Lennart Skogh, provningsingenjör och testförare på Volvo CE i Eskilstuna

Förfinar framtidens anläggningsmaskiner

Här utvecklas framtidens lastmaskiner, vilket omfattar tester av både enskilda komponenter, i välövervakade riggar i det stora testlabbet, och hela fordonsprototyper. Prototyperna utsätts för diverse scenarier, antingen hemma i testlabbet, där de flesta förhållande kan iscensättas under kontrollerade former, eller ute i verkliga miljöer. Hela testverksamheten för lastmaskiner består av ett par hundra personer med bas i det flera tusen kvadratmeter stora testcentret.

Våra nio olika varianter av lastmaskiner optimeras mer och mer och trenden går mot fler tester och mätningar i verkliga miljöer för att kunna förbättra dem ytterligare. Ett område där vi lägger mycket tid på utveckling just nu är bränsleförbrukningen. Vi utvärderar ofta körbeteende hos förarna för att kunna göra våra maskiner ännu bättre och mer energisnåla, säger Lennart Skogh, provningsingenjör och testförare på Volvo CE i Eskilstuna och en av de ansvariga för de tuffaste testerna, där de färdiga fordonsprototyperna utsätts för prövningar i verklighetslika miljöer, som stenbrott och grusgropar.

Letar mönster

De fältmätningar som genomförs av Volvo CEs egna testförare tar allt från ett par till 45 minuter. Det handlar om tempo, hastighet, fram, back, lastning och lossning i olika kombinationer. Vid en sådan mätning samlas upp till 300 megabyte data in.

Viss analys av mätdata sker redan ute på fältet, i mjukvaran Infield. Då ligger fokus framför allt på kvalitetskontroll av data.

Utvärderingsmjukvaran är mycket viktig idag, menar Lennart Skogh. InField är lätt och snabbt att använda. I nästa steg, när vi gör utvärderingar och beräkningar av testdata, jobbar vi och våra beräkningsingenjörer antingen i GlyphWorks eller i Matlab för att hitta mönster i körningen, ta fram statistik och identifiera skillnader mellan olika förare och deras beteenden. Allt ligger sedan till grund för förbättringar i våra maskiner.

Följer kundernas körbeteende

Förutom de egna testerna, där Volvo CEs erfarna testförare utsätter maskinerna för tuffa prövningar på den egna provbanan, görs även långtidsmätningar i kundernas normala vardag.

Det gör vi för att kunna jämföra med vår egen testbana, men också för att få förståelse för olika körbeteenden, förklarar Lennart Skogh. Vid kundmätningar placerar vi en eDAQ i kundens förarhytt och kopplar den direkt till CAN-bussen i lastmaskinen för att samla in olika mätvärden från fordonets komponenter. Vi kan sedan följa dem på hemmaplan genom att eDAQ är uppkopplad via ett modem. På så sätt kan vi också slå av och på mätsystemet och schemalägga olika kortare mätningar.

Lennart Skogh förutspår att fältmätningar bara kommer att bli viktigare i framtiden.

Datasimuleringar i all ära men det är först när vi ”testar på riktigt” som vi kan vara säkra på att vi får rätt besked om hur våra maskiner uppför sig i olika situationer. Dessutom kommer förståelse för kundens körbeteende att bli en allt viktigare faktor i produktutvecklingen, så jag är övertygad om att vi kommer få se ännu fler fältmätningar framöver, avslutar han.

Lätt att spåra

Att hålla ordning på alla de tusentals mätningar som görs kan vara en utmaning. En av de styrkor som Volvo CE betonar hos eDAQ är att att set-upen för varje mätning sparas i mätdatafilen. Detta innebär att data och set-up följs åt så att det går att gå tillbaka för att göra en identisk mätning med samma kalibreringsvärden efter tid eller kontrollera att rätt kalibreringsvärden har använts om resultatet skulle visa sig avvika från det förväntade.

Utmaningen

Att som del av produktutvecklingen testa avancerade anläggningsmaskiner i drift under verklighetslika förhållanden där fordonen utsätts för verkligt tuffa tag, t ex i ett stenbrott. Mätsystemet måste inte bara klara svåra förhållanden, utan även kunna hantera ett stort antal olika mätparametrar och vara lätt att kalibrera. Dessutom måste hela utrustningen få plats på liten yta i förarhytten.

Lösningen

Volvo Construction Equipment använder mätsystemet SoMat eDAQ från HBM som bas för sina fältmätningar. Det robusta systemet sätts upp i prototyper till anläggningsmaskiner och följer med ut på fältet för att samla in mätdata som tryck, töjning, temperatur, position och acceleration medan fordonen lastar, lossar och tar sig fram i miljön. Vanligtvis används ett tiotal kanaler vid en mätning, med vid vissa tillfällen krävs så många som 200.

Resultatet

I SoMat eDAQ har Volvo CE ett robust, säkert och flexibelt mätsystem som får plats i förarhytten vid fälttester av lastmaskiner. Systemet kan samla in data från ett stort antal kanaler och kan även köras på distans med hjälp av modem för att följa kundernas vardagliga körbeteende.

Efter att de stora mängderna data analyserats ligger resultaten till grund för att utveckla framtidens bränslesnåla lastmaskiner med förbättrade köregenskaper och hållbarhet.

Tuffa tag när Volvo CE testar lastmaskiner - Robusthet och flexibilitet viktigt då eDAQ samlar in data på fältet

Marginalerna blir allt mindre i den internationella konkurrensen på marknaden för anläggningsmaskiner. Därför är produktutvecklingen hos fordonstillverkarna numera en fintrimmad apparat som bygger på mycket exakta och avancerade mätningar och tester. Volvo CE tar mätsystemet SoMat eDAQ från HBM till hjälp för att kunna testa prototyper till lastmaskiner under verkligt tuffa förhållanden.

Volvo Construction Equipment (CE), med en lång bakgrund i Sverige, är känt för sin ingenjörskonst och den goda körbarheten i sina lastmaskiner och dumprar. Och man satsar hårt på att fortsätta att ligga i framkant. Det är det stora utvecklings- och testcentret utanför Eskilstuna ett exempel på.

Fler fälttester

När en allt större del av fordonstesterna görs ute på fältet är det viktigt att mätutrustningen står pall. Till sin hjälp har Lennart Skogh och de 20-talet andra provningsingenjörerna hos Volvo CE mätsystemet SoMat eDAQ, för mobil datainsamling, från HBM.

Vi har varit lite av pionjärer och använt mätsystemet SoMat 2500 ända sedan 1990-talet. Idag görs samtliga fälttester på efterföljaren eDAQ, som placeras i lastmaskinen och därför måste klara tuffa tag. Vi använder från ett tiotal upp till 200 kanaler vid en enda mätning, och kartlägger parametrar som tryck, töjning, temperatur, position och acceleration, förklarar Lennart Skogh.

Enkel kalibrering

Inför en mätning riggas lastmaskinen med testutrustning. I instrumentverkstaden i Eskilstuna finns allt material man kan tänka sig. Jämte en handfull eDAQ-system ligger givare av olika typer, sladdar, GPS:er och kameror, som plockas ihop utifrån behov inför varje specifikt test. Eftersom eDAQ-systemet oftast placeras i förarhytten är den robusta och slimmade designen en förutsättning.

Kalibreringen av givare till eDAQ är enkel men samtidigt flexibel och mångsidig. Man kan antingen ange givarens kalibreringsvärden eller mäta in ett känt värde, som till exempel minimum och maximum längd på en cylinder, säger Lennart Skogh. Att mäta rätt är inte alltid självklart. Därför uppskattar jag att eDAQ själv upptäcker de flesta felen och flaggar upp dem i ett varningsfönster. Det är ett näst intill idiotsäkert system.