global helmaskinssimulering på vce/vpd (virtual product development)

Lennarth Zander

2012-04-17

VPD-DHC/Volvo Construction Equipment, Eskilstuna, Sweden

E-mail: [email protected]

Global helmaskinssimulering på VCE/VPD (Virtual Product Development)

Sammanfattning

Sommaren 2009 sjösattes nuvarande organisation på Volvo Construction Equipment (VCE). Två viktiga saker förändrades; vi fick en dedikerad simuleringsorganisation och vi blev globala.

Detta föredrag handlar om resan som tog oss dit, hur vi levererar i industriprocessen, hur vi valt att lägga upp vårt arbete vilka verktyg vi jobbar med och lite om de mänskliga värdena.

Sektion 1: Vad är VPD för nåt?

Volvo Construction Equipment

4

VPD är Virtual Product Development!

VPD Simulators

Jae lee

NVC Analysis & Simulation

Hyunseok Kang

Virtual Product Development

Ahnkyun Jung

DHC Analysis & Simulation

Lennarth Zander

Structure & Durability(Asia & Americas)

Brian Keen

Structure and Durability(Europe)

Per-Olof Danielsson

Volvo Construction Equipment5

VPD:s hub siter

Asheville, US

± 250 empl.

R&D Plant

Eskilstuna and Braås, Sweden

Arvika, Sweden

± 1430 empl.

Changwon, Korea

± 1180 empl.

Eskilstuna, Sweden ± 1260 empl.

Jinan, China

Linyi, China

± 2290 empl.Shippensburg, US

± 780 empl.

Hallsberg, Sweden

± 640 empl.

Pederneiras, Brazil

± 560 empl.

Belley, France

± 430 empl.

Wroclaw, Poland

± 260 empl.

Bangalore, India

± 180 empl.

Braås, Sweden ± 850 empl.

Braås and Eskilstuna, Sweden

Hameln, Germany

± 530 empl.

Shanghai, China

± 330 empl.

Konz-Könen, Germany

± 910 empl.

Sektion 2: Helmaskinssimulering i industrisystemet

•Vad innebär helmaskinssimulering?

•Hur ligger vi i utvecklingsprocessen?

•COR vs nyttan av simuleringssupport i tidig fas

•Vikten av prediktiva modeller

•Att få förtroendet att ”stanna kvar” i tidiga projekt och få tillgång till validering av modeller via prov


Helmaskinsimuleringens ”Solsystem”

Lennarth Zander VPD7 120417

Machine

Engine

Trans

mission

Hydraulics

OperatorControls

Heat

Gravel

Customer

Usage

Helmaskinssimulering kräver att samtliga

samtliga subsystem finns representerade på

någon nivå

Helmaskinssimulering bidrar på två olika vis:

•Beskriver en tänkt maskins egenskaper innan

prototyper finns framme

•Ger subsystemägaren information om hur

subsystemet förväntas användas

När subsystemägaren vet hur hans/hennes system

samverkar ”kopplar” man loss från solsystemet

och genomför ”off line” simulering för att optimera

sin leverans

I regelbundna loopar återförenas subsystemen

I solsystemet och levererar bättre och

bättre resultat. Anpassningar mellan

Subsystemen kan genomföras


Volvos utvecklingsprocess GDP och helmaskinssimulering (visionen)

8 23-04-21


Vissa subsystem måste ligga långt före maskinprojekten i utvecklingsprocessen

9 23-04-21

Maskinsystem:

Hjullastare tex

Subsystem:

Hydraulik tex.


Simuleringsprecision (COR) och nyttan med simulering för VCE


På VCE har vi idag ett kvalitetsmått på hur bra vi simulerar som kallas ”COR=Correlation Factor”.

När vi startade 2009 bestämde vi att en simuleringsmetod behöver klara av att leverera COR=90% för att anses tillräckligt bra för att stödja ett produktionsprojekt.

Så hög COR kräver vanligen att modellerna kan kalibreras mot prov. Om man kan genomföra prov finns prototyper framme och då är många av våra interna kunder mindre benägna att använda våra tjänster med simulering.

Trenden är därför att vi på VPD försöker möta våra kunders önskemål och acceptera lägre COR men starta vår support i tidigare faser. Vi måste också bli bättre på att ”hänga kvar” i projektets senare fas och validera mot prov.


Hur utnyttjas helmaskinsimulering idag och vart är vi påväg?


Helmaskinssimulering utnyttjas idag för att skapa sk PLANT MODELS eller BEHAVIOUR MODELS för olika former av CONTROL simulering. Då gör vi modellerna som sedan används av andra avdelningar.

Simulering av bränsleförbrukning är en annan tillämpning.

Vår MultiBodySimulation (MBS) används för stabilitets- och fordonsdynamikstudier samt lastprediktering för strukturberäkning.

Vår hydraulikkompetens används både för helmaskinssimulering och för dedikerade simuleringar i hydraulsystemet på subsystemsnivå.

Vi vill även stötta subsystemsoptimering men är inte riktigt där ännu inom alla subsystem.

Vi kommer inom kort att leverera modeller för RT-Simulering.

Sektion 3: Simuleringsarkitektur för helmaskinssimulering


Olika maskintyper som skall hanteras

Global

simuleringsplattform


Simuleringsplattformens olika frihetsgrader

Fysikalisk nivå

Subsystem

”0D/RT”

”1D”

”1D-3D/

Predictive level”

GT/Simulink AmeSim GTTools Simulink Simulink/AdamsCar Simulink

Representativa körcykler

Skelettet är Simulink

EngineLevel 3

Trans-MissionLevel 3

Hydraulics level 3

Operator Level 3

Tire/Tracks/DrumLevel 3

Gravel Interaction Level 3

Chassi/Lift Frame WorkLevel 3

Controols Level 3

HeatManagement Level 3

EngineLevel 2


Hydraulics level 2

Operator Level 2




Controols Level 2


EngineLevel 1


Hydraulics level 1

Operator Level 1




Controols Level 1


Simulik


Våra verktygsval


Simulink/MathWorks är svårt att avstå ifrån inom subsystem som CONTROLS och OPERATOR MODELS.

Simulink är också lämpligt som skelettverktyg eftersom det finns goda möjligheter för modellimport från andra miljöer.

För de modeller som exporteras till andra avdelningar är Simulink också lämpligt eftersom många avdelningar ändå har och/eller behöver licenser för andra uppdrag.

Men när fysikaliska nivån på modellerna ökar räcker inte Simulink alltid till och då förstärker vi oss med specialkoder per domän som Amesim för hydraulik, GT-Suite för motormodeller och Adams när vi behöver göra 3D analyser.

Vi har verktygsansvariga i teamet som ständigt granskar våra verktygsval även om ”tröskeln” för byten är ganska hög.

Det är också viktigt att hålla verktygsfloran nere för att få synnergier i verksamheten

Sektion 4: Den mänskliga sidan av globalt och mångkulturellt arbete

Sommaren 2009 sjösattes nuvarande


Mänskliga faktorn och kulturella skillnader


När vår organisation bildades prioriterades kritisk massa och globalitet.

Det är lätt att hitta nedsidor på ett sådant upplägg som går över flera tidzoner och kulturer.

Men det finns uppsidor också!

Tex. fann vi att våra koreanska kollegor hade en närmare relation med provning och många gånger jobbade med högre ”COR” eftersom modellerna validerades i större utsträckning.

Däremot bjöd den svenska traditionen att ligga längre fram med prediktiva modeller eftersom vi dels hade en ambition att starta simulering tidigare och vant oss vid måttlig provsupport.

Koreanerna lär oss struktur och att kvantifiera våra förmågor. Men det finns en tendens att kika mer på hastighetsmätaren är på vägen.

Klart är att vi lär oss mycket av varann och att vi är påväg åt rätt håll!

Referenser

3 års hårt arbete som chef med bra stöd från mina medarbetare och chefer att få arbetet att flyta!


Tack för er uppmärksamhet!


global helmaskinssimulering på vce/vpd (virtual product development)

Documents

document name

security classvolvo

security classsektion

vpd r virtual

bras and

kvalitetsmtt p

helmaskinssimulering

samtliga samtliga subsystem