Diagnosedatenprozess von der Entwicklung bis zur erweiterten Hauptuntersuchung Tagung Diagnose in mechatronischen Fahrzeugsystemen - Dresden Dr.-Ing. Thomas Forchert
Inhalt 1. Einleitung 2. Prozessmodell für Diagnosedaten 3. Teilprozess Prüfungen planen 4. Priorisierungsalgorithmus 5. Teilprozess Qualität beobachten 6. Potentiale der HU 7. Datenintegration 8. Zusammenfassung 2
1. Einleitung Prüfungen zur Qualitäts- und Sicherheitsverifikation sind für komplexe und sicherheitsrelevante Produkte wie zum Beispiel Kraftfahrzeuge erforderlich Der Hersteller /Inverkehrbringer ist zu einer Produktbeobachtung im Feld angehalten [Geräte- und Produkt-Sicherheits-Gesetz] Feldinformationen werden noch nicht vollständig in die Entscheidungen der Qualitätssicherung/Prüfplanung einbezogen Wie können die Ergebnisse aus Servicediagnosen und aus Hauptuntersuchungen (HU) in den Diagnosedatenprozess integriert werden? 3
2. Prozessmodell für Diagnosedaten Der Gesamtprozess der Diagnosedaten umfaßt die Produktentstehungsprozesse (1-3) und den Betriebsprozess (4) 4
Prozessmodell für Diagnosedaten (2) Welche Prozesse sind relevant? Hauptuntersuchung Diagnose im Montageprozess Fahrzeugdiagnose Im Service Gemeinsame Problemstellung Mengenreduktion der Prüfungen Mathematisches Verfahren fehlt Bildquellen: Daimler AG und Spiegel-Online 5
3. Teilprozess Prüfungen planen TP 2 Der Prozess Prüfungen planen verarbeitet die Eingangsinformationen aus dem Prozess Produkt entwickeln und liefert eine Prüfliste auf Basis einer Priorisierung Prüfliste BR-spezifisch 6
4. Priorisierungsalgorithmus Ein neuer Priorisierungsalgorithmus [Fo09] basiert auf der Berechnung der Risikominderung durch Prüfungen PKZ PKZ PKZ PKZ B A E PKZ B A E 1 PKZ 10000 1 PKZ 10000 (4) (5) (6) Liste der Komponenten/Fkt. Liste der Prüfungen Merkmale/ Prüfzeiten festlegen ja tprüf W priorisieren B, A R, W, E, E, festlegen PKZ B A E PKZ B A E mit Prüfungit PKZ R ja nein T ( PKZ 1, PKZ 2,... n sortieren nein, verwerfen PKZ ) PKZ PKZ PKZ Liste der Variablen ΔPKZ Risikominderung durch Prüfung PKZα Prioritätskennzahl ohne Prüfung PKZβ Prioritätskennzahl mit Prüfung B Bedeutung 1-10, 100 A Auftretenswahrscheinlichkeit 1..10 Eα Entdeckungswahrscheinlichkeit ohne Prüfung Eβ Entdeckungswahrscheinlichkeit mit Prüfung R Risiko-Grenzwert W Wirtschaftlichkeits-Grenzwert (sek) Prüfzeit (sek) t prüf (sek) 7
Priorisierungsalgorithmus (2) Mit dem Priorisierungsalgorithmus PKZ PKZ PKZ wird die Wertschöpfung je Prüfungen berechnet und die Prüfungen mit den höchsten Werten priorisiert. Im Falle des Beispiels sind die Prüfungen mit den berechneten ΔPKZ-Tupeln i1-i6 priorisiert worden. Die Prüfungen i7-in liefern einen zu geringen Mehrwert. (sek) 8
Priorisierungsalgorithmus (3) Nachweis der Wirksamkeit: Am Beispiel einer gewichtete Stichprobe der Merkmale einer fiktiven Baureihe XYZ 25% sicherheitsrelevante Merkmale 25% funktionale Merkmale 50% Merkmale Interieur/Exterieur Die Werte sind angenommen! Prüfliste BR XYZ - priorisiert Prüf- Zeit (sek) A B Priorisierte Prüfliste von 23 aus 50 Prüfungen innerhalb Prüfzeitvorgabe Kumm. Zeit (sek) E E PKZ PKZ PKZ Lfd. Nr. Benennung der Prüfung beta alpha beta alpha delta 12 Einklemmschutz beim Schliessen, 4x 4,0 3 100 1 10 300 3000 2700 4,0 14 Funktion Beleuchtung 2,1 3 100 1 10 300 3000 2700 6,1 11 Tür öffnen und schliessen, 4x 4,0 3 100 1 10 300 3000 2700 10,1 1 Federbein an VA-Hälfte festziehen 1,8 2 100 1 10 200 2000 1800 12,0 4 Lenkung-Subj. Prüfung 3,0 2 100 1 10 200 2000 1800 15,0 8 Gangfolge schalten - IS 2,0 2 100 1 10 200 2000 1800 17,0 9 ESP/SBC Sensor-/Aktortest IS 0,4 2 100 1 10 200 2000 1800 17,4 13 Si.-Gurt Gurtstraffer, Funktionsprüfung, 4x 3,6 2 100 1 10 200 2000 1800 21,0 2 Gelenkwelle festziehen 0,9 1 100 1 10 100 1000 900 21,9 Windowbag li. Sichtprüfung der 3 Befestigungsclipse und Kontaktierung, 4x 3,8 1 100 1 10 100 1000 900 25,7 Bremse - Subjektive Prüfung 5 Feststellbremse 0,9 1 100 1 10 100 1000 900 26,6 6 Bremse - Feststellbremse prüfen 0,2 1 100 1 10 100 1000 900 26,8 7 Bremse - IS 0,2 1 100 1 10 100 1000 900 27,0 18 Signalhorn prüfen 420 Hz 0,2 1 100 1 10 100 1000 900 27,2 Öl-Dichtheitsprüfung an Motor 10 durchführen 9,0 3 8 1 10 24 240 216 36,2 23 Ruhestrom messen 10,0 2 10 1 10 20 200 180 46,2 24 Funktion Warnblinkanlage 0,3 2 8 1 10 16 160 144 46,5 25 Fühlen ob Wasser eindringt 10,0 6 4 1 7 24 168 144 56,5 19 Radio Empfang prüfen 0,9 4 5 1 8 20 160 140 57,4 22 Audioanlage, Funktion Lautsprecher prüfen 2,0 4 5 1 8 20 160 140 59,4 15 Klimaanlage - Heizleistungstest 1,1 3 6 1 8 18 144 126 60,4 16 Klimaanlage - Kälteleistungstest 0,5 3 6 1 8 18 144 126 60,9 Klimaanlage - Klimaanlage auf Dichtheit 17 schnüffeln incl. Motorhaube öffnen 9,0 3 4 1 8 12 96 84 69,9 9
5. Teilprozess Qualität beobachten Der Prozess Qualität sichern verarbeitet die Eingangsinformationen aus dem Prozess Produkt fertigen und die Felddaten. Ergebnis des Prozesses sind baureihen- und systembezogene Qualitätsreports, welche zu einer Neubewertung der Risikoannahmen und zu einer Produktoptimierung führen können. Felddaten aus Service und HU 10
6. Potentiale der HU Untersuchungspunkte der Hauptuntersuchung (Quelle: www.dekra.de) Im Einzelnen wird geprüft Zustand (Beschädigung, Korrosion und Alterung, übermäßiges Spiel/ Verschleiß sowie sachgemäße Befestigung, Sicherung, Frei-/Leichtgängigkeit) Funktion Ausführung (Gestaltung, Anbringung, Anzahl, vorgegebene Schaltung, erforderliche Kennzeichnung) Wirkung (Einhaltung bzw. Erreichen bestimmter Grenzwerte) Untersuchungspunkte Identifizierung des Fahrzeugs Bremsanlage Lenkanlage Lichttechnische Einrichtungen und andere Teile der elektrischen Anlage Achsen, Räder, Reifen, Aufhängungen Fahrgestell, Rahmen, Aufbau sowie daran befestigte Teile Sonstige Ausstattungen Umweltverträglichkeit (Abgas- und Geräuschverhalten, Verlust von Ölen und anderen Flüssigkeiten) Sichtverhältnisse Sicherheitsrelevante Fahrzeugelektroniksysteme (neu) Bildquellen: DEKRA und Forchert-Consulting 11
6. Potentiale der HU (2) 1. Vorgaben der europäischen und der deutschen Gesetzgebung führen zu einer Erweiterung der Hauptuntersuchung (HU) für Straßenfahrzeuge. EU-Richtlinie 2009/40/EC Anlage II Deutschland StVZO Anlage VIIIa Arbeitsgruppe 29, 47a StVZO 2. Betroffen sind elektronisch geregelte Sicherheitsfunktionen wie Airbags/Rückhaltefunktionen, Brems-, Lenk- und Stabilitätsfunktionen. 3. Die zugehörigen Prüfverfahren sind im Jahr 2010 zu erarbeiten und für alle Fahrzeugmodelle bis Ende 2011 in Prüfprogramme umzusetzen. 12
6. Potentiale der HU (3) Deutschland StVZO Anlage VIIIa 13
Potentiale der HU (4) Diagnosedatenprozess der Hauptuntersuchung Prüferkoffer Rücklieferung an die OEM Prüfprogramme Prüfergebnisse Gerät zur Prüfung am Fahrzeug Quelle: FSD-Dresden Die im Rahmen der HU gewonnenen elektronischen Daten können für den Fahrzeughersteller wertvolle Hinweise bzgl. des Qualitätsgeschehens im Feld liefern. Die Verarbeitung der Daten bei den OEMs steht im Einklang mit den gesetzlichen Forderungen zur Qualitätsverbesserung. 14
7. Datenintegration Produktdokumentation über den Lebenszyklus (idealisiert) 15
Datenintegration (2) Die Integration der Felddatenprozesse in die bestehenden IT-Systeme ist ein wesentlicher Erfolgsfaktor zur Umsetzung im Unternehmen Produkt- Dokumentation Felddaten aus Service und HU 16
Datenintegration (3) Wir könnte eine einfache Abbildung der Felddaten aussehen? Exemplarische Merkmale 1-25 Lfd. Nr. Merkmalsart Komponente/ Bauteile Prüf-Verfahren Auftretens- Wahrscheinlichkeit A 1 Mech. Festigkeit Federbein Drehmoment 2 2 Mech. Festigkeit Gelenkwelle Drehmoment 1 3 Mech.Festigkeit Airbag Sichtprüfung 1 4 Funktion Lenksystem Fahren 2 5 Funktion Feststellbremse Prüfstand 1 6 Funktion Feststellbremse, E/E Prüfstand 1 7 Funktion Bremssystem Prüfstand 1 8 Funktion Getriebe Prüfstand 2 9 Funktion ESP/SBC Prüfstand 2 10 Dichtheit Motor Sichtprüfung 3 11 Funktion Tür, 4x Funkt.Prüfung 3 12 Funktion Fenster, Einklemmschutz 4x Funkt.Prüfung 3 13 Funktion Sicherheitsgurt, 4x Funkt.Prüfung 2 14 Funktion Beleuchtung aussen Sichtprüfung 3 15 Funktion Klimaanlage, kühlen Funkt.Prüfung 3 16 Funktion Klimaanlage, heizen Funkt.Prüfung 3 17 Dichtheit Klimaanlage Funkt.Prüfung 3 18 Funktion Signalhorn Hören 1 19 Funktion Radio Prüfanlage 4 20 Funktion Navigation Prüfanlage 3 21 Funktion CD-Player Prüfanlage 3 22 Funktion Audioanlage Prüfanlage 4 23 Funktion Ruhestrom Prüfanlage 2 24 Funktion Warnblinkanlage Sichtprüfung 2 25 Dichtheit Regendichtheit Sichtprüfung 6 Die Auftretens-Wahrscheinlichkeit eines Fehlers in Abhängigkeit Baujahr/Km-Leistung ist in einer attributierten Merkmalsliste je Baureihe darstellbar. Sie wird anhand der Felddaten bestätigt oder angepasst. Die Werte sind angenommen! 17
8. Zusammenfassung Was ist dargestellt worden? Prozessmodell für Diagnosedaten mit Schwerpunkt auf Risiko- und Felddaten Neues Priorisierungsverfahren Delta-PKZ-Algorithmus auf Basis der Faktoren Bedeutung, Auftretens-, Entdeckungs-Wahrscheinlichkeit, Wirtschaftlichkeit Potentiale der Ergebnisdaten aus der HU Die Ergebnisse der HU-Untersuchung können baureihen-/baujahrspezifisch gebündelt wertvolle Beiträge zur Abschätzung der Auftretenswahrscheinlichkeiten von Fehlern liefern. IT-Integrationskonzept Ausblick Initiative zur Zusammenarbeit von Fahrzeugherstellern (OEM) mit den für die HU verantwortlichen Institutionen 18
Kontakt Dr.-Ing. Thomas Forchert Kontakt@forchert-consulting.com +49 (0) 171 4305518 19