Badania i rozwój Timken: na styku teorii z rzeczywistością

Świat jest w ciągłym ruchu. Dzisiejszy zaawansowany sprzęt przemysłowy osiąga to, co jeszcze dziesięć lat temu było aspiracją, od technologii wytwarzania energii z fal po podnoszenie masywnych statków, by je przenosić przez rzeczywiste góry.

Łożyska, będące kluczowym elementem każdego mechanicznego układu przenoszenia mocy, umożliwiają obracanie się podzespołów podczas przenoszenia ciężarów i pchanie siły przez mechanizm napędowy w celu wytworzenia ruchu. Dr Bill Hannon, menedżer ds. badań i rozwoju produktu, opowiada o nauce, dzięki której eksperci Timken potrafią dobrać najlepszy rodzaj łożyska, który zapewni wydajną pracę systemu – oraz o algorytmach, które są motorem napędowym ostatnich prac.

Pytanie: Jaki wpływ ma wiedza firmy Timken z zakresu badań i rozwoju na systemy klientów nowej generacji?

Hannon: Prawie wszystkie nasze badania rozpoczynają się w wyniku zapytania klienta lub firmy. Potrafimy opracowywać wydajne łożyska, ponieważ dysponujemy społecznością inteligentnych ludzi, którzy – niezależnie od pełnionej roli – pracują nad wspólnym celem, jakim jest rozwiązywanie problemów klienta. Naukowcy Timken specjalizują się w różnych dziedzinach. Jedna z nich to pokonywanie barier tarcia, inna bada sposoby powstawania pęknięć wewnątrz materiałów. Jeszcze inne przyglądają się wysokim wartościom ciśnienia lub wpływowi hałasu, drgań i szorstkości w systemach mechanicznych. Nasza siła techniczna leży w umiejętności integrowania naszych specjalności w system reagowania, który spełnia konkretne potrzeby, takie jak większa wydajność i wyższe osiągi.

„Skupiamy się na znalezieniu odpowiedzi, które być może rozwiąże problem jednego klienta, ale ostatecznie wyeliminuje problem wszystkich przyszłych klientów”.

Dr Bill Hannon
dyrektor ds. badań i rozwoju produktu, Timken

Pytanie: Pana specjalizacją jest fizyka i matematyka. Jaki proces stosuje Pan dla przekształcenia teorii naukowej w rzeczywiste rozwiązania?

Hannon: Uwielbiam czytać i studiować, ale uważam, że naukowcy mają obowiązek stosować to, czego się nauczyli, w prawdziwym świecie. Genialny chemik organiczny Frank Westheimer powiedział kiedyś, że „miesiąc w laboratorium może zaoszczędzić godzinę w bibliotece”. Oznacza to, że wiele rzeczy zostało już zbadanych i można się o nich dowiedzieć z książek. To jest początek mojego procesu.

Na początku kariery zawodowej spędziłem trzy miesiące w bibliotece, zastanawiając się nad stworzeniem algorytmu przewidywania temperatur w układzie obejmującym łożyska, przekładnie i smarowanie. Prowadziłem ożywione rozmowy z kolegami i zaczynałem kilkukrotnie proces od nowa. Następnie trzeba było wielokrotnie przeprowadzić modelowanie matematyczne i kodowanie, aby stworzyć algorytm, który inżynierowie Timken mogliby wykorzystywać do tworzenia zaleceń dotyczących łożysk. Obecnie nasze istniejące narzędzia badawcze i komputerowe są bardziej zaawansowane, ale proces jest nadal taki sam. Po prostu wkraczamy w erę big data, w której możemy przyglądać się problemom bardziej statystycznie niż wcześniej.

Pytanie: W jaki sposób Pana obecna praca pomaga klientom w wyborze optymalnych łożysk konstrukcyjnych do ich zastosowań?

Hannon: Nasze badania i algorytmy przekładamy na funkcjonalne narzędzia, takie jak oprogramowanie Syber Bearing System Analysis. Nasi inżynierowie ds. zastosowań używają oprogramowania do replikacji układu mechanicznego przenoszenia mocy klienta i wyboru najbardziej wydajnych produktów firmy Timken do wykorzystania w tym układzie. Nasza praca dostarcza także informacji narzędziom inżynierskim dostępnym bezpośrednio dla klientów.

Prawie zawsze narzędzia te znajdują właściwe rozwiązanie. Jednak wraz z postępem technologicznym i coraz trudniejszymi wymaganiami dotyczącymi zastosowań, czasami napotykamy nowe przeszkody. Wtedy wracam do biblioteki, aby znaleźć rozwiązanie. Czasami zaczynamy od bardzo teoretycznych obserwacji, czasami od naprawdę praktycznych. To właśnie połączenie tych dwóch sfer pomaga nam stworzyć inżynieryjną wartość i zdobywać zaufanie klientów.

Pytanie: Poza tworzeniem i optymalizacją algorytmów, w jaki sposób Pana zespół wspiera codzienne rozwiązywanie problemów, które pozwala klientom się rozwijać?

Hannon: Firma Timken dysponuje solidną pętlą informacji zwrotnych w zakresie badań i rozwoju oraz inżynierii, więc ciągle otrzymujemy nowe pytania. Może to być coś prostego, jak klient zastanawiający się, dlaczego moment rozruchowy łożyska nie pasuje do modelu. Może to być coś bardziej skomplikowanego, jak debata w firmie o tym, które prawa lepkości powinny być brane pod uwagę dla nowego produktu. Skupiamy się na znalezieniu odpowiedzi, które być może rozwiąże problem jednego klienta, ale ostatecznie wyeliminuje problem wszystkich przyszłych klientów. Te codzienne doświadczenia pozwalają naszemu zespołowi teoretycznemu nie stracić kontaktu z rzeczywistością. Nie byłoby to możliwe w bardziej akademickim otoczeniu.

Pytanie: Co przyniesie przyszłość? Jakie algorytmy opracuje kolejne pokolenie naukowców Timken?

Hannon: Wciąż rozwiązujemy tę samą liczbę wyzwań, co nasi poprzednicy 50 czy 100 lat temu. Teraz po prostu nie ma łatwych rozwiązań. W latach 60. firma Timken odpowiadała na nieskomplikowane pytania, na przykład dotyczące wartości naprężenia stykowego łożyska, wykorzystując do tego modelowanie komputerowe i kilka ogólnych założeń. W latach 80. badania i rozwój stały się bardziej wyspecjalizowane, a to, czego się nauczyliśmy, doprowadziło do zmniejszenia liczby założeń. Dzisiaj zagłębiamy się mocno w nasze dziedziny nauki, aby uzyskać jeszcze bardziej szczegółowe odpowiedzi. Może to oznaczać, że trudniej jest o łatwe rozwiązanie, ale jesteśmy gotowi na wyzwania.

Badania i rozwój firmy Timken rozpoczynają się na styku zdolności i możliwości. Dowiedz się więcej o inwestycjach firmy w różnorodne inicjatywy techniczne, od nauki pomiarówpo badania i rozwój produkcji.

Published: 2024/01/9