Podívejte se, jak konstrukční tým společnosti Mastenbroek navrhuje zakázkové samohybné rýhovače a maximalizuje produktivitu díky využití nástrojů aplikace Autodesk Inventor.
Inventor pomáhá Mastenbroeku zvýšit produktivitu konstruování
Základní koncept výrobků Mastenbroek je klamně jednoduchý: nástroje pro kopání díry v zemi. To, čím se tento specializovaný výrobce odlišuje od svých konkurentů, je ale jedinečná schopnost posouvat hranice toho, co je v tomto odvětví možné, což zahrnuje pozemní i podvodní námořní rýhovače pro neuvěřitelně rozmanitou škálu aplikací.
Rozmanitost úkolů pro stroje Mastenbroek sahá od kopání příkopu v žulovém masivu v Norsku po inženýrské rozvody v měkčí půdě na plantáži cukrové třtiny v Kolumbii. Může to znamenat kopání v deltě Nilu, kde hladina spodní vody leží pár centimetrů pod povrchem, nebo v diamantovém dole poblíž pobřeží Namibie, kde rozbití povrchu vyvolá masivní příval mořské vody.
Může to také znamenat práci hluboko na otevřeném moři, kde dálkově ovládané stroje vykopou dvoumetrový příkop, pak opatrně zvednou tlusté napájecí kabely a zakopou je.
„Máme rádi podivné a neobvyklé požadavky,“ říká Mark Taylor, technický ředitel společnosti Mastenbroek. „Postavíme téměř cokoliv, co si kdo bude přát, pokud to bude souviset s kopáním příkopů. Líbí se nám příležitost přeměnit standardní stroj na zakázkový, jednorázový design pro obzvláště náročnou aplikaci.“
Společnost Mastenbroek, založená v roce 1965, vyrobila svůj první rýhovač v roce 1977 a je stále silná i o více než 45 let později. Soukromá společnost se sídlem v Bostonu, Lincolnshire ve Velké Británii, nyní podporuje globální průmysl kladení kabelů a potrubí se zaměřením na zakázková inženýrská řešení pro širokou škálu užitkových, pobřežních a zemědělských aplikací.
Jak si asi dokážete představit, podmořské prostředí představuje pro samohybné rýhovače jedny z nejobtížnějších podmínek. Zatímco průměrná hloubka nasazení je 137 metrů, jiné rýhovače musí spolehlivě fungovat až do hloubky 1,5 km pod vodou. Tyto stroje jsou určeny pro dálkové ovládání a primárně se používají k hloubení mořského dna a zakopávání předem položených pobřežních kabelů pro mořské větrné turbíny.
„Pro offshore sektor je nutné využít velké množství odborných znalostí v oblasti rýhování na souši,“ říká Taylor. „Využíváme tyto zkušenosti k vytváření strojů, které jsou velmi spolehlivé a produktivní. Velkým problémem je, že pokud má podmořský rýhovač poruchu, jen jeho vytažení zpět k opravě stojí asi 200 000 dolarů.“
Ale i další výzvy jsou nelehké. Některé pozemní stroje musí být schopny hloubit příkopy do hloubky 18 metrů a více, váží 140 tun a musí být rozebratelné a přepravitelné několika vozidly mezi jednotlivými pracovišti. (Standardnější stroje váží pouhých sedm tun a mohou být přepravovány jedním nákladním automobilem.) Pobřežní stroje jsou nasazovýny ze zadní části plavidla, kde kladený kabel musí projít rýhovačem, aniž by došlo k porušení jeho maximálního poloměru ohybu.
Při řešení všech těchto problémů se Mastenbroek spoléhá na Autodesk Inventor. Ve skutečnosti společnost používá Inventor už téměř čtvrt století.
Síla a všestrannost 3D modelování
Mark Taylor, který má více než čtyři desetiletí zkušeností s navrhováním a konstruováním samohybných rýhovačů, si pamatuje dobu, kdy byly tyto stroje rýsovány tuší a průměrný zákazník musel extrapolovat, jak bude stroj fungovat, jen z pohledu na 2D výkres.
"Velká část těchto institucionálních znalostí zmizela," říká. „Dnes je běžnější pracovat s lidmi s rozhodovací pravomocí, kteří vůbec nemusí mít žádné inženýrské vzdělání. Začínali jsme narážet na bariéry, protože naši zákazníci nerozuměli tomu, co jim prostřednictvím 2D nákresů ukazujeme. Tehdy jsme přešli na používání Autodesk Inventoru.“
Přechod do světa 3D modelování výrazně posílil to, čemuž Taylor říká „koncepční hloubka ostrosti“ a což umožňuje komukoli pochopit záměr nového návrhu. Tyto 3D CAD modely se staly vysoce efektivním prodejním nástrojem, který týmu Mastenbroek umožňuje vytvářet jasně prezentovat a nadchnout zákazníka pro vysoce zakázkové návrhy, a to bez ohledu na technické znalosti zákazníka.
„Jak si dovedete představit, je velmi účinné ukázat jim plně tvarovaný design, který zahrnuje jejich firemní barvy a logo,“ říká Taylor. "To návrhu dodá 'wow faktor'."
I když se Inventor stal důležitou součástí prodejního cyklu, je především platformou pro řešení technických problémů. Ty často začínají už ve fázi konceptu, když tým zpracovává cykly zpětné vazby od zákazníků.
„Pokud chce zákazník určitým způsobem změnit pracovní nástroj rýhovače a my zjistíme, že tato změna způsobuje jiný problém, můžeme použít model k tomu, abychom ukázali, proč se to děje, a zapojíme zákazníka do námi navrhovaného řešení.“ říká Steve Lindley, konstruktér ve společnosti Mastenbroek. „Na druhou stranu, pokud za námi přijde zákazník s požadavkem, který se ukáže jako nepraktický, můžeme mu pomocí 3D modelu ukázat proč – a také předvést efektivnější přístup. Je velmi silné ukázat tyto příklady ve 3D.“
Jak čelit náročným technickým výzvám
Jakmile je objednán nový rýhovač, tým Mastenbroek přidělí práci jednomu ze svých čtyř vedoucích konstruktérů. Inženýři postupují zpětně od data dodání a stanoví klíčové milníky na základě všech podmínek, od typického času návrhu pro stroj konkrétní velikosti až po to, kdy hlavní komponenty dorazí od dodavatelů. Poté začne skutečná práce v Inventoru.
„Může to být případ, kdy je 90 procent návrhu již hotových a my z toho jen měníme 10 procent,“ říká Lindley. "Nebo můžeme začít z 'čisté vody', z prázdné obrazovky. V každém případě jde o řešení problémů, které jsou specifické pro danou aplikaci, jako je např. 10metrová dráha, kterou musí kabel procházet rýhovačem. Nebo detekce kolize hydraulických válců při plném rozsahu pohybu, řízení těžišť a pochopení točivých momentů různých konstrukcí. V každém projektu je obrovské množství problémů a vše je spravováno prostřednictvím Inventoru.“
Je důležité poznamenat, že zakázkové návrhy, se kterými Mastenbroek pracuje, mají běžně 5 000 až 15 000 jedinečných součástí. Schopnost pracovat s takto velkými 3D CAD modely je jedním z důvodů, proč společnost Inventoru nadále důvěřuje. Dalším důvodem je jeho sladění s potřebami společnosti.
„Jednou z nejlepších vlastností Inventoru je, jak zachází s plechy,“ říká Lindley. „Plech je naší životní mízou. Téměř vše, co děláme, je plech. Ještě před deseti lety prováděli velkou část naší panelové práce v dílně zkušení technici, kteří to zvládli v podstatě bez pomoci. Tyto dovednosti jsou stále vzácnější. Inventor nám dává možnost generovat ve 3D to, co by řemeslník předchozí generace dělal ručně. To je pro nás spása."
Převzetí kontroly nad výrobním procesem
Jednou z nejdůležitějších otázek u zakázkových strojů je vyrobitelnost. Dokončení modelu je jen prvním krokem, po kterém následuje analýza, aby bylo zajištěno, že jeho součásti lze opracovat a sestavit. Odtud musí tým zajistit, aby návrh splňoval všechny platné regulační normy.
„Provádíme mnoho analýz metodou konečných prvků, abychom dokázali, že náš návrh je v souladu s předpisy,“ říká Taylor. „Inventor je nástroj, který používáme k aplikaci těchto standardů na model, a pak zjišťujeme, zda zde nejsou nějaká horká místa způsobená namáháním. Pokud dokážeme identifikovat problém v modelu a vyřešit jej dříve, než se dostane do dílny, samozřejmě ušetříme spoustu času a zdrojů. Nemáme moc velké množství času na jeden projekt. Od prázdné obrazovky k řezání kovu přejdeme během několika dní a stroj se rozjede za 12 až 16 týdnů.“
V tomto smyslu je Inventor klíčovou složkou celkové technické efektivity úzce propojeného týmu Mastenbroek.
„Inventor nám v podstatě umožňuje udělat více souběžných konstrukčních prací v daném čase,“ říká Taylor. „Naše dílna se změnila z úlu aktivit se skicáky rozházenými všude možně, na dílnu, kde jsme převzali kontrolu nad celou konstrukcí našich strojů. S přesným 3D modelem můžeme řídit celý proces.“
Jakmile je nový návrh dokončen a skutečně převeden do výroby, tým Mastenbroek stále spoléhá na 3D model, který řídí řadu podpůrných procesů.
„Model používáme k tvorbě 2D výrobních výkresů, které posíláme dodavatelům pro řezání laserem,“ říká Lindley. "Potom jej použijeme k vytvoření veškeré dokumentace na míru pro tento stroj, včetně dílenských příruček, standardních provozních postupů stroje, návodů k obsluze a příruček dílů."
Posouváme Inventor na hranici možností
Protože tým Mastenbroek používá Inventor od roku 2000, představuje ideální testovací prostředí pro nové vlastnosti a funkce. Na rozdíl od jiných beta testerů však Mastenbroek pouští novou verzi rovnou do běžného produkčního prostředí.
„Když provádíme beta testování, nepovažujeme nejnovější verzi za testovací platformu,“ říká Taylor. „Pokračujeme v každodenní práci a využíváme ji 15 až 16 hodin denně na plný výkon. Pořád to tlačíme. Velmi rychle zjistíme, zda máme problém, což pomáhá Autodesku vylepšit svůj software.“
Bez ohledu na to, jaké nové funkce byly do Inventoru přidány, Taylorova zpětná vazba má často jedno velmi důležité opakující se téma.
„Inventor je zatraceně dobrý návrhářský nástroj, který nám opravdu pomáhá,“ říká. "Disponuje všemi specialitami. Ale je důležité neztratit ze zřetele hlavní produkt. Dotlačili jsme Inventor až na jeho limity. Pokud jste připraveni vynaložit úsilí, výsledky jsou vynikající.“
Jako konstruktéři věříte, že dobrá konstrukce a dobrá technika mohou vyřešit jakýkoli problém. My také. Vyžádejte si další informace o konstrukčních a technických řešeních od společnosti Autodesk a ARKANCE.
dle customer story
