Transrapid Shanghai – geprüft mit PXI

Author(s):
Guido Brunecker - Helbling Technik AG

Industry:
Transportation, Automotive

Products:
Signal Conditioning, LabVIEW, PXI/CompactPCI

The Challenge:
Automatisierung von Prüfabläufen für Komponenten des Transrapid, Bau und Lieferung schlüsselfertiger Prüfsysteme nach Shanghai.

The Solution:
Die technischen Kernkomponenten PXI/SCXI, LabVIEW, TestStand, Measurement Studio bilden in ihrer Kombination eine hochmodulare Plattform für 13 Prüfgerätetypen. Unter der Leitung von Helbling Technik wurde das Projekt in einem vielschichtigen Netzwerk von Fachleuten in sehr kurzer Zeit unter schwierigen Umständen erfolgreich abgewickelt.

Prüfsystem

Bild 1 zeigt die verschiedenen Prüfsystemteile:
1. Prüfling: Der wichtigste Teil, der Prüfling im Prüfadapter, ist eine elektrische resp. elektromechanische Komponente.
2. Messsystem und Steuerung: Mit Messgeräten oder -karten werden die zu beurteilenden Parameter des Prüflings erfasst. Der ganze Prüfablauf wird durch eine Steuerung überwacht und ausgewertet.
3. Speisung: Dedizierte Speisungen zur Stimulierung der Eingänge der Prüflinge.
4. Last: Lasten bilden soweit möglich die Energiesenken nach, die vom Prüfling gespeist werden.
Die im Prüfsystem eingesetzten Geräte müssen für einen langjährigen Betrieb geschützt werden.

Ziele…

... für die Prüfgeräte – Neben exakten und schnellen Mess-, Speise- und Schaltaufgaben wurden automatisierte und systemgeführte Abläufe gefordert. Die große Anzahl der Prüfgerätetypen verlangte einen hohen Grad an Wiederverwendbarkeit, Einheitlichkeit und Modularität. Der Einsatz in der Verkehrstechnik setzt robuste, für die Industrie konzipierte Systeme mit hoher Zuverlässigkeit und Verfügbarkeit voraus. 

... für das Projekt – Die Projektdauer vom ersten Pflichtenheft bis zum Versand aller Geräte nach Shanghai war auf 10 Monate festgelegt. Das Gesamtvorhaben umfasste neben der Entwicklung die Beschaffung aller Komponenten, die Herstellung, den Zusammenbau und die Lieferung der Prüfsysteme. Es folgte die Inbetriebnahme der Geräte und eine Schulung beim Endkunden in China.

Vorgehen

REF – Durch die umfassende Aufgabenplanung und Risikoanalyse konnten frühzeitig die benötigten Fachkompetenzen ermittelt werden. 

Ein Querschnitt durch das notwendige technische Wissen: Systemengineering, Messtechnik
(z. B. mA/mV bis mehrere 100A/V, 0 bis 100 kHz, Sprungantworten, Kennlinienbeurteilung), Softwareengineering, Programmierung, Hardware, Mechanik-Konstruktion, Produktion. 

Das Projekt gliederte sich in folgende Phasen: Spezifikation, Konzept, Realisierung, Bau und Inbetriebnahme. Bei allen Phasenübergängen werden mit dem Kunden Reviews durchgeführt. Die Projektplanung erfolgte mit 14 ähnlichen und miteinander vernetzten Projektplänen (13 Gerätetypen + Basisentwicklung). Während des Projekts waren Transparenz und ständige Information zum Kunden für die Nachvollziehbarkeit von Entscheidungen sehr wichtig. 

Bei der Evaluation wurden neben Hardwarekomponenten auch Softwareprodukte bewertet. Zentrale Entscheidungskriterien: kaufen statt selber machen, erprobte Lösungen, keine Pionierprodukte oder -tätigkeiten, Expertenwissen und Beratung beim Lieferanten, schnelle Verfügbarkeit, genügend Ressourcen für die Umsetzung. 

TestStand und LabVIEW sind ein Gespann, das die nötigen stabilen Strukturen vorgibt und für die Prüfanwendung prädestiniert ist, gleichzeitig aber Freiheiten für die Einbindung spezieller Softwarekomponenten erlaubt. 

Zusammenfassung

Eckwerte – Projektumfang: 13 Prüfgerätetypen (10 stationär, 3 mobil), über 30 Prüfgeräte, über 100 Schränke (siehe Bild 1), Kernkomponenten von National (siehe Bild 2, PXI-CPU, 51⁄2-Stellen-DMM,CAN high speed 1 channel, SCXI 32 channel MUX u. a.), Materialvolumen von ca. 3 Sattelschleppern, ca. 20 t Gerätschaften, fixer Endtermin, ca. 10 Monate Durchlaufzeit vom Pflichtenheft bis zur Lieferung, ca. 40 Ingenieure und Techniker zu Spitzenzeiten im Einsatz, über 10 Mannjahre Aufwand, 6 Hauptlieferanten oder Partner, Dutzende von Unterlieferanten. 

Kritische Erfolgsfaktoren – Einhaltung der Kostenabsprachen und Liefertermine, Beschaffung von Komponenten bei global präsenten Firmen, Exaktheit der Messungen, professionelles Projektmanagement und gefestigter Entwicklungsprozess, Auftritt beim Kunden als kompetenter Partner, gut ausgebautes Netzwerk von Helbling Technik mit Zugriff auf eine breite Wissensbasis, große Erfahrung und entsprechende Verfügbarkeit von Ressourcen, Unterstützung des Kunden über den Projektauftrag hinaus. 

Vorteil der Zusammenarbeit mit National Instruments – Kurze Lieferzeiten für eine umfassende Palette von Rechner- und Messkomponenten sowie Zubehör, Unterstützung in den frühen Projektphasen bis zur Auslieferung, Beratung und Konzeptbegleitung mit erfahrenen Ingenieuren, hohe Durchgängigkeit der Produkte von Hard- bis Software, bedarfsgerecht abgestimmte und schnell organisierte Schulung, Facility Configuration der PXI-Systeme, unkomplizierte Kommunikation und Zusammenarbeit. 

Author Information:
For more information on this Case Study, contact:
Guido Brunecker
Helbling Technik AG
Zürich

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