TESTEN HARDWARE IN THE
TESTEN HARDWARE IN THE LOOP Chancen der Digitalisierung im Prüffeld für den operativen Betrieb und die Produktentwicklung Integrated Testing: Beispiel Batterietests Mit der TestXplorer-Suite bietet Kratzer Automation Tools zur einfachen und flexiblen Datenorganisa - tion und -verwaltung im Prüffeld an. Alle Daten werden zentral auf einem Server verwaltet. Eine Web- Oberfläche dient dem Zugriff auf die Daten mit virtuellen Ordnern und flexiblen Suchabfragen. Das Standardprodukt, das unter anderem bei Porsche, Daimler, BMW, Volvo und VW im Einsatz ist, kann im Rahmen von Kundenprojekten auch individuell erweitert werden. Im Folgenden wird die exemplarische Prozesskette eines Batterieprüffelds beschrieben. Roland Strixner, Head of Center of Competence Test Data & Test Field Management, Kratzer Automation Die automobile Welt ist im Umbruch. Dieser Umbruch wird von unterschiedlichen Veränderungstreibern wie der Digitalisierung untypisch schnell forciert. Dies hat erhebliche Auswirkungen auf die Anforderungen an die Entwicklungsprozesse des Produkts Automobil und seinen Komponenten. Herausforderungen im Entwicklungsprozess Innovationen im Automobil können nur als Alleinstellungsmerkmal genutzt werden, wenn man der Erste oder einer der Ersten ist, die die Innovation zur Serienreife bringen. Entsprechende Innovationen müssen allerdings getestet und abgesichert werden. Doch mit der zunehmenden Anzahl an Tests wachsen auch die Datenmengen. Moderne Softwarepakete sind in der Lage „Ausreißer“ zu erkennen und die Testserie bauteilübergreifend auszuwerten. Diese steigenden Datenmengen in globalen Organisationen mit in- terdisziplinären Teams stellen neue Anforderungen an die Datenhaltung im Testfeld. Die Produktentwicklung ist auf schnellstmögliche Rückmeldung zu aktuellen Tests angewiesen sowie auf die unkomplizierte Recherche zu gelaufenen Tests. Abhilfe bei der Automation von administrativen Tätigkeiten schafft dabei ein Prüffeldmanagementsystem, welches die Abrechnung der Versuche vollautomatisiert vornehmen kann. Prüfstände können mit Steuer- und Automatisierungssystemen präventiv gewartet werden, um Ausfallzeiten zu reduzieren. Im Folgenden wird das Konzept des Integrated Testing am Beispiel von Batterietests verdeutlicht. Unter Integrated Testing verstehen wir ein digitalisiertes Prüffeld ohne Medienbrüche, das heißt, dass alle relevanten Systeme (ERP, Prüffeld Management, Automatisierung und zahlreiche andere) direkt miteinander verbunden sind und mit einander kommunizieren können. Jeder Schritt im Testablauf und im Betrieb des Prüffeldes wird digitalisiert abgebildet und dokumentiert. Aufgrund wachsender Größen ist bei der Digitalisierung eines Prüffelds das Gesamtkonzept aus Software und Organisation entscheidend. Bild: Kratzer Automation Exemplarische Prozesskette eines Batterieprüffelds: Die Versuchsdurchführung ist die Engstelle der Prozesskette und deshalb hier der Durchsatz / die Auslastung zu optimieren. Dies geschieht durch eine Mehrzahl von reinen Prozessmaßnahmen, die digital unterstützt werden 42 K|E|M Konstruktion Automobilkonstruktion 02 2019
HARDWARE IN THE LOOP TESTEN Bild: Kratzer Automation Organisation eines Prüffelds – Abstraktionsebenen Planung und Steuerung der Prozesse im Prüffeld Die Planung soll die optimale Abarbeitung der Testaufträge sicherstellen. Zahlreiche Einzelprozesse zur Vorbereitung, Durchführung und Nachbereitung müssen koordiniert werden. Die so entstandene Prozesskette gesteuert und dokumentiert. Naheliegend wäre nun eine Hochrechnung und Planung auf Basis von historischen Daten. Deutlich effizienter und effektiver ist allerdings die Kombination von selbststeuernden Prozessen, die digitalisiert werden. Wie in der Abbildung der exemplarischen Prozesskette eines Batterieprüffeldes (siehe Bild Seite 42) ersichtlich, ist die Versuchsdurchführung die Engstelle der Prozesskette und deshalb hier der Durchsatz / die Auslastung zu optimieren. Dies geschieht durch eine Mehrzahl von reinen Prozessmaßnahmen, die digital unterstützt werden. Die Prozesskette vor der Engstelle muss einen qualitativ hochwertigen Output hervorbringen. Fehlerhaft gerüstete Versuche führen zu Verzögerungen oder schlimmstenfalls zum Stillstand. Dies kann erheblich reduziert werden durch: • Die Verbesserung der Prozessqualität vor der Engstelle: Geführte Wizards im Auftrag stellen eine Mindestqualität in der Testspezifikation sicher. Stammdaten und ein Prüfplanmanagement wirken sich darüber hinaus ebenfalls auf die Qualität der Testspezifikation aus. Eine Rüstunterstützung mit digitalen Checklisten, Rüstanweisungen sowie Sensor- und Konnektivitätstests am Rüstplatz reduzieren die Fehlerraten in der Rüstung erheblich. • Die Stabilisierung der Prozesskette gegenüber den verbleibenden Fehlern: Hierzu werden Puffer an neuralgischen Stellen im Prozess eingeführt. Kann ein Versuch aufgrund einer fehlerhaften Testspezifikation nicht gerüstet werden, wird der nächste Versuch aus dem virtuellen Puffer herangezogen. Die Klärung des anderen Versuchs stört die Prozesskette so nur minimal. Wird beim Beschicken des Prüfstands ein fehlerhaft gerüsteter Versuch festgestellt, kann auch hier der nächste Versuch aus dem physikalischen Puffer herangezogen werden. • Die Übertragung von Versuchsparametern an die Automati - sierung: Beim Arbeiten mit standardisierten Prüfplänen können die notwendigen Parameter vom Prüffeldmanagement automatisch und digital an die Automatisierung übertragen werden. Manuelles Einstellen mit entsprechender Fehleranfälligkeit entfällt dadurch komplett. Eine Überwachung des volldigitalen Prüffelds ist manuell und auch remote möglich, indem man sich zum Prüfstand verbindet und die aktuellen Parameter sowie deren Historie überprüft. Darüber hinaus können Machine-Learning-Algorithmen genutzt werden, die die Prüfstände automatisiert überwachen und bei Abweichungen Benachrichtigungen versenden. Gleichartige Tests können über einen zentralen Datenspeicher optimal und übergreifend ausgewertet werden. Es stehen damit alle Informationen zu einem Testauftrag über diesen zentralen Einstiegspunkt zur Verfügung und die Abarbeitung wird mittels intelligenter Kombination aus Prozessoptimierung und Digitalisierung vollzogen. Digitalisierungskonzept für die Prüffeldorganisation Die Organisation eines Prüffelds kann in folgende Abstraktionsebenen gegliedert werden: die Aufbauorganisation, die Ablauforganisation und der IT Backbone. Zur Optimierung muss jede Ebene einzeln im Detail wie auch deren Zusammenspiel betrachtet werden. Die Aufbauorganisation definiert, wer welche Aufgaben übernimmt. Unser Ziel ist die Ermittlung der vorhandenen Mitarbeiterrollen und wie diese besetzt sind. Denn Mitarbeiter mit unterschiedlichen Qualifikationen und Tätigkeitsschwerpunkten haben unterschiedliche Handlungsansätze. Daraus ergeben sich auch unterschiedliche Ansprüche an die Gestaltung der Software, der Endgerättypen und des individuell benötigten Funktionsumfangs. Die hier gewonnenen Erkenntnisse fließen in die UX-Konzepte ein, bestimmen die Gestaltung der Lösung auf IT-Ebene und werden im Dialog mit Mitarbeitern validiert. Bei den UX-Konzepten steht der Nutzer des Systems im Mittelpunkt. Es geht darum, die Benutzbarkeit und die Interaktion an der Schnittstelle von Software und System zum Bediener und Nutzer so intuitiv wie einfach zu machen und alles an den „natürlichen Arbeitsablauf“ anzupassen. Die Ablauforganisation und ihre Unternehmensprozesse definiert wie gearbeitet wird. In unseren Projekten führen wir zuerst eine Prozessanalyse durch, bei der wir auch auf vorhandene Dokumentationen zurückgreifen. Im Nachgang werden mögliche Optimierungen erarbeitet und mit dem Kunden abgestimmt. In der IT-Backbone-Ebene führen wir eine Analyse der vorhandenen Unternehmensstrukturen durch, um unsere Lösung in die vorhandenen IT-Strukturen der Kunden ohne große Aufwände zu integrieren. www.kratzer-automation.com Details zu den Software-Lösungen für integriertes Testen http://hier.pro/Ev47J K|E|M Konstruktion Automobilkonstruktion 02 2019 43
