Archiv des Autors: Patrick Schreiber

Alles aus einer Hand

Turnkey-Kompetenz bei FEV: Von der Planung zur Umsetzung

10. April 2017 | Software & Testing Solutions

Turnkey-Kompetenz bei FEV: Von der Planung zur Umsetzung

Die Entwicklung von Antriebssystemen für Fahrzeuge sowie für mobile und stationäre Maschinen und Anwendungen ist heute durch extrem weit gespannte Anforderungsprofile geprägt. Neben den weltweit stark differenzierten nutzer- und kundenspezifischen Anforderungen beeinflussen unterschiedliche Gesetzgebungen, weiter verschärfte Umweltauflagen sowie auch Ressourcenbegrenzungen die heutigen Entwicklungsarbeiten nachhaltig. Zukünftig wird die skizzierte Situation in der Komplexität eher weiter zunehmen.

Die klassischen Vorgehensweisen bei der Antriebs- oder auch der Fahrzeugentwicklung – beispielsweise aufwendige Sommer- und Wintererprobungsfahrten – sind in der bisher praktizierten Form zukünftig nicht mehr durchführbar. An die Stelle klassischer Entwicklungsmethodiken treten zunehmend intelligent vernetzte Verfahren aus Simulation und versuchstechnischer Erprobung wie beispielsweise die Echtzeitkopplung einzelner spezialisierter Prüfstände mit Teilsystemtests zu einem Gesamtsystem. Eine derartige „virtuelle Welle“ wurde unlängst unter Mitarbeit von FEV im „Center for Mobile Propulsion“ (CMP) des Lehrstuhls für Verbrennungskraftmaschinen der RWTH Aachen University (VKA) realisiert.

Als führender Entwicklungsdienstleister mit mehr als 180 eigenen Prüfständen sowie über 400 Experten im Bereich Software und Testing Solutions verfügt FEV über umfangreiche Expertise zu Anforderungen und Betrieb hochmoderner Testcenter. FEV bietet daher u.a. Turnkey-Planungsleistungen von Prüfeinrichtungen aus einer Hand an, die sich bei Bedarf über den gesamten Planungs- und Umsetzungsprozess erstrecken und die Realisierung hocheffizienter Labore mit maximalem Anwendernutzen gewährleisten.

„Neben der reinen technischen Ausstattung von Prüfständen und Prüffeldern kommen der operativen Organisation, der technisch-funktionalen Infrastruktur sowie logistischen Themen eine sehr hohe Bedeutung zu, um die komplexen Testanforderungen mit hoher Effizienz zeitgerecht und kostengünstig zu bedienen“, erklärt Dr. Ralf Marquard, Geschäftsführer und COO der FEV Group Holding GmbH.

Vom Konzept bis zur Inbetriebnahme

Konzeption, Gestaltung, Ausstattung und betriebliche Organisation zukünftiger Prüffelder stellen somit hohe Anforderungen an Planer und Betreiber dieser Einrichtungen. Konzeptionelle Mängel, die auf eine unzureichende Spezifikation und Konzeption in der frühen Planungsphase zurückzuführen sind, lassen sich im Nachhinein in aller Regel nur sehr schwierig oder gar nicht korrigieren. „Ähnlich wie beim Hausbau gilt auch hier die Zehnerregel, wonach die Kosten für die Beseitigung von Fehlern sich in jeder Bauphase verzehnfachen“, erläutert Marquard.

Aufgrund des hohen Investitionsaufwandes in Gebäude, technische Anlagen und Prüfeinrichtungen sowie der sich daraus ergebenden langen Abschreibungszeiten leitet sich die Forderung ab, ein Prüffeld schnell und einfach an wechselnde Prüfaufgaben anpassen zu können. Funktional gegliederte Grundstrukturen, ein modularer Aufbau sowie Reserven für wechselnde Ausrüstungssituationen und eine intelligent strukturierte Versorgungsinfrastruktur sind hier entscheidende Schlüsselfaktoren für effektive Testcenter.

Aufgabenspezifische Prozessschritte

Um diesen Herausforderungen und Randbedingungen Rechnung zu tragen, hat FEV eine Abfolge von aufgabenspezifisch zugeschnittenen Prozessschritten etabliert: Konzeption, Planung und Realisierung neuer Prüfeinrichtungen erfolgen dabei auf Basis langjähriger Erfahrungen mit Prüffeldinstallationen – sowohl bei eigenen als auch bei Kundenprojekten. Diese nationalen wie internationalen Projekte werden durch interdisziplinäre FEV-Teams und in enger Zusammenarbeit mit spezialisierten Fachplanern – darunter Architekten oder Tragwerksplaner – bearbeitet.

Zukunftssicheres Testcenter in China

Ein aktuelles Beispiel eines schlüsselfertigen Testcenters stellt der Neubau des FEV Testcenters in YanJiao, China, dar. Dieses neue Prüfzentrum wurde zunächst in Deutschland konzipiert, in der Planungsphase in enger Zusammenarbeit mit chinesischen Fachplanern bis zur Baureife gebracht und wurde Ende Juni in Betrieb genommen. Es beinhaltet bereits im ersten Bauabschnitt alle wesentlichen Einrichtungen für zukunftsorientierte Antriebs-Entwicklungsarbeiten und ist in der Konzeption zentraler technischer Anlagen modular auf eine flexible Erweiterung in den kommenden Jahren ausgelegt.

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Das ganze Testcenter im Blick

FEVFLEX-Testcenter-Managementsystem erhöht Effizienz des täglichen Prüfbetriebes

8. April 2017 | Software & Testing Solutions

FEVFLEX-Testcenter-Managementsystem erhöht Effizienz des täglichen Prüfbetriebes

“We are drowning in information, but starved for knowledge”, sagte schon der weltbekannte Zukunftsforscher und Autor John Naisbitt Anfang des Jahrtausends. Unter der Betrachtung der immens gestiegenen Informationsaufkommen in Prüffeldern und den damit verbundenen Herausforderungen des Wissensmanagements ist die Aussage von John Naisbitt heute aktueller denn je.

Eine effiziente Nutzung von Daten ist heute das Maß aller Dinge und wichtig, um zukunftsbereit zu sein. Dies gilt insbesondere für den effizienten Betrieb von Prüffeldern. In der Praxis ist es nicht nur wichtig, Messdaten einzelner Versuchsreihen von einem Prüfstand zu analysieren und zu vergleichen, sondern diese mit Informationen von anderen Prüfständen, aus der Simulation und von Fahrzeugmessungen zu kombinieren. Insbesondere die unterschiedliche Herkunft der Daten und die somit unterschiedlichen Datenformate stellen dabei große Herausforderungen an ein effizientes Managementsystem. Dabei kann gerade beim Einsatz verschiedener Automatisierungssysteme der Vergleich von Messdaten zweier Prüfstände anspruchsvoll und zeitraubend werden. Neben den unterschiedlichen Datenformaten liegen oftmals die beschreibenden Informationen wie Kanalnamen, Einheiten und Testobjekt-Informationen inkonsistent zwischen den Prüfständen vor.

Einfache Integration

FEVFLEX vereint nun Informationen unterschiedlichster Herkunft. Entscheidender Vorteil ist die Unabhängigkeit von Datenformaten und beschreibenden Informationen. FEVFLEX wird als zentraler Baustein in das Prüffeld-Verwaltungssystem integriert und erfordert dabei nur minimale Änderungen der bestehenden Systeme. Somit verläuft die Integration in bestehende Prüffelder äußerst kosteneffizient und einfach.

FEVFLEX ermöglicht eine höchst anwenderfreundliche und effiziente Bearbeitung von Messdaten. Entscheidender Vorteil dabei ist die simple und intuitive Bedienphilosophie, die bereits nach einer Einarbeitungszeit von nur 30 Minuten produktive Arbeit ermöglicht. Volltext-Suchmechanismen stellen dem Nutzer die angefragten Informationen schnell und ohne notwendige Vorkenntnisse zur Verfügung.

Automatisierter Import und Export

Der Export von Informationen und Daten in andere Datenbanken oder Datensysteme lässt sich in FEVFLEX vollständig automatisieren. Zudem automatisiert das System zeitaufwändige Import-Aufgaben wie die Konvertierung von Datenformaten und Einheiten, Vereinheitlichung von Kanalnamen, Plausibilitätsprüfungen und Transport-Prozesse.
„An den mehr als 40 Prüfständen im Dauerlaufprüfzentrum Brehna fallen heute täglich rund 75 Gigabyte an Daten an, die mittels FEVFLEX vollautomatisch in die eigenen und externen Kundendatenbanken eingelagert werden“, bestätigt Kurt Zimmer, der für das Prüffeldmanagement beim FEV-DLP verantwortlich ist. „Dabei konnte das Ziel, Messdaten bereits eine halbe Stunde, nachdem sie entstanden sind, in der Kundendatenbank eingelagert zu haben, erfolgreich umgesetzt werden.“

Offenes System mit vielen Schnittstellen

Dank des offenen Systems von FEVFLEX können Kunden eigene Aufgaben definieren und automatisieren. Dabei ist FEVFLEX Hardware-unabhängig und läuft auf virtuellen Maschinen in zentralen, bereits bestehenden IT-Ressourcen. Dabei nutzt FEVFLEX durch seine AutoBalancing-Methodik diese IT-Ressourcen hocheffizient. In Verbindung mit der FEVALYS-Datenauswertung lassen sich zudem Berechnungen und grafische Reports zentralisiert und vollständig automatisiert ausführen. „Das Warten eines Ingenieurs vor seinem Rechner, bis alle Daten lokal ausgewertet sind und Report erstellt ist, gehört damit der Vergangenheit an“, fasst Zimmer zusammen. Darüber hinaus kann sich FEVFLEX auch zu externen Business Intelligence Lösungen, wie ERP- oder MES-Systemen ,verbinden und dient dort als Interpreter der Messinformationen, um beispielsweise abrechnungsrelevante Daten an ERP-Systeme zu liefern.

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>> Der Export von Informationen und Daten in andere Datenbanken oder Datensysteme lässt sich in FEVFLEX vollständig automatisieren

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Verschiedene Quellen, ein Ziel

CO-Simulations- und CO-Validierungsplattform für hocheffiziente Antriebsstrangentwicklung

5. April 2017 | Software & Testing Solutions

CO-Simulations- und CO-Validierungsplattform für hocheffiziente Antriebsstrangentwicklung

Heutzutage werden Antriebssysteme immer komplexer, während gleichzeitig die Ansprüche an Effizienz und Genauigkeitsprüfungen steigen. Das zeigt sich beispielsweise in den neuen Vorschriften, wie Euro 7, und den neuen Standardzyklen, wie WLTP und RDE. Bei der Antriebsstrangentwicklung werden unterschiedliche Tools verwendet, wobei jedes einen sehr spezifischen Teil des Entwicklungszyklus für den Antriebsstrang abdeckt.
Um die Effizienz von Entwicklungszyklen zu erhöhen und neue Konzepte bereits vor deren physischer Existenz zu evaluieren, wurde eine integrative Co-Simulations- und Co-Validierungsplattform geschaffen, in der unterschiedliche Modelle aus verschiedensten Quellen zusammenarbeiten.

Leistungsstarke Co-Simulationsplattform

Die Plattform kann im gesamten Entwicklungsprozess eingesetzt werden: In den ersten Entwicklungsphasen ermöglicht sie die Zusammenarbeit verschiedener Entwicklungsteams; in den folgenden physischen Antriebsstrang- und ESG-Validierungsphasen erleichtert sie die Verwendung von Modellen im Prüfstand, die in der Designphase entwickelt wurden – und dies ohne Qualitätsverlust.
Da diese Modelle in Form einer Datei in das Gesamtsystem eingebunden werden, müssen die tatsächlichen Fremdtools nicht für die Simulation des ganzen Systems vorhanden sein. Dennoch ist es möglich, die Modelle während ihrer Integration in der Originalsoftware zu belassen. So kann ein neues Konzept für einen Hybrid-Antriebsstrang validiert oder der Luftkreislauf eines neuen Motors, des dazugehörenden Turbos und seines AGR-Systems durch die Evaluation der Schadstoffemissionen und des Kraftstoffverbrauchs lange vor der physischen Existenz der Teile oder des Systems gemessen werden.

Leistungsfähige Co-Validierungsplattform

In Anbetracht zunehmend komplexer Modelle mit mehr und mehr Details ist eine Echtzeitvernetzung mit realen Komponenten höchst attraktiv, um die Entwicklung zu beschleunigen. Gleichzeitig erfordert gerade diese Komplexität der Modelle eine Vereinfachung, um eine Ausführung in Echtzeit überhaupt zu ermöglichen. Hierdurch verlieren die Prüfungen jedoch an Repräsentativität. So kann beispielsweise ein auf dem Prüfstand geprüfter Motor zufriedenstellende Ergebnisse zeigen, die jedoch bei Straßenfahrzyklen signifikant abweichen. In den Validierungsphasen – wie Hardware-in-the-Loop (HiL) und Engine-in-the-Loop (EiL) – treten erstmals die verschiedenen physischen Komponenten auf den Plan. Diese Elemente müssen mit den Komponenten, die sich noch in der Modellierungsphase befinden, wirkungsvoll verbunden werden.

„Ohne die Ausführung von komplexen Modellen in harter Echtzeit lässt sich kein hoher Präzisionsgrad auf Hardware-in-the-Loop- oder Motorenprüfständen erreichen. Eine schnelle Prototypenentwicklung auf dem HiL-Prüfstand oder Kalibrierung des ESG auf dem Motorenprüfstand ist nicht mehr möglich“, erklärt Dr. Hassen Hadj Amor, Product Group Leader bei FEV Software und Testing Solutions. „In unserer realisierten Plattform wird die Präzision des Modells beibehalten und kann direkt in deterministischer, harter Echtzeit auf dem Prüfstand repliziert werden. Dies wurde durch die Integration spezifischer Funktionen erreicht, welche die Daten-Vorausberechnung mit fortschrittlichsten Algorithmen in einer Multi-Solver- und Multi-Core-Umgebung erlauben.

Verfügbarkeit

Die Plattform wurde von dem französischen Forschungsinstitut „IFP energies Nouvelles“ entwickelt. Bisher wurden zahlreiche Lizenzen unter dem Namen „xMOD“ bei Kunden in Europa und Asien installiert und stellen ihre Leistungsfähigkeit Tag für Tag unter Beweis. Im Laufe des kommenden Jahres wird FEV die Plattform als Standalone- Lösung anbieten und sie darüber hinaus in die MORPHEE Suite integrieren. Zahlreiche Modellbibliotheken werden das Angebot vervollständigen und ermöglichen es den Kunden, von FEVs langjähriger Erfahrung in der Antriebsstrangentwicklung zu profitieren.

>> In der CO-Simulations- und Co-Validierungs- plattform arbeiten unterschiedliche Modelle aus verschiedensten Quellen zusammen

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Hocheffizient und kundenorientiert

FEV Software und Testing Solutions: Globaler Ansprechpartner für Planung, Ausstattung und Betrieb von Prüfständen und Testcentern

26. März 2017 | Software & Testing Solutions

FEV Software und Testing Solutions: Globaler Ansprechpartner für Planung, Ausstattung und Betrieb von Prüfständen und Testcentern

Mit Übernahme des französischen Unternehmens D2T hat FEV im Jahr 2015 seine Kompetenz und das globale Expertenteam rund um fortschrittliche Entwicklungswerkzeuge signifikant erweitert. Inzwischen – ziemlich genau ein Jahr nach dem Zusammenschluss – trägt der internationale Entwicklungsdienstleister und Test Solutions-Anbieter der fortschreitenden Integration von D2T Rechnung: So wurden D2T und FEV Test Systems in dem neu gegründeten Geschäftszweig „FEV Software und Testing Solutions“ zusammengeführt, der weltweit mehr als 400 Mitarbeiter an elf Entwicklungs- und Service-Standorten beschäftigt. „Nicht nur firmenintern arbeiten D2T und FEV inzwischen in gemeinsamen Entwicklerteams hervorragend zusammen“, erklärt Dr. Ralf Marquard, Geschäftsführer und COO der FEV Group Holding GmbH. „Gerade mit Blick auf unsere Kunden sind wir nun in der Lage, als eine Firma aufzutreten – als eine Marke mit einem zentralen Ansprechpartner und mit vielen aufeinander abgestimmten Produkten und Services. Unsere drei Angebotsbereiche – Planung und Ausführung von Testcentern sowie Prüfständen, Produkte sowie Services verhelfen unseren Kunden zu hocheffizienten Prüfeinrichtungen und kurzen Entwicklungszyklen.“

Vom Prüfstand bis zum hochmodernen Testcenter

Auf Basis von Best-Practice-Lösungen und jahrelanger Erfahrung plant FEV Prüfstände und ganze Testcenter. Dies geschieht einerseits im Kundenauftrag, andererseits baut FEV so auch die eigenen Testkapazitäten aus. So entstehen in den automobilen Zentren der Welt Motoren-, Getriebe-, vollständige Powertrain-, Batterie- und End-of-Line-Prüfstände in unterschiedlichen Konfigurationen. Diese ermöglichen effiziente Entwicklungsarbeiten gemäß bestehender und kommender gesetzlicher Vorgaben. „Ob das Center for Mobile Propulsion an der RWTH Aachen oder das FEV-Dauerlaufzentrum in Brehna: Einige der fortschrittlichsten Testcenter weltweit stammen aus der Feder von FEV und wurden durch unsere interdisziplinären Projektteams in Zusammenarbeit mit den jeweiligen Experten vor Ort umgesetzt“, so Marquard.

Herzstück eines erfolgreichen Projektes ist das Consulting, im Rahmen dessen das Lastenheft erstellt und die Auslegung des Testcenters bestimmt wird. Dank eines engmaschigen Expertennetzes deckt FEV darüber hinaus alle typischen Projektphasen ab und kann diese als Teil- oder Turnkey-Leistung anbieten. Mehr als 300 Projekte weltweit hat FEV in den vergangenen Jahrzehnten erfolgreich abgeschlossen.

Effiziente Produkte

Das Produktprogramm von FEV Software und Testing Solutions umfasst neben robusten und hochgenauen Konditionierungs- und Messsystemen eine große Bandbreite von Synchronmaschinen. Darüber hinaus bietet FEV eine Vielzahl von Sonderprüfständen für gezielte Optimierungen an Verbrennungsmotoren. Diese kommen bei FEV sowohl für den Entwicklungsprozess als auch für End-of-Line-Tests zur Anwendung, werden präzise an die Anforderungen des Kunden angepasst und als schlüsselfertiges Endprodukt geliefert.

Um einen effizienten Betrieb der unterschiedlichen Systeme zu gewährleisten, hat FEV eine Reihe von Lösungen entwickelt. Während fortschrittliche Automatisierungssysteme die Effizienz der Testzyklen erhöhen, realisieren die Datenmanagement- und -Auswertungs-Tools – darunter FEVFLEX und FEVALYS – eine zentrale Vernetzung der unterschiedlichen Prüfstände innerhalb eines Testcenters und sogar über Testcentergrenzen hinweg. Die Kalibrier-Software TOPEXPERT ermöglicht es zudem, signifikante Teile der Entwicklungsarbeit vom Prüfstand an den Schreibtisch zu verlegen.

Rundum Service über die gesamte Lebensdauer hinweg

Bei FEV endet das Projekt nicht bei der Übergabe und Inbetriebnahme eines Prüfstandes oder Prüfwerkzeugs. Nur regelmäßig gewartete und kalibrierte Werkzeuge garantieren eine hochgenaue Funktion und verlängern darüber hinaus die Lebensdauer nachhaltig. Entsprechende Service-Verträge bietet FEV sowohl für die einzelnen Produkte als auch für ganze Prüfstände oder sogar Testcenter. „Bei vielen Kunden sind FEV-Mitarbeiter für den reibungslosen Ablauf des Prüfbetriebs verantwortlich und übernehmen die regelmäßigen Service-Arbeiten. Dabei beschränken sie sich nicht nur auf FEV-Technologien, sondern betreuen alle Testsysteme, die in einem Testcenter oder Prüfstand Anwendung finden. „Dank dieser umfangreichen Leistungen erzielen wir einen hocheffizienten Prüfbetrieb mit kurzen Stand-und Rüstzeiten“, so erklärt Marquard.

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Durchfluss, Drall und Tumble

FEV-Sonderprüfstand für Strömungsanalyse

28. Februar 2017 | Software & Testing Solutions

FEV-Sonderprüfstand für Strömungsanalyse

Die Automobilindustrie ist mit strengeren CO-Vorgaben und Emissionsrichtlinien konfrontiert. Moderne Brennverfahren stellen zunehmend höhere Ansprüche an die Ladungsbewegung im Zylinder. So unterscheiden sich zum Beispiel die Anforderungen des direkteinspritzenden aufgeladenen Ottomotors deutlich von einer Saugmotorvariante mit Kanaleinspritzung. Neuartige Brennverfahren mit frühem oder spätem Einlassschluss erweitern den Parameterraum zusätzlich.

Eine bedarfsgerechte Bewertung der Ladungsbewegung ist mit Strömungsprüfständen, die bei FEV sowohl für den Entwicklungsprozess als auch für End-of-Line-Tests entwickelt werden, möglich. „Unsere Strömungsprüfstände sind das Ergebnis von mehr als 30 Jahren Forschung und Erfahrung sowohl in der Motorenentwicklung als auch im Vertrieb entsprechender Prüfwerkzeuge“, erklärt Bruno Funken, Technical Specialist Custom Test Benches bei FEV. „Jeder Prüfstand wird präzise nach den Anforderungen des Kunden angepasst und als schlüsselfertiges Endprodukt geliefert.“

FEV-Strömungsprüfstände ermöglichen die Untersuchung und Bewertung des Durchfluss-, Tumble- und Drall-Verhaltens von Zylinderköpfen und Strömungsmessmodellen bei stationärer Durchströmung. Sie stellen damit ein unverzichtbares Werkzeug bei der Kanalentwicklung und Qualitätssicherung dar. Grundkonzept und viele Detaillösungen basieren auf den langjährigen Erfahrungen im Strömungslabor der FEV. In Kombination mit der FEV-Datenbank können die vermessenen Kanäle in Streubändern bewertet und auf dieser Basis Korrelationen zum Brennverhalten abgeleitet werden.

Der Testaufbau

Grundsätzlich besteht der Prüfstand aus vier Hauptkomponenten:

  • Rahmen mit Zylinderkopfaufnahme und autom. Ventilverstellung
  • Gebläseeinheit mit Durchflussmesssystem
  • Messsystem zur Bestimmung der Ladungsbewegung (Drall- und Tumble-Flügelrad, Drall- und Tumble-Wabe)
  • Schaltschrank mit integrierter Messtechnik und spezieller Messsoftware

Zur Auswahl stehen verschiedene Flügelrad- und Waben-Messverfahren, die nach Kundenwunsch miteinander kombiniert werden können. Die Messrohre münden in großzügig dimensionierte Ausgleichsbehälter, die definierte Strömungsbedingungen sicherstellen und Strömungspulsationen kompensieren. Die Gebläseeinheit ist als Stand-Alone-System konzipiert und umfasst ein bzw. zwei Seitenkanalverdichter, Frequenzumrichter zur automatisierten Regelung der Fördermenge und ein Drehkolbengaszähler zur Messung des durchgesetzten Volumenstroms. In einem separaten Schaltschrank befinden sich die Messkarte, die Steuerung der Ventilaktuatoren und Anschlüsse für die Frequenzumrichter und Sensoren. Eine automatische Ventilhubverstellung ermöglicht in Verbindung mit der Software (LabVIEW) eine vollautomatische Strömungsvermessung.

Konkrete Messungen

Zum Messen wird der Zylinderkopf auf eine austauschbare zylinderförmige Röhre mit identischem Durchmesser wie die Motorbohrung angeschlossen. Die Ladungsbewegung (Tumble oder Swirl) wird über die Rotationsgeschwindigkeit des Flügelrads oder über das Drehmoment der Wabe aufgenommen.

Der stationäre Strömungsprüfstand ermöglicht die Untersuchung motornaher Strömungszustände an Ein- und Auslasskanälen bei stationärer Durchströmung und erlaubt so eine gezielte Bewertung des Durchfluß-, Drall- und Tumble-Verhaltens der Ladungswechselorgane, die typischerweise als dimensionslose Kennzahlen dargestellt werden. Auslegung und Bewertung von Kanälen erfolgt auf Basis der FEV-Datenbank anhand von Streubändern.

Technische Daten des Strömungsprüfstands

  • End-of-line-Tests
  • Vollständig automatischer Wechsel des Prüflings
  • Customizing des Prüfstandes und der Software nach Kundenwunsch
  • Ventilantrieb-Design für harte Federn
  • Messmethode:
    – Drall- und Tumble-Flügelrad
    – Drall- und Tumble-Wabe
  • Bohrung von 60 mm bis > 190 mm
  • Durchflussrate bis 1.600 m³/h

Messsysteme: Drall-Wabe

Messsysteme: Drall-Wabe

Messsysteme: Tumble-Flügelrad

Messsysteme: Tumble-Flügelrad

Messsysteme: Drall-Flügelrad

Messsysteme: Drall-Flügelrad

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Optimierte Effizienz

FEV-Prüfstände in Aachen erhalten neue Automatisierung

25. Februar 2017 | Software & Testing Solutions

FEV-Prüfstände in Aachen erhalten neue Automatisierung

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Die Prüfstände der FEV am Standort Aachen wurden einer umfangreichen Modernisierung unterzogen. Gegenstand des technischen Updates ist die Erneuerung der elektrischen und messtechnischen Ausstattung, der Konditionierungen sowie der Automatisierung von insgesamt zehn Motorenprüfständen.

Die Modernisierungsmaßnahme liefert durch eine Automatisierung auf modernstem Stand der Technik und durch die effiziente Vernetzung mit weiteren Systemen einen wesentlichen Beitrag zur Steigerung der Effizienz der Prüfstände am Standort Aachen. Von dieser Effizienz profitieren die Kunden der FEV nachhaltig.

Leistungsfähige Automatisierung

Als Automatisierung der Prüfstände kommt die derzeit modernste Version des bewährten FEV-Automatisierungssystems und eine performante modellbasierte Regelung des FEV-Test Objekt Managers (TOM) zum Einsatz. Eine dynamische Modus-Umschaltung ermöglicht die Auswahl des geeigneten Modus innerhalb eines laufenden Testzyklus. So lassen sich transiente Drehmoment-/Drehzahl-Tests (M/n-Tests) optimal abbilden und der Schleppbetrieb bei dynamischen Zyklen wird verhindert. Durch eine direkte Kommunikation des TOM mit dem Motorsteuergerät kann der motoreigene Bremsbetrieb – wie er bei Nutzfahrzeugen durch Eingriff in die Ventilsteuerung häufig realisiert ist – mit hoher Dynamik fehlerfrei am Prüfstand dargestellt werden.

Um eine schnelle Interaktion zwischen Automatisierungssystem und Test Objekt Manager sowie zu weiteren externen Simulationssystemen zu gewährleisten, stehen leistungsfähige EtherCAT-Schnittstellen zur Verfügung. Das Automatisierungssystem bietet hierdurch weitreichend skalierbare Simulationsmöglichkeiten, beginnend mit einer einfachen systeminternen Road-Load-Simulation (RLS), einer TOM-internen modellbasierten Fahrer-/Fahrzeugsimulation (SIM) sowie darüber hinausgehend mit der Koppelung einer umfangreichen Simulationsumgebung, wie beispielsweise DSpace, IPG Carmaker oder xMOD.

Die intuitive grafische Definition von Prüfabläufen über den Test Schedule Manager (TSM), ein Device-Treiber-Konzept sowie die Variabilität der gewählten Parameternamen durch eine wahlweise Darstellung und Datenablage in der einheitlichen FEV-Namenswelt oder in einer beliebigen kundenspezifischen Namenswelt bieten weitere Vorteile hinsichtlich der Effizienz, der Systemkonfiguration und der Datenverarbeitung.

Integriertes Informationsmanagement

Sämtliche Prüfstandsautomatisierungen der FEV am Standort Aachen sind vollintegriert in ein Informationsmanagement-System. Dieses vernetzt die Informationen aus der Testplanung, die Betriebsdatenerfassung, das Messdatenmanagement sowie das Postprocessing der Daten. Als zentrales Werkzeug des Messdatenmanagements kommt die Versuchsdatenbank openMDM zum Einsatz, welche die Messgrößen wie beispielsweise aus der Applikationsumgebung, der gas- und partikelförmigen Emissionsmesstechnik, der Indiziermesstechnik und viele weitere Größen erfasst und zeitsynchron FEV-intern zur Verfügung stellt. Die Datenbank openMDM fungiert dabei als bidirektionale Kommunikationsplattform zwischen dem Prüfstandsbetrieb und der Entwicklung. Sie ermöglicht so eine effiziente Zusammenarbeit zwischen den Fachbereichen der FEV.

Vollständige Integration der FEV-Prüfstandsautomatisierung in das Informationsmanagement-System des Prüffelds

Vollständige Integration der FEV-Prüfstands- automatisierung in das Informationsmanagement-System des Prüffelds

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FEV stellt neue MORPHEE-Generation vor

Dritte Generation des Automatisierungssystems ist vollständig 64-Bit tauglich

15. Februar 2017 | Software & Testing Solutions

Dritte Generation des Automatisierungssystems ist vollständig 64-Bit tauglich

Ab der zweiten Jahreshälfte 2016 ist die neue Generation des Automatisierungssystems MORPHEE verfügbar: Die neue 64-Bit-Version funktioniert mit allen gängigen Betriebssystemen und bietet umfassende Leistung mit bis zu 5.000 Kanälen bei 1 kHz. Die neue Generation ist nicht darauf beschränkt, technischen Entwicklungen einfach zu folgen; die Beiträge der FEV-Entwicklungsteams werden zukünftig wesentlich umfassendere und schnellere Verbesserungen des Systems ermöglichen. Als Ergebnis stellt MORPHEE nun mehr denn je einen technischen Benchmark für automatisierte Prüfstände dar. 

Die neue MORPHEE-Version bietet die Möglichkeit, neue Automatisierungskonzepte für zukünftige Prüfstände zu entwickeln und berücksichtigt dabei sowohl aktuelle als auch kommende Abgasnormen und Prüfstandards wie beispielsweise Euro 7 oder RDE.

Darüber hinaus stellt es ein leistungsstarkes Tool für neue Kalibrierungsmethoden am Antriebsstrang dar, wie z. B. Road to Rig. „Auf Basis seiner etablierten Qualitäten, wie Offenheit und Leistung, werden die Funktionen von MORPHEE erweitert, sodass die gleichen Schnittstellen, Modelle und Tools im gesamten Entwicklungsprozess verwendet werden können. Dadurch wird die neue MORPHEE-Generation zu einer einzigartigen Validierungsplattform, bei der die drei Funktionen Prüfautomatisierung, Kalibrierungstätigkeit am Prüfstand und Echtzeit-Simulation vereint werden“, erklärt Philippe Lacassagne, Global Sales Director bei FEV Software und Testing Solutions.

Komplettsystem mit modularen Konfigurationen

Auf Basis des „All-in-One“-Systems sind je nach individueller Prüfumgebung des Kunden zahlreiche Konfigurationen möglich. So können Prüfautomatisierung, Kalibrierung und Echtzeit-Simulation in einer einzigen Plattform, die auf einem Motoren-, Getriebe- oder Powertrain-Prüfstand installiert wird, vereint werden. Alternativ können die drei Funktionen auch mithilfe von Dritthersteller-Tools getrennt genutzt werden, wie es beispielsweise in einer Kalibrierungskonfiguration gängig ist, bei der die MORPHEE-Kalibrierungsplattform mit entsprechenden Automatisierungstools von Drittherstellern zusammenarbeitet.

Wiederverwendung von Daten und Simulationen

Die Plattform kann mehrere Simulationstools von Drittherstellern zu einem komplexen simulierten System verbinden – beispielsweise zu Model-in-the-Loop- oder Software-in-the-Loop-Anwendung. Diese Simulationsplattform kann später für die nachfolgenden Entwicklungsschritte in den Hardware-in-the-Loop-Prüfständen und in einem Motorenprüfstand wiederverwendet werden.

„Unsere neue MORPHEE-Generation konzentriert sich auf die Segmentierung, die für den aktuellen Workflow der neuesten Generation von Prüfzentren geeignet ist“, so Lacassagne.

Einfaches Upgrade mit voller Kompatibilität

Die 64-Bit-Version von Morphee ist vollständig abwärts kompatibel, sodass Anwendungen wie Prüfungen, grafische Schnittstellen, Vorlagen und Komponenten aus der 32-Bit-Version weitergenutzt werden können.

Praktische Upgrade-Optionen

Die Entwicklung der neuen MORPHEE-Generation stellt einen wichtigen technischen Schritt dar, ist gleichzeitig aber auch eine Fortsetzung der Strategie, die seit Einführung von MORPHEE verfolgt wird. Allen Kunden mit einem Wartungsvertrag wird das Upgrade auf die Version automatisch zur Verfügung stehen. Betreibern von Automatisierungssystemen von Drittherstellern bietet FEV einen individuellen und angepassten Wechsel an.

[CYCLE V] Morphee All in one - 300DPI

MORPHEE All-in-one: A unique platform for automation, calibration and simulation at each step of the development

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Ein Zylinder, hunderte Applikationen

FEV-Einzylindermotoren: Wichtige Entwicklungswerkzeuge für Verbrennungsoptimierungen und mehr

14. Januar 2017 | Engineering Service

FEV-Einzylindermotoren: Wichtige Entwicklungswerkzeuge für Verbrennungsoptimierungen und mehr

Verbrennungsforschung, Funktionstests und Weiterentwicklung von Motorkomponenten: Für all diese Anwendungen hat FEV nun die Einzylindermotorenfamilie entwickelt. Dank sechs Baugrößen mit Zylinderbohrungen von 65 bis 530 Millimetern deckt diese ein breites Band von Pkw- bis hin zu Großmotoren ab. Die Ergebnisse der Untersuchungen am Einzylindermotor lassen sich anschließend auf alle gängigen Mehrzylinder-Derivate übertragen.
Der modulare Aufbau ermöglicht es, die Motoren mit wenig Aufwand für individuelle Kundenbedürfnisse anzupassen. So sind spezifische Analysen an nahezu jedem Bauteil – von unterschiedlichen Kolbenformen bis hin zu geänderten Ventilsteuerzeiten – möglich. Mithilfe von optischen Visualisierungen ermöglicht das Werkzeug zudem Forschungen am Verbrennungsprozess.
„Unser Angebot richtet sich an OEM und Universitäten, aber auch an Zulieferer sowie die Öl- und Kraftstoffindustrie”, erklärt Professor Stefan Pischinger, President und CEO der FEV Group. „Für deren Forschungs- und Entwicklungsarbeit bieten die Einzylinder ein hocheffizientes Werkzeug, das reproduzierbare Ergebnisse unter Laborbedingungen erzielt.“

Schnelles und zuverlässiges Werkzeug

Der vereinfachte Aufbau mit nur einem Zylinder verkürzt sowohl die Rüstzeiten als auch die Bauteilkosten. Zudem reduziert der verringerte Kraftstoffverbrauch die Unterhaltskosten. „Das besondere Layout macht eine Separierung der unterschiedlichen Parameter möglich, die einen Einfluss auf den Verbrennungsprozess haben“, erklärt Peter Heuser, Group Vice President Nutzfahrzeugmotoren. „Gleichzeitig können Quereinflüsse wirkungsvoll minimiert und neue Design-Konzepte bereits in einer frühen Entwicklungsphase im Prüfstand verifiziert werden.“

Flexibilität als Schlüssel

Das Einzylinderprogramm der FEV ist in Bohrungsdurchmessern von 65 bis 530 Millimetern erhältlich. In Kombination mit verschiedenen Hüben lassen sich so Zylinderhubräume zwischen 0,2 und 155 Litern realisieren, wobei jeder einzelne Motor ein breites Hubraumspektrum abdeckt.

Um eine hohe Flexibilität der Einzylinderfamilie zu gewährleisten, bietet FEV umfangreiches Zubehör – darunter unterschiedliche Konditionierungseinheiten, Steuergeräte mit Prüfstandsautomatisierung sowie optische und konventionelle Messsysteme.

Von der Planung bis zur Inbetriebnahme

„Im Laufe der Zeit haben wir bereits über 160 Einzylinder-Systeme in Betrieb genommen. Allein in den vergangenen Monaten wurden mehr als zehn Exemplare der neuen Motorenfamilie, in allen Größen und für unterschiedlichste Anwendungsfelder, installiert”, erläutert Heuser. „In über 12.000 Betriebsstunden weisen so allein diese zehn Systeme die Alltagstauglichkeit und Effizienz nach – und es werden täglich mehr.“

Aufträge beim Kunden und für Kunden

Das Leistungsspektrum von FEV geht weit über die Installation hinaus. So erarbeiten die Experten umfassende Lösungskonzepte, die neben einer bedarfsgerechten Auslegung des Einzylindermotors auch dessen Integration in ein neues oder bestehendes Prüffeld umfassen. Zudem betreibt FEV kundenspezifische Einzylindermotoren in den hauseigenen Prüffeldern. Um hierbei eine schnelle Umsetzung der Projekte zu gewährleisten, hält FEV Basismodule in unterschiedlichen Größen vor, die für Kundenprojekte genutzt und adaptiert werden können.

Vorteile der FEV Einzylindermotorenfamilie

  • Schlüssige Testergebnisse
  • Flexible Variation der Prüfstände
  • Optimierte Interaktion von numerischer Simulation und Experimenten
  • Verbrennungsentwicklung und Hardware-Tests bereits in frühem Entwicklungsstatus
  • Verbrennungsforschung mittels optischer Visualisierung
  • Vollmodulares Design mit vorgefertigten Modulen
    – Hohe Flexibilität und kurze Vorbereitungs-/Rüstzeiten
    – Einfache Änderungen an Hub und Bohrung dank limiterter Teilezahl
  • Keine Restriktionen bzgl. Rahmenbedingungen wie Abgasgegendruck, Temperaturen etc.
  • Abgesichertes Design für hohe Drücke (300 bar PFP) und Drehzahlen
  • FEV betreibt kundenspezifische Einzylindermotoren auf eigenen Prüfständen
  • Erfahrene Teams mit starker Kundenorientierung

Einzylindermotoren - Webspecial
Zusätzlich zu diesem Artikel haben wir unter http://sce.fev.com ein Webspecial erstellt, welches Sie ebenfalls interessieren könnte.

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Virtuelle Prüfstände, reale Ergebnisse

Virtuelle und HiL-Prüfstände als Lösungen für RDE-Zyklen

15. August 2016 | Software & Testing Solutions

Virtuelle und HiL-Prüfstände als Lösungen für RDE-Zyklen

D2T, Mitglied der FEV Group, hat eine einzigartige simulationsbasierte Lösung entwickelt, mit der bis zu 30 Prozent der Kalibrierarbeiten von Steuergeräten (Engine Control Unit, ECU) ohne Motorenprüfstand auf virtuellen und Hardware-in-the-Loop-Prüfständen (HiL) durchgeführt werden können. Im anspruchsvollen Kontext der neuen instationären Zyklen (Worldwide harmonized Light vehicles Test Procedures, WLTP) sowie Fahrzyklen, die auch Umweltbedingungen berücksichtigen (Real Driving Emissions, RDE) verbunden mit neuen Klima- und Höhenbedingungen), ist diese Lösung eine wichtige Neuerung. Die Kalibrierung der ECU durch Simulation eines Motors und seiner Umgebung scheiterte bisher an erheblichen technischen Schwierigkeiten. Zwar ist es im Rahmen einer physischen oder digitalen 0D/1D-Simulation unter Verwendung unterschiedlicher, marktüblicher Software möglich, die Auswirkungen des Motorendesigns auf Schadstoffemissionen und Kraftstoffverbrauch zu simulieren und so das geeignetste Konzept festzulegen. Allerdings ist der Präzisionsgrad gering und für die Kalibrierung nicht ausreichend.

Abhilfe verspricht das Design of Experiments (DoE): Dieses erlaubt es, zuverlässige statistische Modelle mit einer begrenzten und angemessenen Anzahl von experimentellen Daten zu schaffen. Daraus resultierend ermöglichen globale DOEs die Modellierung und Vorhersage von Schadstoffemissionen und Kraftstoffverbrauch im gesamten Motorkennfeld unter Berücksichtigung spezifischer stabilisierter Betriebspunkte sowie Luftpfad- und Einspritzparameter. Die Präzision für stabilisierte Punkte (fünf bis 10 Prozent bei Stickoxiden) entspricht dem erforderlichen Niveau für Kalibrierungsaufgaben. Allerdings zeigt die Entwicklung dynamischerer Zyklen mit Euro 6/7, wie WLTP und RDE, die Grenzen dieser Methode auf: Da nun – verglichen mit dem vorherigen NEFZ – mehr Beschleunigungsphasen vorhanden sind, wirken sich Steuerungsprobleme im Luftkreislauf stärker aus. Dies beeinträchtigt die Genauigkeit der Schadstoffvorhersage: Die Fehlerrate bei NOX-Emissionen im Zyklus liegt bei rund 25 Prozent.

Eine starke Kombination von Technologien

Um diese Herausforderung zu meistern, bietet die FEV Group eine innovative und einfache Lösung, die auf Produkten von FEV in Kombination mit Drittanbieter-Produkten basiert: Diese besteht aus dem ICE2*-DoE-Tool für Verbrennungs- und Schadstoffemissionen Drittanbietersoftware für physische Modellierung des Luftpfades. Diese Tools werden miteinander verbunden in der xMOD/MORPHEE-Integrations- und Automatisierungsplattform, die es ermöglicht, die CPU-Leistung zu optimieren, automatische Prozesse einfach einzurichten und sogar ein physisches Steuergerät zu integrieren (HiL). Diese innovative Lösung erzielt dank des guten Verhaltens des Luftpfades einen hohen Genauigkeitsgrad (etwa 10 Prozent für NOx-Emissionen in einem WLTC-Zyklus) und stellt somit eine effiziente und zuverlässige virtuelle Kalibrierungs-Plattform dar.

Verlässliche Vorhersagen für unterschiedliche Zyklen

Mit diesen Prüfständen lassen sich Motoreneinstellungen in der Simulation testen und schnelle Ergebnisse zu Emissionen und Kraftstoffverbrauch in RDE- und WLTC-Zyklen für ein breites Spektrum an Anwendungsmöglichkeiten erzielen. Mit Blick auf On-Board-Diagnose (OBD)-Aktivitäten ist es zudem möglich, verschiedene Arten von Motorenfehlern, Sensoren, Aktuatoren oder Serienstreuung der Injektoren zu testen und ihre Auswirkungen auf den Motor direkt zu beurteilen. Die Prüfstände ermöglichen außerdem Tests unter den abweichenden Bedingungen – darunter Höhenunterschiede und schwankende Umgebungstemperaturen, wie sie in RDE-Zyklen auftreten können.

So kann ein großer Teil der Tests von Motoren- oder Rollenprüfständen auf virtuelle beziehungsweise HiL-Prüfstände verlagert werden, während die physischen Prüfstände primär für validierungsaufgaben genutzt werden. Da alle Mitglieder des Kalibrierungsteam sowohl am virtuellen beziehungsweise HiL-Prüfstand, als auch bei physischen Prüfungen in demselben, MORPHEE-basierten, graphischen Benutzerumfeld arbeiten, verbessert sich die Teamleistung. Zeit- und Kostenaufwand für die Entwicklung sinken, während die Ergebnisqualität steigt.

*ICE² wurde vom IFPEN entwickelt und wird von FEV Software und Testing Solutions vertrieben

*ICE² wurde vom IFPEN entwickelt und wird von FEV Software und Testing Solutions vertrieben

 >> Die virtuellen/HiL-Prüfstände testen Motoreneinstellungen in der Simulation und erzielen schnelle Ergebnisse zu Emissionen und Kraftstoffverbrauch in RDE- und WLTC-Zyklen

 

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INTELLIGENTE PROZESS- UND WERKZEUGLANDSCHAFT

Zukünftige Software-Entwicklung mit ASSIST

27. Juni 2016 | Software & Testing Solutions

Zukünftige Software-Entwicklung mit ASSIST

Moderne Steuerungssoftware ist gleichermaßen umfangreich und komplex. Darüber hinaus fordert der Markt  trotz stetig kürzerer Entwicklungszyklen ein hohes Maß an Qualität. Diese Herausforderung kann durch die Verknüpfung geeigneter Entwicklungsprozesse mit intelligenten Automatisierungskonzepten gelöst werden.

ASSIST ist das Prozess- und Automatisierungsrahmenwerk von FEV, dessen Strategie auf einer durchgängigen Werkzeugkette beruht. Diese schließt den gesamten Entwicklungsprozess von der Anforderung bis hin zur Freigabe des abgesicherten Systems ein.

Getestet und für gut befunden…

Aufgrund diverser Projekterfolge stellt FEV die Kompetenzen, Methoden und Werkzeuge aus ASSIST neben eigenen Projekten vermehrt auch Kunden in der Form von Beratung und Werkzeugentwicklung zur Verfügung. Auch hier konnte durch das enge Zusammenspiel von Vorgehensmodell, Prozess und Automatisierungswerkzeugen ein hohes Qualitätsniveau sichergestellt, Kosten gesenkt und Risiken minimiert werden.

ASSIST

 

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