Renault Automotive setzt auf NI DIAdem zur statistischen Auswertung und Berichterstellung für Motorproduktionsdatenbanken

Author(s):
Luca Pasquini - Eurins srl

Industry:
Automotive

Products:
DIAdem

The Challenge:
Erstellung zugeschnittener Ergebnisberichte für Testdaten aus der Motorenproduktion und Durchführung von mathematischen und statistischen Analysen in Echtzeit

The Solution:
Entwicklung einer maßgeschneiderten Systemlösung mit der Bezeichnung Smart Report unter Ausnutzung der Standardsoftware DIAdem von National Instruments zur Anbindung einer Oracle-Datenbank, zur dynamischen Erstellung und Bearbeitung von Graphen, Diagrammen und Tabellen sowie zur Verarbeitung komplexer SQL-Abfragen

Das ambitionierte Ziel dieses Projekts war die Realisierung einer universellen Dateninspektions- und Berichterstellungslösung für Prüfstände der Firma API Com srl, wie sie in Produktionsstätten des Automobilherstellers Renault in Frankreich und Spanien zum Einsatz kommen.
Die großen Datenmengen, welche bei Tests in der Motorserienproduktion anfallen, erfordern eine äußerst effiziente Architektur für die Datenablage. Sie macht die Verarbeitung und statistische Auswertung der Daten, eine genaue Überprüfung von Fehlfunktionen und Fehlervermeidung überhaupt erst möglich. Zusätzlich zur Datensichtung ist in der Regel eine aufwändige, der Produktion nachgeschaltete mathematische Auswertung erforderlich. In Zusammenarbeit mit API Com hat Eurins srl für diese Aufgabenstellung die Software Smart Report entwickelt, welche komplett auf Basis der Standardsoftware NI DIAdem entwickelt wurde, um den anspruchsvollen Anforderungen von Renault hinsichtlich der Datenanalyse und Berichterstellung gerecht zu werden.

Systemanforderung
Bei Motortests in der Serienproduktion zeichnen Automobilhersteller Daten aus unterschiedlichsten Quellen auf. Hierzu zählen Sensoren am Prüfstand und am Motor genauso wie Informationen aus dem Motorsteuergerät. Zusätzlich werden mithilfe von NVH-Analysesystemen Akustik-, Schwingungs- und Beanspruchungsdaten im Zeit- und Frequenzbereich erfasst. Insbesondere wenn ein neues Motormodell in Produktion geht, kommt es auf einen maximalen Datendurchsatz an, damit so viele relevante Parameter wie möglich überwacht und analysiert werden können. Nur so sind Ingenieure in der Lage, den kompletten Motortestzyklus anhand von statistischen Auswertungen zu optimieren und zulässige Parametergrenzwerte festzulegen. Zur Verbesserung der Qualität des Gesamtprodukts muss zudem der komplette Produktionsprozess unmittelbar und lückenlos verfolgt werden können. Zur Erfüllung dieser Anforderungen musste die zu realisierende Smart-Report-Lösung unterschiedlichste Funktionen beinhalten. Hierzu zählt der Zugriff auf jeden einzelnen Datenwert in der zur Datenverwaltung verwendeten Datenbank mittels SQL-Abfragen, vielseitige vorgefertigte Funktionen zum Daten-Handling und zur Datenauswertung sowie Funktionen zur individuellen interaktiven Datenanalyse, zur Erstellung tabellarischer Ergebnisprotokolle und zur Durchführung statistischer Auswertungen. Alle Informationen sollten zudem in einer auf die Anwendung zugeschnittenen, bedienfreundlichen grafischen Oberfläche zur Verfügung gestellt werden.

Softwaredesign und Implementierung
Zur Lösung der gestellten Aufgabe fiel die Entscheidung für die Standardsoftware NI DIAdem, da sie alle benötigten Fähigkeiten bietet. Ein entsprechend den speziellen Anforderungen des Endkunden gestaltetes Menü ermöglicht dem Anwender das automatische Generieren von standardisierten Ergebnisberichten. Fortgeschrittene Anwender haben darüber hinaus die Möglichkeit, eigene Analysen entsprechend ihren individuellen Erfordernissen in NI DIAdem durchzuführen. Die Benutzeroberfläche der Anwendung wurde komplett mit dem DIAdem-Dialogeditor entwickelt. Die Anbindung an die Datenbank, in der sämtliche Produktionsdaten gespeichert sind, erfolgte mithilfe der DIAdem-ODBC/SQL-Schnittstelle, welche SQL-Abfragen mit bis zu 10000 Zeichen Länge ermöglicht. In die Oberfläche der Anwendung integriert wurden Funktionen zur Anmeldung des Anwenders, zur dialoggestützten Datenselektion, zur Durchführung statistischer und mathematischer Analysen sowie zur Übersetzung der Anwendereingaben für die Datenselektion in komplexe SQL-Datenbankabfragen. Die Ausführung der verschiedenen Funktionen erfolgt ereignisgesteuert durch Aktionen des Anwenders in der Benutzeroberfläche.
 
Funktionalität und Bedienung
Der erste Schritt beim Einsatz der Smart-Report-Anwendung besteht darin, die auszuwertenden Daten aus der Oracle-Datenbank abzufragen und sie in NI DIAdem bereitzustellen. Dazu stehen dem Anwender in der Benutzeroberfläche drei verschiedene Bedienlevel zur Verfügung, welche einen unterschiedlichen Grad an Flexibilität bei der Datenselektion und Detailtiefe bei der Datensichtung bieten. Für die Datenauswertung stellt die Smart-Report-Anwendung zwei verschiedene Methoden zur Verfügung: zum einen für Daten von Prüfstandssensoren und zum anderen für NVH-Daten.

Das erste Bedienlevel ist für beide Methoden identisch und ermöglicht dem Anwender die einfache Selektion einer Untermenge an Motortests durch Eingabe von Motorparametern (z. B. Seriennummer), Testergebnis, Datum und Zeit usw. Die Einstellungen des Anwenders werden von der Smart-Report-Anwendung automatisch in eine entsprechende SQL-Anweisung übersetzt und mittels der SQL/ODBC-Schnittstelle von DIAdem an die Datenbank weitergeleitet. Die Übersetzung erfolgt unsichtbar im Hintergrund durch einen Interpreter, welcher mithilfe von DIAdem-SCRIPT entwickelt wurde. Die komplexe Datenbankstruktur bleibt dadurch für den Endanwender vollkommen transparent. Schon auf dem obersten Bedienlevel kann der Anwender für die ausgewählten Daten verschiedene Standardberichte generieren lassen. Hierzu zählen z. B. mehrseitige Berichte, in denen pro Seite die wichtigsten Ergebnisse für jeden gewählten Motor in übersichtlicher und anschaulicher Form dargestellt sind. Alternativ dazu können einseitige Berichte generiert werden, die übergreifende statistische Ergebnisse (wie z. B. die Anzahl "guter und schlechter" Motoren) und das Auftreten spezifischer Fehler dokumentieren.

Die nachfolgenden Bedienlevel bieten erweiterte Menüfunktionen, mit denen sich der Anwender z. B. den zeitlichen Trend ausgewählter Sensordaten für eine frei wählbare Anzahl von Motoren anzeigen lassen kann. Zusätzlich lässt sich die Auswertung auf einen oder mehrere spezifische Testschritte beschränken, um statistische Aussagen für ein bestimmtes Prüfmerkmal zu erhalten. Eine grafische Darstellung der Verteilung mit Beschriftung jedes einzelnen Messwertes vereinfacht das Erkennen von Ausreißern und das Bestimmen des verursachenden Motors. Für NVH-Auswertungen können die Analyseergebnisse in Smart Report sowohl frequenz- als auch ordnungsabhängig dargestellt werden, wobei auch hier die Anzahl berücksichtigter Motoren nicht begrenzt ist.

Zusätzlich kann der Anwender eigene Suchmasken definieren und speichern, wodurch sich selbst individuell Tag für Tag benötigte Standardauswertungen signifikant beschleunigen lassen.

Kundennutzen: Flexibilität von NI DIAdem
Mit NI DIAdem gelang es, die gesamte geforderte Funktionalität in Smart Report unter Verwendung eines einzigen Softwareproduktes zu implementieren. Die Applikation kann vom Kunden selbst um beliebige zusätzliche Auswertemethoden ergänzt werden – einfach durch Hinzufügen von Skripten und Berichtvorlagen. Diese Flexibilität war eine Grundforderung, da die Prüfstände der Firma API Com unterschiedlichste Prüfungen zur Charakterisierung des gesamten Motorverhaltens erlauben. Ein weiteres Merkmal ist, dass erfahrene Anwender die Smart-Report-Oberfläche beenden können, ohne von der Datenbank abgerufene und bereits verarbeitete Daten in NI DIAdem zu verlieren. Dieser speziellen Anwendergruppe steht dadurch die volle Leistungsfähigkeit von NI DIAdem für individuelle Analysen und Berichte zur Verfügung.

Weitere Informationen zu NI DIAdem erhalten Sie unter www.ni.com/diadem/d.

 

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