Konzipierung und Implementierung eines Traceability System für

Konzipierung und Implementierung eines Traceability System für einen Automobilzulieferer
mit NI LabVIEW und dem Database Connectivity Toolkit
"Unter Einsatz von LabVIEW und dem Database
Connectivity Toolkit, konzipiert und implementiert
das Unternehmen TSK Prüfsysteme GmbH ein
Traceability System für einen Automobilzulieferer. "
- Marcus Beau, TSK Prüfsysteme GmbH (www.t-s-k.de)
Die Aufgabe:
Vollständige
Konzipierung und Implementierung eines Traceability System für einen Automobilzulieferer mit NI LabVIEW und dem Database Connectivity Toolkit
zur Realisierung einer Anbindung von bisher autarken Prüfanlagen an eine Datenbank. Dabei sollen Aussagen über die Produktivität in Bezug zum Kundenlösung
lesen
zeitlichen Rahmen gewonnen werden, um aus den daraus resultierenden Informationen Rückschlüsse zu ziehen, welche der Prüfmittel und
Produktionsanlagen zu einer Revision müssen.
Die Lösung:
Unter Einsatz von LabVIEW und dem Database Connectivity Toolkit werden die bisher autarken Prüfanlagen mit einer MS-SQL-Datenbank
verbunden.
Autor(en):
Marcus Beau - TSK Prüfsysteme GmbH (www.t-s-k.de)
Diese Kundenlösung wurde im Tagungsband 2012 (http://www.amazon.de/Virtuelle-Instrumente-Praxis-2012-Embedded-Systeme/dp/3800734125/) des
Technologie- und Anwenderkongress "Virtuelle Instrumente in der Praxis" (http://www.ni.com/germany/vip) veröffentlicht.
Sie haben Fragen zu dieser NI-Lösung oder zu unseren Produkten? Zum Kontaktformular (http://www.natinst.de/services/beratung_nisolutions.php)
Kurzfassung
Der Kunde produziert am Standort Elektromagnete, die sowohl in der crashaktiven Kopfstütze als auch in der Automatik-Schaltkulisse im Fahrzeug je
nach Produkt verbaut werden. Aufgrund der Historie sind an diesem Standort 19 Prüfanlagen für acht Produkte aus unserem Haus ohne Anbindung an
ein Traceability System im Einsatz. Die Prüfanlagen generieren nach jeder erfolgten Prüfung ein Testresultat. Dieses wird in Form eines Datensatzes in
einer Textdatei gespeichert. Eine Prüfung dauert je nach Produkt durchschnittlich neun Sekunden. Es werden vier bis zehn unterschiedliche
Prüfmerkmale abhängig vom Produkt untersucht und bewertet. Die erhobenen produktbezogenen Prüfdaten sollen zentral in einem Datenbanksystem
importiert und strukturiert gespeichert werden. Nach Anforderung soll eine Statistik (über MS Excel) für das jeweilige Produkt generiert werden. Fokus
hierbei ist, dass je nach Produkt eine Aussage getroffen wird, wie hoch die Stückzahl ist und welche Art von Fehlern in dem Produktionsprozess
aufgetreten sind. Die Wertschöpfung zielt darauf ab, Aussagen über die Produktivität in Bezug zum zeitlichen Rahmen gewinnen zu können. Aufgrund der
daraus resultierenden Informationen sollen dann Rückschlüsse gezogen werden, welche Prüfmittel und Produktionsanlagen zu einer Revision müssen.
Einführung
Unser Kunde produziert und prüft für die Automobilindustrie Elektromagnete für Schaltkulissen, Motorlager und crashaktive Kopfstützen. Die Prüfanlagen
vom Kunden wurden aus der Historie heraus als autarkes System konzipiert. Das Problem bestand darin, dass eine Auswertung über ein oder mehrere
Produkte sehr langwierig war und dass keine zeitnahe Aussagen über das Produktvolumen und deren Qualität gewonnen werden konnten. Zum anderen
fehlte am Produktionsstandort der Invest für eine Komplettumrüstung. Der Kunde beauftragte die Firma TSK mit der Lösungsfindung.
Umsetzung des Projekts
Beim Kunden wurde eine serverseitige „Datenstorage“-Lösung installiert und in Betrieb genommen (s. Bild 1).
Bild 1: Hardwaretechnischer Aufbau
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Folgende Herausforderungen wurden bei diesem Projekt erkannt und als Lösungsansätze umgesetzt:
Auslegung des Serversystems
Das Serversystem wurde im Kollektorprinzip entwickelt. Der Vorteil besteht darin, dass die Prüfanlagen den Server nicht als aktiven Partner bedienen
müssen und die Daten einfach in Textdateien abgespeichert werden. Ein weiteres wichtiges Kriterium bestand darin, dass die bestehenden Prüfanlagen
nicht verändert werden, da es beim Kunden sonst zu einem Produktionsausfall gekommen wäre. Der Zugriff des Serversystems zu den entsprechenden
Prüfanlagen geschieht über Verzeichnisfreigaben. Die statistischen Daten werden asynchron zum Datenbankkonvertierprozess auf das Verzeichnis des
Servers verschoben. Der Datenbankkonverter erkennt die Textdatei, öffnet sie, konvertiert und importiert deren jeweiligen Inhalt. Bei erfolgreichem Import
wird die als Quelle fungierende Textdatei im Anschluss gelöscht.
Datentransfer von den Prüfanlagen zum Server
Für die acht unterschiedlichen Produkte wurde je ein Konverter geschrieben, um den aktuellen Datenbestand zu strukturieren und diesen dann im
Datenbanksystem zu speichern. Zusätzlich wurde ein Universalkonverter programmiert, um die jeweilige Produktweiterentwicklung und die daraus
resultierenden Strukturveränderungen abzufangen. Die Daten werden mittels einer SQL-Engine, die in LabVIEW programmiert ist, im MS-SQL2008
RS2-Datenbankmanagementsystem gespeichert. Die SQL-Engine erstellt mittels ausgelagerter Konfigurationsdatei das SQL-Statement und speichert
dieses in die Datenbanktabelle, die ebenso in der Konfigurationsdatei gespeichert ist. Über die Konfigurationsdatei werden für den Statistikbediener die
Prüfanlagennamen hinterlegt (als Primärer Identifizierer), wobei die Datensätze in die Datenbanktabellen gespeichert werden. Als zusätzliches
Statistikkriterium wird das Datum (deutsches und englisches Format) in den Prüfdatensätzen verwendet. Diese Daten werden bei der Importierung seitens
LabVIEW (http://www.ni.com/labview/buy/d/) in eine IU64-Zahl umgewandelt und direkt als Zahl in das Datenbankmanagementsystem für das jeweilige
Produkt gespeichert. Durch Einsatz von einem LabVIEW Network KeepAlive Service wird gewährleistet, dass an jedem Tag an einem spezifischen
Zeitpunkt die Prüfanlagen synchronisiert werden. So wird ein Zeitunterschied von maximal 80 Sekunden sichergestellt (Bild 2).
Bild 2: Logischer Aufbau vom Datentransfer
Aufbereitung und Präsentation
Der Kunde hatte die Anforderung gestellt, für jedes Produkt eine statistische Auswertung durchführen zu können. Ziel hierbei war es, die Qualität der
Prüfung zu beurteilen und eine Gesamtstückzahlermittlung im Rahmen der Produktivität zu belegen. Mit Hilfe von MS-Excel, das in der Automobilindustrie
als ein allgemein statistisches Werkzeug anerkannt ist, sollen nun eventuelle Revisionsmaßnahmen der Prüfanlagen geplant und durchgeführt werden.
Ein LabVIEW Client Program stellt eine direkte Verbindung zu der MS-SQL-Datenbankinstanz her. Nachdem die Verbindung dorthin erfolgreich hergestellt
werden konnte, wird die aktuelle Konfigurationsdatei heruntergeladen.
Danach werden die gespeicherten Produktkurzinformationen, die als Auftragsnummer hinterlegt sind, aus der Datenbank geladen und im Client
angezeigt. Der Statistikbediener hat nun die Möglichkeit (geordnet nach Produkt) entweder über Auftragsnummer oder über Produktionsdaten unter
zeitlichem Bezug auszuwählen. Danach wählt dieser die entsprechende Excel-Vorlage aus, um die gewählte Selektion anzuzeigen. Die Daten werden
mittels SQL-Engine selektiert und in der zuvor aktivierten Excel-Vorlage über ActiveX als Kopie auf einem registrierten USB-Stick gespeichert und über
Excel ferngesteuert angezeigt.
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Bild 3: Grundsätzlicher Ablauf Excel-Export via NI LabVIEW über ActiveX
Zusammenfassung
Das Exportformat in Excel ist beim Kunden auf große positive Resonanz gestoßen. Das Projekt ist mittlerweile seit einem Jahr erfolgreich in Betrieb
genommen. Nach anfänglichen Startschwierigkeiten hat der Kunde nun ein Werkzeug in die Hand bekommen, um seine Produktivität und Qualität über
ein definierten Zeitraum zu betrachten und ggf. Maßnahmen zu definieren.
Autor:
Marcus Beau
TSK Prüfsysteme GmbH (www.t-s-k.de)
Strengelrott 4
Porta Westfalica 32457
Deutschland
Tel: +49 (0)571 7958-27
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Bild 1: Hardwaretechnischer Aufbau
Bild 2: Logischer Aufbau vom Datentransfer
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Bild 3: Grundsätzlicher Ablauf Excel-Export via LabVIEW über ActiveX
Rechtliche Hinweise
Diese Kundenlösung („Kundenlösung“) wurde von einem Kunden von National Instruments („NI“) entwickelt. DIESE KUNDENLÖSUNG WIRD IM „IST-ZUSTAND“
ZUR VERFÜGUNG GESTELLT UND NI ÜBERNIMMT KEINERLEI GARANTIEN. AUSFÜHRLICHERE ERLÄUTERUNGEN ZU ANDEREN EINSCHRÄNKUNGEN
ENTNEHMEN SIE BITTE DEN NUTZUNGSBEDINGUNGEN FÜR NI.COM.
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