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LSP-Systemcheck am virtuellen GabelstaplerUnternehmensnachrichten
LSP-Systemcheck am virtuellen Gabelstapler (15.10.2015)
Mit der Datenbrille bewertet der Ingenieur die Sichtverhältnisse aus der Position des Staplerfahrers. Die 3D-Rundumsicht basiert auf den CAD-Daten des Gabelstaplers.
Mit der Datenbrille bewertet der Ingenieur die Sichtverhältnisse aus der Position des Staplerfahrers. Die 3D-Rundumsicht basiert auf den CAD-Daten des Gabelstaplers.
Linde Material Handling GmbH - Das von Linde Material Handling im letzten Jahr auf den Markt gebrachte Assistenzsystem für Gabelstapler, der Linde Safety Pilot (LSP), überwacht im Betrieb fortlaufend Fahrzeugparameter wie Hubhöhe, Lastschwerpunkt, Lastgewicht und Geschwindigkeit und warnt den Fahrer, sobald er sein Fahrzeug in den Grenzbereich bewegt. Wenn gewünscht, greift das LSP-System aktiv in die Fahrzeugsteuerung ein, verlangsamt z. B. den Stapler oder schränkt die Mastbewegung ein. Damit will Linde die Sicherheit beim Arbeiten mit Gabelstaplern signifikant verbessern. Parallel zur Entwicklung des LSP bauten die Versuchsingenieure des Herstellers ein sogenanntes „Hardware in the Loop“-Testverfahren (HIL) auf, das es ihnen ermöglichen soll, komplexe Systeme wie LSP oder andere elektronische Steuerungen und Systeme an virtuellen Staplermodellen zu prüfen und auf dieser Basis weiterzuentwickeln. Während des StaplerCups im September 2015 gab Linde Material Handling einem ausgewählten Fachpublikum einen Einblick in sein Versuchszentrum in Aschaffenburg und stellte das neue HIL-Verfahren vor.

Mit dem HIL-System (Hardware in the Loop) werden komplexe Steuerungs- oder Assistenzsysteme wie der Linde Safetey Pilot am virtuellen Modell erprobt .
Mit dem HIL-System (Hardware in the Loop) werden komplexe Steuerungs- oder Assistenzsysteme wie der Linde Safetey Pilot am virtuellen Modell erprobt .
Der Linde Safety Pilot war zuerst für die Elektrogabelstapler im Traglastbereich von zwei bis fünf Tonnen verfügbar. In diesen beiden Baureihen bietet Linde Material Handling 34 verschiedene Fahrzeugmodelle an, hinzukommen etliche Mastvarianten und Anbaugeräte – für jede dieser Varianten muss das Assistenzsystem ausgelegt und getestet werden. „LSP für jede verfügbare Fahrzeugvariante im Feld zu testen würde nicht nur den finanziellen Rahmen sprengen, sondern auch viel zu viel Zeit in Anspruch nehmen“, erklärt Hans-Joachim Wenzel. Er blickt auf 27 Jahre Erfahrung in der Konstruktion und im Versuch bei Linde zurück und leitet seit 2003 den Fahrzeugversuch im Entwicklungszentrum von Linde Material Handling. „Mit unserem ‚Hardware in the Loop‘-Verfahren schaffen wir das viel schneller und kosteneffizienter – aber mehr noch: Wir können auch Neuentwicklungen am virtuellen Staplermodell testen und Innovationen rascher zur Serienreife bringen.“ Solche modernen Entwicklungstechnologien müsse man einsetzen, um die technologische Marktführerschaft von Linde zu festigen und weiter auszubauen.

Vom manuellen Steuerungstest zum vollautomatisierten Softwaretest

Nahezu alle Funktionen an einem Gabelstapler von Linde werden heute elektronisch gesteuert. Das Fahrzeug fährt und arbeitet überwiegend „by wire“, ohne direkte mechanische oder hydraulische Kraftübertragung. Die Versuchsingenieure müssen verifizieren, dass alle elektronischen Systeme, insbesondere sicherheitsrelevante wie elektronische Lenksysteme, Maststeuerung per Joystick oder komplexe Assistenzsysteme wie der Linde Safety Pilot, zuverlässig unter allen äußeren Bedingungen funktionieren. Im Fehlerfall müssen die integrierten Sicherheits- und Überwachungssysteme das Fahrzeug in einen sicheren Zustand überführen.

Für diese Tests wurden in der Vergangenheit Fahrzeug und Steuergeräte über Messadapter verbunden und manuell mit Kurzschlüssen, Leitungsunterbrechungen und Störsignalen beschaltet, um z. B. zu prüfen, dass alle aus Sicherheitsgründen redundant ausgeführten Schaltungen auch bei Fehlern keine ungewollte Fahrzeugbewegung zulassen. Das Verfahren erforderte den Angaben zufolge über tausend Einzelprüfschritte, die durchzuführen, zu bewerten und zu dokumentieren waren.

Daraufhin etablierte Linde ein teilautomatisiertes System, das die elektronischen Systeme aber nach wie vor am reellen Fahrzeug testete. Dieses „Vehicle in the Loop“ genannte Verfahren wird nun nach und nach durch das HIL-System abgelöst. Basis für die computergenerierten Softwaremodelle, die den Gabelstapler mit sämtlichen Fahr- und Hubmasteigenschaften virtuell abbilden, sind unzählige Daten aus dem CAD, aus Messungen und Versuchen. Das errechnete Modell wird mittels eines reellen Referenzfahrzeugs validiert und optimiert, bis Simulation und realer Test nahezu gleiche Ergebnisse liefern. So entsteht ein virtueller Modellbaukasten, der alle Bauformen und Ausstattungsvarianten abdeckt und nach dem die Ingenieure ihre Versuchsfahrzeuge im HIL-System konfigurieren. So kann eigenen Angaben zufolge auch der Einfluss von Neuentwicklungen auf die Fahrzeugeigenschaften bewertet werden, ohne dass Prototypen gebaut und getestet werden müssen – zeit- und kosteneffizient.

Virtueller 360-Grad-Blick aus dem Gabelstapler

Softwaregestützte Testverfahren halten im Fahrzeugversuch bei Linde Material Handling aber auch bei Normtests zur Verifizierung der Betriebssicherheit von Gabelstaplern Einzug. Mit dem Softwareunternehmen Reknow hat Linde ein IT-System für die Sichtfeldanalyse nach ISO 13564 entwickelt. Mit den CAD-Daten wird darin eine 3-D-Ansicht des Fahrzeugs erzeugt und der Entwicklungsingenieur kann mit einer Datenbrille die Sichtverhältnisse aus der Fahrerposition in einer 360-Grad-Rundumsicht bewerten. Schon in der Entwicklungsphase können so Sichttests normgerecht ausgeführt, aber auch neue Hubmastkonzepte geprüft und verbessert werden, um die optimale Mastdurchsicht zu gewährleisten, wie es heißt.
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