Analyse avancée des systèmes de roulements, commandée par l’homme

La plate-forme logicielle Syber Bearing System Analysis est reconnue par les clients de Timken dans le monde entier pour sa capacité à identifier le roulement adéquat pour tout système de transmission de puissance qui le reçoit. Plus d’un client a exprimé le souhait secret d’acquérir Syber afin de pouvoir concevoir plus efficacement des systèmes de transmission de puissance.

Mark Martens, qui dirige l’équipe de Syber depuis ses débuts, affirme que ce n’est pas aussi simple que cela. « Ce que les clients perçoivent comme étant la valeur du programme se résume en fait à la valeur des ingénieurs d’application Timken qui sont habilités par cet outil, dit-il. Nos spécialistes de la recherche et du développement (R & D) élaborent d’excellentes solutions. Nous les fusionnons dans une plate-forme commune afin que les ingénieurs d’application puissent exploiter toutes ces connaissances. »

Avec Syber, les ingénieurs d’application peuvent prendre les informations sur l’application d’un client – un réducteur, un centre d’essieu, un moyeu de roue, une pompe – et reproduire les détails pour effectuer une analyse de la façon dont les roulements et le reste du système fonctionnent ensemble. Grâce à cette analyse, ils peuvent ensuite prévoir la durée de vie des roulements, la perte de puissance, la production de chaleur, la déformation et les contraintes internes afin d’identifier les alternatives de produits Timken les plus efficaces pour un système donné.

Bill Hannon, Mark Martens et Nikhil Londhe, trois experts qui connaissent Syber de fond en comble, expliquent pourquoi la plate-forme est d’une utilité unique.

 

Plus d’entrées = plus de précision

Timken a commencé très tôt à utiliser des systèmes informatiques pour modéliser les systèmes de ses clients afin d’analyser les roulements, explique M. Martens. Il a lui-même passé une dizaine d’années en tant qu’ingénieur d’application, à assister les clients qui utilisaient des outils de générations précédentes. Certains de ces outils ont commencé sur un ordinateur central, puis sont devenus accessibles par ordinateur personnel au fil du temps.

« Au fur et à mesure que Timken élargissait ses gammes de produits, nos besoins ont augmenté de façon spectaculaire, dit-il. Nous avions besoin d’une plate-forme capable de faire beaucoup plus. La sophistication de nos clients augmentait, ils économisaient des coûts en réduisant le poids et en maintenant l’intégrité structurelle. Ils recherchaient une réduction du couple pour des solutions écologiques et écoénergétiques. »

Timken a lancé Syber en 2005, et l’équipe a introduit des mises à jour majeures chaque année depuis. « Certains des résultats les plus intéressants ont été l’intégration de l’analyse quasi-statique de Syber à une modélisation plus dynamique – ce qui se passe au fil du temps à mesure de l’évolution des choses », explique M. Martens.

Depuis l’introduction de Syber, l’équipe a élargi ses capacités pour inclure de nombreux types de roulements, et a également augmenté sa capacité à prédire avec précision la durée de vie de ces roulements dans les systèmes dans lesquels ils fonctionnent.

« Lorsque Syber a été lancé, Timken a effectué de nombreux tests pour déterminer sa précision, explique Bill Hannon, un scientifique spécialisé dans les roulements qui formule des équations mathématiques pour les outils de modélisation des performances de Syber. Le système a toujours été précis – mais sa précision s’est améliorée au fil des ans. »

La précision est directement liée au nombre d’éléments de contraintes individuels qu’un ingénieur peut analyser. « Au fur et à mesure qu’un client cherche à renforcer son système, nous pouvons inclure de plus en plus de ces données dans nos calculs, ce qui nous permet de nous rapprocher de la solution », explique M. Martens.

Collaboration simplifiée avec les clients

Récemment, M. Hannon a été le fer de lance d’un modèle de prévision de la température qui a permis de simplifier le processus de conception de véhicules à faible consommation de carburant. « Nous obtenons des calculs plus précis, corrélés non seulement aux données des premiers principes, mais aussi à nos données de tests et au contenu physique du monde réel, explique M. Martens. Aujourd’hui, nous pouvons résoudre la température d’équilibre de nombreux systèmes en moins d’une heure. »

Ce type de réactivité est particulièrement précieux pour les clients, d’autant plus que Syber permet également d’incorporer des matrices externes de rigidité et de conformité. « La plupart de nos clients utilisent des logiciels commerciaux, tels que Abaqus FEA, et cette fonctionnalité nous permet d’interfacer leurs simulations dans Syber », explique Nikhil Londhe, ingénieur principal en développement de produits, qui travaille sur des modèles de prédiction de la durée de vie des roulements dans Syber.

Ce lien avec les processus de conception du client est de plus en plus essentiel dans la manière dont les ingénieurs d’application de Timken collaborent avec les clients, déclare M. Martens. La capacité de Syber à simplifier les connexions dans les deux sens et à partager des informations (comme la température à laquelle une pièce du système de transmission de puissance va chauffer) aide les clients à concevoir les composants adjacents. « Cela nous aide vraiment à instaurer un partenariat et à faire en sorte qu’ils réussissent », déclare M. Martens.

Toute cette collaboration s’inscrit dans le cadre de l’engagement de Timken envers ses clients, qui sont également à l’origine des percées en matière de recherche et de développement qui se retrouvent dans les calculs de Syber. « Nous avons souvent vu les limites de Syber repoussées, presque toujours dans le but d’aider un client », explique M. Martens.

M. Londhe souligne que les deux parties bénéficient de ces avantages : Les clients apportent une expérience de terrain inestimable, qui permet de valider les équations théoriques que lui et M. Hannon élaborent. « Ils nous aident à déterminer les modèles qui fonctionnent et ceux qui ne fonctionnent pas. Leurs réactions et leur validation nous donnent une orientation cruciale », ajoute-t-il.

Bientôt : Un bond en avant dans les capacités de Syber

De grands changements sont en préparation pour accroître les capacités de la plate-forme d’analyse Syber Bearing System de Timken et la rendre encore plus collaborative et plus sûre.

L’équipe de développement de Syber travaille sur une toute nouvelle version de la plate-forme, construite sur une infrastructure modulaire Microsoft Windows. Le nouveau Syber tire parti des dernières avancées en matière d’infrastructure informatique numérique, notamment d’un plus grand nombre de contenus dans le cloud et d’une empreinte locale plus faible.

Cet investissement est le résultat d’une décision prise en 2018, visant à moderniser l’infrastructure numérique de Timken dans son ensemble. « La vision de Timken quant à la direction que nous voulions prendre a fini par correspondre à certains des défis que nous avons dû relever en 2020, avec la pandémie mondiale et la nécessité de travailler à distance », explique Mark Martens, qui dirige l’équipe Syber.

Le nouveau système permettra de mieux stocker les données de manière centralisée, de sorte que les ingénieurs d’application pourront accéder aux calculs et aux données de n’importe où et collaborer plus facilement au-delà des fuseaux horaires et des cloisonnements organisationnels. En même temps, il tirera parti des protocoles de sécurité modernes afin que les administrateurs puissent maintenir un contrôle strict sur qui peut voir quoi.

Dès le départ, Syber 2.0 inclura dans son analyse des composants étendus du système de transmission de puissance dans son analyse. « Nous avons tiré de nombreux enseignements de nos acquisitions », déclare M. Martens.

« Toutes les entreprises que nous avons acquises ont des pièces qui frottent, qui tournent, qui bougent – elles travaillent toutes avec des composants tribologiques, explique M. Hannon. Tous les modèles Syber dont nous avons discuté et sur lesquels nous avons travaillé pour ces éléments des systèmes de transmission de puissance ont le potentiel d’apporter une valeur ajoutée considérable aux conceptions sur lesquelles travaillent nos clients. »

Ce qu’aucun logiciel ne peut remplacer

Syber est essentiellement une plate-forme conçue pour aider les personnes à tous les niveaux de l’entreprise à collaborer, et cette collaboration est à la base du succès de Timken. « Je commence à appliquer mes idées à des problèmes concrets en ayant des conversations informelles avec les ingénieurs d’application de mon entourage, idéalement autour d’une tasse de café, explique M. Hannon.

L’équilibre entre les calculs spectaculaires mais théoriques de la recherche et du développement, les aspects pratiques de la mise en œuvre de Syber et les connaissances du monde réel par les ingénieurs d’application est primordial, affirme-t-il. Ce triangle – où les hypothèses et les réalités sont remises en question, et le travail d’équipe et la compassion qu’il implique – est d’une valeur inestimable. »

M. Martens est entièrement d’accord.

« Quand un ingénieur d’application reçoit une demande d’un client, cela ne revient pas à résoudre un problème d’algèbre, déclare-t-il. « Aucune réponse ne figure au dos du livre. Il faut toutes sortes d’expertises différentes, et je pense que c’est la raison pour laquelle chez Timken, vous vous retrouvez avec des personnes qui savent combler les lacunes, des personnes qui possèdent des compétences relationnelles. Aucun logiciel ne peut remplacer cela. »

Pour M. Londhe, qui commence à peine sa brillante carrière, il est stimulant de venir travailler chaque jour en sachant qu’il ne se contentera pas de résoudre des problèmes de grande envergure, mais qu’il s’appuiera également sur le savoir humain collectif que représente le programme Syber.


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Published: 2021/05/8