidare il progetto e monitorare le prestazioni nella pratica. Se abbiamo bisogno di informazioni da un punto di vista R&D, le raccogliamo in tutti i modi che conosciamo. Smontiamo anche alcuni sistemi dal carrello elevatore, come motori, sistemi idraulici e frenanti, per vedere come hanno sopportato i test e come si è sviluppata l’usura.  Se vogliamo sviluppare un nuovo modello per un cliente, possiamo usare i dati del cliente per sviluppare nuove applicazioni e i dati ci aiutano a simulare le giuste condizioni di prova”.

Mark Janssen