Standardisierung hilft, komplexe Produkte kostenoptimal an Kundensysteme anzupassen und innovative Technologie breit verfügbar zu machen. Das beweist Thomas aktuell mit dem digitalen elektrohydraulischen Aktuator (EHA), der sich beispielsweise in vielen Forstmaschinen und selbstlenkenden Hafenkränen findet. Ursprünglich für eine spezifische Anwendung entwickelt, ist die kompakte, selbstständig regelnde hydraulische Steuereinheit ab sofort das erste Thomas Produkt, das dank des neuen, hausinternen Soft- und Hardwarestandards TES (Thomas Electronic Standard) und der Thomas Software Control (TSC) mit geringem Zeit- und Kostenaufwand auf jedes System von Komponentenherstellern oder OEMs adaptiert werden kann. Das Beispiel soll schon bald Schule machen: Vergleichbare Produkte werden zukünftig schneller für unterschiedlichste Kundensysteme bereitstehen.
Funktionsprinzip eines EHA
Der Aktuator besteht aus zwei von Thomas gefertigten Proportionaldruckminderventilen, die zusammen mit einer Steuerplatine und einem integrierten Wegsensor in einem Aludruckgussgehäuse verbaut werden. Mehrere dieser Aktuatoren können später direkt in das Kundensystem montiert und mit dem Kabelbaum elektrisch verbunden werden. Über ein CAN-Bussignal kommuniziert das Steuergerät des Fahrzeugs mit den Einheiten. Wenn der Bediener eine Bewegung am Joystick ausführt, steuert der Aktuator über die beiden Ventile das Kundensystem. Der Wegsensor dient hierbei als zusätzliche Sicherheitsinstanz: er schließt über das Positionssignal die Regelschleife des Aktuators.
Thomas Electronic Standard (TES)
Der Thomas Electronic Standard (TES) ist ein modulares Baukastensystem mit standardisierten Schnittstellen. Auf dessen Basis können die Produkte der neuen Generation gemäß der Thomas-Strategie „Sense. Think. Act.“ sicher, flexibel und kosteneffektiv entwickelt werden. Die Entwicklungszeiten verkürzen sich deutlich. Auch der Verifikationsaufwand ist geringer, da eine hohe Wiederverwendbarkeit von Komponenten aus bereits bestehenden Projekten gegeben ist. In der Hardware können mittels eines Portfolios erprobter Schaltungsblöcke und Bauteile Funktionen schnell dargestellt und Synergien in der Beschaffung genutzt werden. Die Entwicklung erfolgt modellbasiert auf Abstraktionsebenen, um das komplexe System besser betrachten zu können. „Der TES stellt eine Traceability, also eine Rückverfolgbarkeit von Source Code und Anforderungen her. Das verbessert und beschleunigt Entwicklungsaktivitäten: ändert sich beispielsweise eine Anforderung, geben deren Trace- Links Auskunft darüber, welche anderen Verknüpfungen („Artefakte“) mit dieser in Beziehung stehen. Diese können dadurch leicht geprüft und bei Bedarf angepasst werden“, weiß System Lead Engineer Gregor Hombach.
Thomas Software Control (TSC)
Die Entwicklung der Business Unit Off Highway Solutions sah sich bisher mit der Herausforderung konfrontiert, dass jeder Kunde andere Software nutzt. Thomas Aufgabe war nun, mit dem TSC eine Konfigurationsplattform zu schaffen, um das EHA exakt an die Bedürfnisse des Kunden anpassen zu können. Die Thomas Software Control (TSC) stellt eine Standardisierungslösung in Form einer PC-Applikation mit CAN-Bus Interface zur Konfiguration, Steuerung und Aktualisierung der Thomas „Sense. Think. Act.“- Produkte dar. Durch den Einsatz des CAN-Bus werden elektronische Baugruppen wie Steuergeräte untereinander vernetzt, wodurch der Datenaustausch zwischen den Steuergeräten auf einer einheitlichen Plattform stattfindet. Mit ansprechendem UxDesign und einem kommandozeilenbasierten Interface (CLI – Commando Line Interface) bietet die TSC zahlreiche Vorteile für verschiedenste Anwendungsfälle (siehe Infobox).
Mittels Thomas TSC kann in einem hohen Maß an Abstraktion und Konfiguration flexibel auf die verschiedensten Kundenbedürfnisse wie z.B. ein rollenbasiertes Zugriffsmanagement, eingegangen werden. Der Einsatz des EHA in sicherheitskritischen Anwendungen wird durch TÜV-zertifizierte Sicherheitsfunktionen gewährleistet. Es ist skalierbar und bietet so die Möglichkeit, weitere „Sense. Think. Act“- Produktfamilien zu integrieren. Langfristig ist außerdem die Entwicklung eines Kundenportals zur Gewährleistung von Software-Updates vorgesehen.
Vorteile TSC
Inbetriebnahme
Kunde kann Thomas-Produkt einfach in den eigenen Hallen in Betrieb nehmen und nach Bedarf konfigurieren
Entwicklung
TSC als unterstützendes Tool zur Konfiguration, Ansteuerung und Fehlersuche
Testing
standardisierte Schnittstelle zur einfachen Entwicklung von Testfällen
Produktion
standardisierte Schnittstelle zur Konfiguration von STA-Produkten und zum Aufspielen von Software
Update
während der Produktion
Ausblick: Weiterentwicklung des EHA TES zum zukunftsweisenden EHA 3.0
Auf Basis des Thomas TES und des TSC ist ein EHA der neuen Generation geschaffen, dass auf die aktuellen Kundenbedürfnisse zugeschnitten werden kann: das EHA TES. Zusätzliche Aktualisierungen in Form des zukünftigen EHA 3.0 sind vorgesehen. Sie umfassen beispielsweise eine Steckerintegration, optimierte Sensorik, eine Befestigung der Platine mithilfe erprobter Lösungen in der Aufbau- und Verbindungs-Technik anstelle der Vergusslösung. Die Anforderungen der weltweiten Kundengruppen sind sehr unterschiedlich. Daher sind drei Ausbaustufen geplant: Basic, Extended und Advanced. Der modulare Aufbau ermöglicht die flexible Modifikation von Standardkriterien (Durchflüsse, Spannung, Stecker, Sensor und Adapter).
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Das EHA TES ist eine Weiterentwicklung mit attraktiven Mehrwerten. Die höhere Softwaremodularität ermöglicht, dass Änderungen in der Software schneller und vor allem kundenspezifisch umgesetzt werden können. Mit diesem neuen Entwicklungsweg zeigt sich Thomas als Innovationsführer im Bereich smarter hydraulischer Vorsteuerungen. Das aktuelle Projekt EHA 3.0 ist folglich der nächste Schritt.
Infografik
EMA und EHA für hydraulische Systeme
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