Il sistema di analisi avanzata per i cuscinetti, basato sull’esperienza umana

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Il sistema di analisi avanzata per i cuscinetti, basato sull’esperienza umana

La piattaforma software Syber per l’analisi dei cuscinetti è conosciuta dai clienti Timken di tutto il mondo per la sua capacità di identificare il cuscinetto giusto per qualunque sistema di trasmissione di potenza a cui ci si colleghi. Più di un cliente ha espresso il suo desiderio segreto di acquisire Syber, per aiutare a progettare sistemi di trasmissione di potenza in modo più efficiente.

Mark Martens, che ha guidato il team Syber sin dai suoi primi giorni, dice che non è così semplice. “Ciò che i clienti percepiscono come il valore del programma deriva, in realtà, dal valore degli ingegneri Timken che si occupano delle varie applicazioni e che hanno potere su questo strumento”, afferma. “I nostri addetti alla ricerca e sviluppo (R e S) escogitano ottime soluzioni. Le uniamo in una piattaforma comune in modo che gli ingegneri delle applicazioni possano attingere a tutta questa conoscenza”.

Con Syber, gli ingegneri che si occupano delle varie applicazioni possono raccogliere informazioni sull’applicazione specifica del cliente (una scatola del cambio, un centro dell’asse, un mozzo della ruota, una pompa) e replicare i dettagli per effettuare un’analisi del modo in cui lavorano insieme i cuscinetti e il resto del sistema. Attraverso tale analisi, possono quindi prevedere la durata dei cuscinetti, la perdita di potenza, la generazione di calore, la deflessione e le sollecitazioni interne per identificare le alternative Timken più efficaci per un dato sistema.

Bill Hannon, Mark Martens e Nikhil Londhe, tre esperti che conoscono Syber alla perfezione, spiegano perché la piattaforma è straordinariamente utile.



 

Più input = maggiore precisione

Timken ha iniziato presto a utilizzare i sistemi informatici per sviluppare il modello dei sistemi dei clienti per l’analisi dei cuscinetti, afferma Martens. Ha trascorso circa 10 anni come ingegnere applicativo, supportando i clienti utilizzando le generazioni precedenti di strumenti. Alcuni di questi sono nati su un computer mainframe, diventando nel tempo accessibili da personal computer.

“Man mano che Timken ha ampliato le sue linee di prodotti, le nostre esigenze sono cresciute notevolmente”, afferma. “Avevamo bisogno di una piattaforma che potesse fare molte più cose. I nostri clienti stavano diventando più sofisticati, risparmiando sui costi grazie alla riduzione di peso e al mantenimento dell’integrità strutturale. Stavano cercando una coppia inferiore per soluzioni ecologiche a basso consumo di carburante”.

Timken ha lanciato Syber nel 2005 e da allora il team ha introdotto importanti aggiornamenti ogni anno. “Alcuni dei risultati più interessanti sono stati l’integrazione dell’analisi quasi statica di Syber con una modellizzazione più dinamica, cioè cosa accade nel tempo man mano che le cose cambiano”, afferma Martens.

Da quando è stato introdotto Syber, il team ha ampliato le sue capacità per includere molti tipi di cuscinetti e ha anche aumentato la sua capacità di prevedere con precisione la durata dei cuscinetti all’interno dei sistemi in cui operano.

“Quando Syber è uscito , Timken ha eseguito molti test per capire quanto fosse accurato”, afferma Bill Hannon, un ricercatore che sviluppa equazioni matematiche che abilitano gli strumenti di modellizzazione delle prestazioni di Syber. “È sempre stato accurato, ma l’accuratezza è migliorata nel corso degli anni”.

La precisione è direttamente correlata al numero di singoli elementi di sollecitazione che un ingegnere può analizzare. “Man mano che un cliente spinge per rendere più rigorose le cose all’interno di un sistema, possiamo includere sempre più di questi input nei nostri calcoli, il che ci consente di avvicinarci alla soluzione”, afferma Martens.

Collaborazione semplice con i clienti

Recentemente, Hannon ha compiuto passi da gigante in un modello di previsione della temperatura che ha semplificato il processo per la progettazione di veicoli a basso consumo di carburante. “Stiamo ottenendo calcoli più precisi, correlati non solo ai dati dei principi fondamentali, ma anche ai dati dei nostri test e ai contenuti fisici reali”, afferma Martens. “Oggi, possiamo risolvere il problema della temperatura di equilibrio in molti sistemi in meno di un’ora”.

Questo tipo di reattività è inestimabile per i clienti, soprattutto perché Syber include anche la capacità di incorporare rigidità e matrici di conformità esterne. “La maggior parte dei nostri clienti progetta su software commerciali, come Abaqus FEA, quindi questa funzione ci consente di interfacciarci con le loro simulazioni all’interno di Syber”, afferma Nikhil Londhe, uno dei principali ingegneri di sviluppo del prodotto che lavora sui modelli di previsione della vita dei cuscinetti in Syber.

Questa connessione ai processi di progettazione dei clienti è sempre più fondamentale per il modo in cui gli ingegneri delle applicazioni Timken collaborano con i clienti, afferma Martens. La capacità di Syber di snellire le connessioni in entrambi i sensi e di condividere informazioni (come il grado di surriscaldamento di una parte del gruppo propulsore) aiuta i clienti a progettare i componenti adiacenti. “Ci aiuta davvero a creare collaborazione e ad assicurarci che i nostri clienti riescano in quello che devono fare”, afferma Martens.

Tutta questa collaborazione fa parte dell’impegno di Timken nei confronti dei clienti e, dal canto loro, i clienti guidano le scoperte di ricerca e sviluppo che si fanno strada nei calcoli di Syber. “Abbiamo visto forzare molto i limiti di Syber, quasi sempre per aiutare un cliente”, afferma Martens.

Londhe sottolinea che i vantaggi vanno in entrambe le direzioni: I clienti forniscono una preziosa esperienza sul campo, convalidando le equazioni teoriche che escogitano lui e Hannon. “Ci aiutano a decidere quali modelli funzionano e quali no. Il loro feedback e la loro convalida ci forniscono la direzione da seguire”, afferma.

Prossimamente: Un salto nelle capacità di Syber

Sono in corso grandi cambiamenti per estendere le capacità della piattaforma di analisi Syber del sistema di cuscinetti, di Timken e rendere tale piattaforma ancora più sicura e in grado di consentire una maggiore collaborazione.

Il team di sviluppo di Syber sta lavorando a una versione completamente nuova della piattaforma, basata su un’infrastruttura Microsoft Windows modulare. Il nuovo Syber sfrutta i più recenti progressi dell’infrastruttura IT digitale, inclusi più contenuti cloud e un’impronta locale più leggera.

L’investimento è nato dalla decisione presa nel 2018 di modernizzare l’intera infrastruttura digitale di Timken. “La visione di Timken su dove volevamo andare è risultata coerente con alcune delle sfide che abbiamo dovuto affrontare nel 2020, con la pandemia a livello mondiale e la necessità di lavorare da remoto”, afferma Mark Martens, che guida il team Syber.

Il nuovo sistema fornirà una maggiore capacità di archiviare i dati centralmente, in modo che gli ingegneri delle applicazioni possano accedere a calcoli e dati da qualsiasi luogo in cui si trovino e possano collaborare più facilmente nonostante i diversi fusi orari e compartimenti organizzativi. Allo stesso tempo, trarrà vantaggio dai moderni protocolli di sicurezza, in modo che gli amministratori possano mantenere controlli rigorosi su chi può vedere cosa.

Sin dall’inizio, Syber 2.0 includerà nella sua analisi i componenti del gruppo propulsore esteso. “Abbiamo imparato molto dalle nostre acquisizioni”, afferma Martens.

“Tutte le aziende che abbiamo acquisito hanno cose che strofinano, cose che ruotano, cose che si muovono – lavorano tutte con componenti tribologici”, dice Hannon. “Tutti i modelli Syber di cui abbiamo parlato e su cui abbiamo lavorato per quegli elementi del gruppo propulsore hanno il potenziale per aggiungere un enorme valore ai progetti su cui stanno lavorando i nostri clienti”.

Cosa che nessun programma software può sostituire

Fondamentalmente, Syber è una piattaforma creata per aiutare le persone a tutti i livelli dell’organizzazione a collaborare e tale collaborazione è fondamentale per il successo di Timken. “Nella mia vita, comincio ad applicare le mie idee a problemi sul campo intrattenendo piccole conversazioni con gli ingegneri delle applicazioni, idealmente davanti a una tazza di caffè”, afferma Hannon.

“Raggiungere un equilibrio tra calcoli spettacolari ma teorici di R e S, aspetti pratici dell’implementazione di Syber e conoscenza del mondo reale degli ingegneri applicativi: questo è il massimo”, afferma. “Quel triangolo – ipotesi e realtà che rimbalzano avanti e indietro, lavoro di squadra e compassione coinvolti – non si può aggiungere un simbolo del dollaro sul valore, lì”.

Martens è pienamente d’accordo.

“Quando un ingegnere applicativo riceve una richiesta da un cliente, non è come risolvere un problema di algebra”, afferma. “Non c’è la risposta in fondo al libro. Ci vogliono diversi tipi di esperienza, e penso che sia per questo che in Timken ci si ritrova con persone che sono brave a colmare le lacune, persone con capacità di comunicazione. Nessun programma software sostituirà tutto ciò”.

Per Londhe, all’inizio della sua già brillante carriera, è stimolante venire a lavorare ogni giorno sapendo che non solo sta risolvendo problemi di vasta portata, ma sta anche costruendo la conoscenza umana collettiva rappresentata dal programma Syber.


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