MapleSim aide à réduire le temps de développement d’ABB Crane Systems et à faire des économies d’argent pour ses clients

Défi
Pour accroître la sécurité et la rentabilité opérationnelles des grues, ABB Crane Systems avait besoin d’améliorer les performances des régulateurs automatiques servant à supprimer les oscillations indésirables et dangereuses des grues.

Solution
En collaborant avec les Solutions d’Ingénierie Maplesoft, ABB Crane Systems a utilisé MapleSim pour développer un modèle extrêmement fidèle du conteneur et des câbles de grandes grues automatiques. Le modèle a été facilement exporté en tant que S-fonction Simulink^® et utilisé aux fins d’analyse mécanique, de développement des algorithmes de contrôle et d’optimisation du fonctionnement des grues.

Résultat
D’après ABB Crane Systems, l’utilisation de MapleSim pour développer le modèle de matériel a contribué à faire passer le temps de développement de plusieurs mois à quelques jours tout en limitant considérablement les dépenses.

Des millions de conteneurs d’expédition transitent chaque année dans les ports maritimes, transportant toutes sortes de marchandises : machines, pièces automobiles, chaussures, jouets ou aliments surgelés. Dans les ports modernes, les conteneurs sont déchargés à quai puis dirigés sur une zone d’empilage où des ponts roulants gerbeurs automatisés et des grues de manutention à quai les entreposent jusqu’à ce qu’ils soient prêts à être chargés sur des camions ou des trains de transports de marchandises. Les conteneurs doivent être transférés avec rapidité et précision, sans interférer avec d’autres conteneurs, grues ou véhicules. Tout retard pèse sur la rentabilité du port, notamment dans les grands ports qui déplacent quotidiennement des milliers de conteneurs.

ABB Crane Systems est le leader mondial des équipements électriques et des systèmes d’automatisation destinés au traitement des conteneurs et aux grues pour la manutention de marchandises en vrac, y compris les ponts roulants gerbeurs automatisés et les grues de manutention à quai. Ces engins sont évidemment difficiles à contrôler car ils utilisent de longs cordages et les conteneurs risquent de se balancer sous l’effet de petites perturbations. Même sans perturbations extérieures, le mouvement du conteneur lui-même peut être à l’origine d’oscillations. Aujourd’hui, ces grues doivent soulever des charges plus lourdes à des vitesses plus élevées et à de plus grandes hauteurs que jamais auparavant ; cependant, cette augmentation en taille aggrave encore le problème des balancements. Ces oscillations et leur élimination sont largement considérées par le secteur du transport maritime comme constituant un goulet d’étranglement important freinant la productivité. ABB Crane Systems souhaitait développer des contrôleurs automatiques de grue optimisés susceptibles de supprimer le mouvement de balancement et, de ce fait, améliorer la sécurité de fonctionnement et la rentabilité de leurs clients.

ABB Crane Systems a demandé aux experts en Solutions d’ingénierie Maplesoft de développer un nouveau modèle extrêmement fidèle du conteneur et des cordages des grandes grues automatiques. Une fois développé dans MapleSim, l’outil de modélisation physique au niveau système, le modèle a été ensuite exporté en tant que S-fonction Simulink^® pour être utilisé à des fins de tests. Avec le comportement dynamique des cordages et du conteneur intégré dans le modèle, les ingénieurs d’ABB Cranes ont pu tester leurs stratégies de commande selon différents scénarios et cycles de fonctionnement. MapleSim ayant permis de modifier rapidement la structure du modèle et de régénérer la S-fonction, les changements ont pu être effectués facilement en réponse au retour d’information des exploitants.

Avec MapleSim, le développement du modèle d'installation initial s'est avéré bien plus rapide qu'en essayant de le faire dans Simulink seul, et les résultats ont été facilement intégrés dans notre chaîne d'outils.

- Dr. Jonas Ohr, Tech Manager, Motion Control and Automation, ABB Crane Systems

L’équipe d’ABB Cranes fait appel aux modèles MapleSim pour des analyses mécaniques, le développement d’algorithmes de contrôle et l’optimisation des opérations. En conséquence, les ingénieurs d’ABB Crane Systems sont en mesure d’améliorer les performances de leurs systèmes de commande de grues, augmentant ainsi pour leurs clients le nombre de conteneurs manutentionnés.

« Grâce aux Solutions d’ingénierie Maplesoft, nous avons fait économiser beaucoup d’argent à nos clients tout en réduisant notre propre temps de développent à quelques jours au lieu de plusieurs mois», explique le Dr Jonas Ohr, Directeur technique, Systèmes de contrôle et d’automatisation des mouvements, d’ABB Crane Systems. « Avec MapleSim, le développement du modèle d’installation initial s’est avéré bien plus rapide qu’en essayant de le faire dans Simulink^® seul, et les résultats ont été facilement intégrés dans notre chaîne d’outils. L’équipe des Solutions d’ingénierie de Maplesoft Engineering Solutions a fourni l’expertise dont nous avions besoin pour atteindre avec rapidité et efficacité les objectifs de notre projet ».

Ces résultats ont amélioré la rentabilité des clients d’ABB Cranes, en particulier dans les très grands ports qui font transiter quotidiennement des milliers de conteneurs.

* Simulink est une marque commerciale ou une marque déposée de The MathWorks, Inc.

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