Integreret Produktudvikling: Utraditionel softwareløsning fik tandhjulene til at holde til 200.000 cykler

Det er ikke specielt overraskende, at tandhjulstænder begynder at knække, når en aktuator, der er designet til 20.000 cykler, pludselig skal køre 200.000.

Og det kommer heller ikke som et chok at den mekanikingeniør, der skal løse problemet, straks tænker i retning af større tandhjul, vildere hærdning eller helt andre materialer.
For det er den naturlige og intuitive løsning – den løsning, man plejer at vælge.

Og det var da også den vej, som Development Engineer, R&D, TECHLINE®, Jesper Helbig, var godt på vej ud ad, da han for noget tid siden stod ansigt til ansigt med brækkede tænder og aktuatorer, der nægtede at flytte sig ud af stedet.

»Havde jeg ikke fået input fra helt andre faggrupper, var det højest sandsynligt endt med større- eller stærkere – og dermed dyrere tandhjul. Måske havde vi også været nødt til at gøre hele aktuatoren større, eller måske var vi simpelthen endt med at sige, at en ti gange så lang levetid ikke var muligt at realisere indenfor et rimeligt budget. Det er alt sammen tænkeligt,« lyder det.

10 x levetid?

Han fortæller, at det hele startede med en forespørgsel fra de kunder, der indbygger LA36-aktuatoren i maskineri til landbruget.

De var rigtigt glade for den solide aktuator, men det ville ikke gøre noget, hvis den lige kunne holde ti gange så lang tid og desuden blev udstyret med flere styringsmuligheder, lød det fra branchen.

Omsat til LINAK-sprog svarede det bl.a. til en opgradering af levetiden fra 20.000 til 200.000 cykler, og en del af den udfordring landede altså på Jesper Helbigs skrivebord under navnet ”LA36 Long Life Actuator”.

»Nu er LA36 i forvejen en meget solid aktuator, så i de levetidstest, vi gennemførte, var der faktisk 80 procent, der uden videre kørte meget længere, end de 20.000 cykler, som en standard LA36 er designet til. Men den resterende femtedel skulle selvfølgelig også med, så vi begyndte at identificere de forbedringer, det krævede,« siger han og nævner et skifte til børsteløse motorer og en bedre levetidssmøring som nogle af forholdene.

Sintrede tænder knækkede efter 60.000 cykler

Derefter troede man egentlig, at man var i mål, og man satte derfor den helt store levetidstest i gang.

Under testen, der strækker sig over 12 måneder, monteres aktuatorerne i teststande, hvor de trykker og trækker i døgndrift, mens sensorer og andre måleinstrumenter hiver bunkevis af data ud.

Men det svageste led i kæden, krævede nu ikke den store analysekraft at få øje på, fortæller Jesper Helbig:

»Efter tre – fire måneder, svarende til 60. 000 – 70.000 cykler, begyndte nogle af tænderne i gearkassen at knække, hvis aktuatoren f.eks. blev blokeret. Det var lidt af en overraskelse, eftersom der er tale om sintrede tandhjul, der er særdeles stærke,« lyder det.

Tværfagligt og integreret

Og hvis ikke det var fordi, man på LINAK hylder begrebet ”Integreret Produktudvikling”, kunne historien have sluttet her. Det var så blevet med én af de ovennævnte, traditionelle løsninger.
Men sådan gik det heldigvis ikke, fortsætter Jesper Helbig:

»Integreret Produktudvikling er egentlig bare et navn for den måde, vi arbejder på, siger han og fortæller, at man på LINAK altid har haft en meget tværfaglig tilgang til problemløsning.
Måske fordi man i 1980’erne startede med et produkt, der stort set var mekanisk fra ende til anden. Derefter kom der i 90’erne en hel del analog elektronik til, mens der efter årtusindskiftet stod software på hele programmet.«

»Det har betydet, at vi hele tiden har skullet lære nyt, og at det bl.a. skulle ske, ved at lytte til hinanden og i det hele taget interessere os for de andre fag. Det synes jeg, vi er gode til,« siger han og peger på sine to kolleger, Software Architect, R&D, Mads Hede Nielsen og Development Engineer, R&D, Michael Mukela Lance.

Det var nemlig de to, der under et ”filebænksmøde” begyndte at tale om andre muligheder end den rå mekaniske oprustning:

»De nævnte, at vi jo i forvejen har softstart på aktuatoren og intelligensen til at styre motoren. Dermed kunne vi måske også få softwaren til at detektere det accelererende strømtræk, som en overbelastning eller blokering ville resultere i.«

»Udfordringen var selvfølgelig, at detektering og afbrud af strømmen skulle ske på millisekunder, så vi helt undgik den ødelæggende spidsbelastning,« siger Jesper Helbig, der hellere end gerne kastede bolden over til sine to kolleger.

Ny algoritme og bedre filtrering

Og de to ingeniører greb den, og driblede videre derudaf:

»Hvis softwaren skulle forhindre tænderne i at knække, krævede det som minimum en ny algoritme, så den fik vi lavet,« siger Michael Mukela Lance og tilføjer, at filtreringen i den elektroniske hardware også blev justeret, så man kunne se peaks i strømforbruget meget hurtigere.

»Derefter fungerede det egentlig, som det skulle, og aktuatoren koblede ud, hvis den blev blokeret eller overbelastet. Dermed havde vi reelt elimineret et mekanisk problem med en relativt billig softwareløsning, og den slags er vi jo altid glade for,« smiler Michael Mukela Lance.

Intet teknisk gennembrud

Både Jesper Helbig og Mads Hede Nielsen nikker til den pointe. Men de tre LINAK-ingeniører understreger, at historien ikke handler om et teknologisk gennembrud – for det er ikke det, der er tale om, siger Mads Hede Nielsen:

»Selve løsningen er jo ikke unik eller spektakulær på nogen måde. Pointen er bare, at vi med al sandsynlighed var endt med en dyrere og mere traditionel løsning, hvis vi ikke samarbejdede så meget på tværs, som vi rent faktisk gør. Mange steder er softwaremanden jo ikke indkaldt til møder, der har med knækkede tandhjulstænder at gøre. Men det er han altså på LINAK,« fortæller han.

Michael Mukela Lance supplerer:
»Det er jo ikke en løsning, vi var nået frem til, hvis vi havde siddet i hver vores fag-silo. Det er en løsning, der opstår, fordi vi altid har en repræsentant fra hvert fag med i projekterne, og fordi vi nærmest har en stående ordre om at lufte vores ideer, hvis vi har nogen. Og det er ikke bare noget, der resulterer i bedre produkter. Det er også noget, der udvider ens faglige horisont, og gør arbejdet meget sjovere og mere udfordrende,« lyder det.

Læs mere om en karriere i LINAK her.