Know-how und Kapazität für E-Prüfprojekte

Prüfeinrichtungen

18. Oktober 2019 | Software & Testing Solutions

Im kommenden Jahr wird FEV zwei neue Batterieprüfzentren in Deutschland und Frankreich in Betrieb nehmen. Zusätzlich wurden in bestehende Prüfzentren von FEV und an Kundenstandorten modernste Prüfstände für E-Motoren und E-Achsen integriert. Diese massive Kapazitätserweiterung basiert auf der Grundlage langjähriger Erfahrung in der Planung, Konstruktion und im Betrieb eigener Prüfstände und Prüfzentren sowie in der Realisierung zahlreicher Kundenprojekte. Daraus resultierend bietet FEV eine effektive Methodik zur Lastenhefterstellung, zum Konzeptlayout und zur Planung sämtlicher Prüfeinrichtungen im Bereich der E-Mobilität. Diese umfasst die Hardware (Prüfausrüstung, technische Infrastruktur, Gebäude), die Software (Datenmanagement, Automatisierung, Simulation) sowie die Logistik und den Betrieb.

Der nachhaltige Erfolg beim Bau neuer Prüfzellen und -zentren hängt entscheidend von der Qualität und der Vollständigkeit der Spezifikationen und der Planung ab. Eine präzise Anforderungsanalyse, die Erstellung vollständiger Spezifikationen und eine gut durchdachte Konzept­entwicklung sind die Schlüsselfaktoren für eine erfolgreiche Realisierung hochkomplexer Projekte im Bereich der E-Mobilitätsprüfung. Dank des umfangreichen Erfahrungsschatzes von FEV können die beschriebenen Projektphasen in enger Zusammenarbeit mit den zukünftigen Anwendern/Kunden aktiv organisiert und geleitet werden, um die Entwicklung nachhaltiger und kosteneffektiver Lösungen sicherzustellen, die die zukünftigen Anforderungen in höchstem Maße erfüllen. Dazu wenden die Experten von FEV innovative Projektmanagement-Methodiken sowie in zahlreichen, weltweiten Projekten erprobte Berechnungs- und Simulationsinstrumente an, um unterschiedliche Szenarien bereits im Vorfeld zu simulieren. Abschließendes Ziel ist es, eine technische Lösung zu entwickeln, die Aspekte der Gebäudekonstruktion, Konzepte für die Prüfzellen und Prüfstände, die Labore, Werkstätten und die technische Infrastruktur einschließlich Versorgungsmedien und Energieversorgung sowie betriebliche und logistische Fragen abdeckt.

1: Fragen, die zu Beginn eines Neubauprojekts für ein Testzentrum zu stellen sind

Optimierung der Leistung des Prüfzentrums

In modernen Prüfzentren lassen sich die sichtbaren Teile wie Gebäude, Gebäudeinfrastruktur und die Prüfstände selbst nicht mehr von den unsichtbaren Teilen – dem umfassenden Informationssystem mit einem hohen Grad an Automation – getrennt betrachten. Dieses Informationssystem steuert sämtliche Arbeitsabläufe und die Anwendungsfälle des Batterieprüfzentrums. Beim Eingang von Batteriepack, Batteriemodul oder -zelle und der zugehörigen (Teil-)Komponenten wird zunächst ein Barcode erstellt, der den Prüfling (engl. Unit Under Test oder kurz UUT) durch den gesamten Workflow identifiziert. Der Prüfling wird einem sicheren Lagerraum entnommen und anschließend in einem Vorbereitungsbereich mit Sensoren und Messinstrumenten ausgestattet. Der Verfügbarkeits- und Instandhaltungsstatus der Ressourcen (Ausrüstung, Prüfstände, Bediener) wird in einer Datenbank dokumentiert, um eine effiziente und effektive Planung und Zuweisung von Prüflingen und Ressourcen zu gewährleisten. Nach der Montage des Prüflings auf dem Prüfstand wird das Prüfprogramm ausgeführt. Anschließend erfolgt die Nachbearbeitung der Messdaten, die über das Automatisierungssystem und weitere Messvorrichtungen erfasst wurden. Die Messdaten werden auf Plausibilität geprüft und schließlich in standardisierten Prüfberichten dokumentiert. Mithilfe des Informationssystems können die Daten zum Prüfling, zu den zugewiesenen Ressourcen, zum Prüfprogramm und zu den gemessenen Ergebnissen über den gesamten Prüfablauf logisch miteinander verknüpft werden.

Das oben beschriebene Informationssystem basiert auf der Software-Suite FEVFLEX™. Diese modulare, ebenenbasierte Software-Suite beinhaltet jeweils ­eigene Module für die Steuerung der wichtigsten Arbeitsabläufe in einem Prüfzent­rum – von den Prüfanforderungen bis hin zur abschließenden Berichterstellung.

  • Enterprise-Funktionalität auf der Ebene des gesamten Prüfzentrums:

FEVFLEX™ ermöglicht Versuche auf dem Gebiet der Simulation oder des Benchmarkings für Komponenten- und Systemprüfstände bis hin zur Prüfung ganzer Fahrzeugflotten. Auch Kombinationen aus diesen Bausteinen sind möglich. Auf dieser Ebene werden Daten aus den ERP- und MES-Systemen (z.B. Kunden- und Projektdaten, Kostenstellen) mit Informationen zum Prüfling, zum Prüfprogramm sowie zur Verfügbarkeit und zum Status der Ressourcen (Ausrüstung, Prüfstände, Bediener) kombiniert und daraus Arbeitsaufträge erstellt. Die einzelnen Aufgaben werden geplant und anschließend den Prüfständen und Ressourcen zugewiesen. Darüber hinaus ist es Mithilfe der FEVFLEX™-Software möglich, den Prüfling samt seiner (Teil-)Komponenten in einer Stückliste, die aus dem Benchmarking-Kontext bekannt ist, zu definieren und dadurch die Steuerung des Prüflingslebenszyklus zu erleichtern. In der letzten Phase des Workflows verarbeitet FEVFLEX™ die Prüfergebnisse aus der jeweiligen Quelle (Benchmarking- oder Simulationsdaten und die vom Automatisierungssystem und den Messinstrumenten erfassten Messdaten), welche anschließend zeitlich synchronisiert und an Tools zur Datenauswertung weitergeleitet werden.

  • Host-System-Funktionalität als Bindeglied zwischen Prüfzentrum und Prüfständen:

FLEX Lab™ übernimmt die allgemeine Datenverarbeitung und Parametrisierung des Automatisierungssystems MORPHEE® auf der Ebene von Komponenten- und Systemprüfständen. Auf dieser Ebene werden die FEVFLEX™-Arbeitsaufträge in die Vorbereitung des Automatisierungssystems umgesetzt, um eine Basisparametrisierung zu erhalten (einschließlich z.B. Messplan, Kanalgrenzen, Log-Listen, Integration der Messinstrumente, Prüfprogramm). Darüber hinaus unterstützt FLEX Lab™ die Verwaltung der MORPHEE®-Konfigurationen einschließlich Back-up und Versionierung. Der Start der Ausführung der Prüfprogramme am Prüfstand wird durch die Kommunikation zwischen dem Host-System FLEX Lab™ und dem Automatisierungssystem MORPHEE® sichergestellt. Abschließend leitet FLEX Lab™ die mithilfe des Automatisierungssystems erfassten Messdaten an Datenauswertungs-Tools wie beispielsweise UniPlot weiter.

2: Mit FEVFLEX™ gesteuerter Prozess in einem E-Mobility-Prüfzentrum

Und schließlich wird der Workflow in FEVFLEX™ durch SCADA-Fernüberwachung und Runtime-Statistik unterstützt:

  • Die Fernüberwachung ermöglicht sofortige Warnsignale und Eingriffe bei Zwischenfällen.
  • Die Runtime-Statistik unterstützt die Betriebsleiter bei der nachhaltigen Behebung von Schwachstellen im Arbeitsablauf.

Dank dieses umfassenden Informationssystems auf Basis von FEVFLEX™ wurde eine effektive Prüfstandauslastung von 95 Prozent in dem Batterie-Dauerlaufprüfzentrum von FEV erzielt.

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