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SOFTLINE - DatenManager
Eine effektive Qualitätskontrolle verlangt nach einer maßgeschneiderten Prüfstrategie. Nur einwandfreie Produkte sollen ja schließlich das Haus in Richtung Kunden verlassen. Das Prüfen von Baugruppen und Produkten jedoch auf eine schlichte Ja-Nein-Entscheidung zu begrenzen, wäre ein großes Versäumnis. Denn die Prüfeinrichtungen eines Funktions- oder End-of-Line-Tests liefern in aller Regel mehr als nur "Pass" oder "Fail", sondern darüber hinaus eine Fülle nützlicher Daten.
Diese Daten sind wertvolles Material für jeden Fertigungsverantwortlichen. Gemessene Ströme und Spannungen geben unmittelbar Aufschluss über das Verhalten elektrischer und elektronischer Bauteile wie Kondensatoren, Spulen oder Widerstände oder verweisen auf das Verhalten anderer Komponenten. Wie die Stromaufnahme eines Elektromotors, die beispielsweise Hinweise geben kann auf den Zustand seiner Lager. Oder die Zeit, die eine Heizung zum Erreichen einer vorgegebenen Temperatur benötigt, kann als Indikator für ihre Funktionsfähigkeit herangezogen werden.
1. Blick in die Zukunft
Die Prüfplaner ziehen über das Messen und Aufzeichnen bestimmter physikalischer Größen Rückschlüsse auf die Funktionsfähigkeit des Test-Kandidaten. Sehr interessant ist es dabei, rechtzeitig Veränderungen zu erkennen. Gemeint ist das langsame Wegdriften von Messwerten, zunächst noch so gering, dass der Prüfling den Test besteht. Die Extrapolation solcher Trends aber erlaubt Hinweise auf ungünstige Entwicklungen. Das betrifft übrigens nicht nur den Prüfling, sondern auch die Testeinrichtung selbst. Die allmähliche Drift eines wichtigen Parameters kann ein Hinweis auf Material- oder Fertigungsfehler sein. Es kann aber auch genauso sein, dass in der Prüfeinrichtung ungewollte Veränderungen ablaufen, die die Testergebnisse nachteilig beeinflussen.
Nun fallen im Testbetrieb Unmengen von Daten an. Viele rücken der Datenflut mit selbst erstellten Excel-Charts auf den Leib. Die Auswertungen, deren Qualität stark vom Talent des Erstellers abhängen, haben einen Nachteil, dass sie nicht parallel zu den Messungen mitlaufen, sondern stets eine rückwärtsgewandte Sicht bieten. Der Messtechnik-Spezialist MCD Elektronik erkannte diese Problematik aufgrund der eigenen Praxiserfahrungen sehr früh und entwickelte ein Software-Tool, den "MCD DatenManager". Zunächst als Zusatzmodul für den hauseigenen MCD TestManager CE entwickelt, stellt der MCD DatenManager heute ein sehr leistungsstarkes Werkzeug für jeden Testingenieur und seine Kollegen aus der Fertigung dar.
2. Den Anwender im Blick
Der DatenManager (siehe Bild 1) kann in direkter Verbindung mit dem TestManager betrieben werden. Zahlreiche Schnittstellen erlauben aber auch die Verbindung zu anderen Testumgebungen. Das Programm analysiert die Messwerte und generiert Statistiken und Berichte. Durch die Verwendung einer schnellen Real-Time-Database steht die Auswertung der Messdaten nach kurzer Bearbeitungszeit nahezu in Echtzeit zur Verfügung. Die Auswertung erfolgt entweder benutzergesteuert oder automatisiert. Umfangreiche Filterfunktionen erlauben verschiedene Sichten auf das Datenmaterial. Ein SQL-Interface erlaubt darüber hinaus den direkten Zugriff auf das Datenmaterial und ermöglicht so nicht standardisierte, anwenderspezifische Abfragen bzw. Auswertungen.
Zu den wichtigsten statistischen Auswertungen des MCD DatenManagers gehören:
- Statistik der Testergebnisse und der Testdauer
- Fehlerstatistik (Häufigkeit/Verteilung)
- Statistik der Messwerte (Verteilung/Varianz)
- Analyse der Maschinen und Prozessfähigkeit (gemäß den Kunden-Algorithmen)
Das integrierte Reportmodul unterstützt den Anwender bei der Gestaltung eigener Auswertungen, die in Projektfiles gespeichert und jederzeit bei Bedarf wieder geladen werden können. Für die meisten Unternehmen ist es wichtig, das Erscheinungsbild der Berichte beliebig an hauseigene Vorgaben inkl. Firmenlogo anpassen zu können. Auch der Export in übergeordnete Management-Systeme ist möglich, dazu stehen zahlreiche Formate, wie Word, Excel, PDF, Text, XML, HTML u.v.a. zur Verfügung. Umgekehrt kann der MCD DatenManager auch von Fremdsoftware komplett ferngesteuert werden. Eine integrierte Scriptengine ermöglicht die automatisierte Erstellung und Speicherung aller Auswertungen und Reports. Außerdem stehen die Daten als WEB-Reports an beliebigen Online-Arbeitsplätzen zur Verfügung.
Unterschiedliche Situationen verlangen nach speziellen Sichten auf die Daten. Dazu bietet der MCD DatenManager eine Reihe von Filtern, darunter die Seriennummer des Prüflings, der Test-Modus, die Dauer des Tests oder ein bestimmtes Zeitfenster. Die Ergebnisse werden in Listenform dargestellt, können aber auch in unterschiedlich parametrierbaren Grafikdarstellungen angezeigt werden, wie z.B. in der Ansicht "Top Errors" (siehe Bild 2).
3. Probleme frühzeitig erkennen
Neben der Verfügbarkeit aktueller Messdaten bietet die "Trendanalyse" in der Mehrzahl der Fälle einen sicheren Blick in die Zukunft. Dazu errechnet der MCD DatenManager eine Trendkennzahl über statistische Algorithmen. Eine solche Kennzahl zeigt die Entwicklung / Veränderung des Fertigungs- oder Prüfprozesses deutlich auf. Auf diese Weise kann eine Veränderung des Prüflings frühzeitig erkannt werden.
Oft liegt das Problem aber auch in der Prüfanordnung selber, wie das Beispiel der Produktion von Klappenstellern aufzeigt. Hier kam es bei einem Automobilzulieferer zu vermehrten Ausfällen. Die Ursache für die auftretenden Probleme konnte mittels Datenbankauswertung über Excel nicht festgestellt werden. Die Auswertung mit dem MCD DatenManager zeigte über den grafischen Messwertverlauf und die statistische Auswertung / Trendanalyse den Winkelfehler sofort an. Erst die grafische Anzeige des verschobenen Mittelwerts der Winkelmessung konnte den Trend sichtbar machen. Die Ursache für diesen Fehler lag nicht bei den Prüflingen sondern in der mechanischen Verstellung der Prüflingsaufnahme.
Marcel Bräuninger, bei MCD für das Software-Produktmanagement verantwortlich, erläutert: "Die Trendanalyse macht ein frühzeitiges Reagieren durch Korrekturen am Fertigungsprozess oder an der Prüfeinrichtung vor einem Ausfall des Prüflings möglich. Maschinenstillstände oder hohe Ausfallraten können somit noch vor deren Auftreten vermieden werden."
Für die Trendanalyse der aufgezeichneten Messwerte erfolgt zunächst eine statistische Bewertung und Filterung der einzelnen Messungen. So werden für die Trendberechnung nur Geräte analysiert, welche prinzipiell als PASS geprüft wurden, um durch tatsächliche Fehler (defekte Einrichtungen) den eigentlich relevanten Trendverlauf nicht zu verfälschen. Weiterhin besteht die Möglichkeit, die Trendanalyse auf einstellbare Bereiche festzulegen bzw. unterschiedliche Bereiche zu vergleichen.
Diese Bereiche können sein:
- Komplette Produktion
- Unterscheidung einzelner Anlagen
- Unterscheidung unterschiedlicher Gerätetypen
- Unterscheidung unterschiedlicher Zeiträume
- Unterscheidung verschiedener Aufträge
- Unterscheidung verschiedener Chargen des Produktionsmaterials
Die Trendanalyse selbst erfolgt durch eine gewichtete Approximation der erfassten Messwerte. Hierbei spielen der Zeitpunkt der Messung, die Abweichung vom Soll- bzw. Mittelwert und natürlich die Streuung der einzelnen Messwerte die ausschlagegebende Rolle. Der verwendete Algorithmus erkennt dann, ob und wenn ja wann, eine laufende Produktion die eingestellten Grenzwerte durchbricht.
4. Großer Nutzen im täglichen Testbetrieb
Gute Erfahrungen gab es bei der optischen Taumelkreisprüfung von Kontaktstiften. Bei diesem Projekt wird geprüft, ob die Kontaktstifte eines Prüflings verbogen sind. Hierzu wird der Abstand der Kontaktstiftspitze zu einem Referenzpunkt mittels Bildverarbeitung vermessen und der Wert in der Datenbank gespeichert.
Die Auswertung der Datenbank mit dem MCD DatenManager während der Inbetriebnahme war sehr hilfreich. Mit Hilfe der statistischen Auswertung (Normalverteilung) konnte die Messwertverteilung und somit die erreichte Genauigkeit analysiert werden. Die Trendanalyse hingegen war hilfreich bei der Ermittlung und Überprüfung der Stabilität der Werte. Das frühzeitige Erkennen über "weglaufende" Werte war bei der Inbetriebnahme ein wichtiges Kriterium, um die Stabilität der mechanischen Kontaktierung des Prüflings zu gewährleisten.
Der Vorteil des MCD DatenManagers war hierbei die grafische Anzeige der Normalverteilung im Statistikwerkzeug. Ein weiterer Vorteil bei Benutzung des MCD DatenManagers ist die schnelle Datenübernahme aus der Datenbank des MCD TestManagers welcher hier zum Einsatz kam.
Neben der reinen Trendanalyse spielt auch der statistische Vergleich (u.U. zunächst scheinbar unabhängiger) Messgrößen eine mitunter entscheidende Rolle bei der Optimierung einer Fertigungslinie. Hierzu bietet der DatenManager die Möglichkeit, Messwerte zu vergleichen, automatisch die Grenzwerte für einen Messpunkt zu optimieren und die dadurch entstehenden Ergebnisse über die gesamte Fertigung zu simulieren. So konnte bei der Produktion von Audioverstärken durch Optimierung einiger Toleranzen mit dem DatenManager im Inlinebereich (also vor der Endmontage) die Ausfallrate am EOL (End-Of-Line) um 20 % gesenkt werden.
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MCD Elektronik GmbH
Hoheneichstr. 52 | 75217 Birkenfeld | Tel. 07231 78 405-49 | Fax 07231 78 405-10
Frau Verena Feidy, verena.feidymcd-elektronik.SPAMPROTECTION.de
