Automobilbranche: Der Schlüsselfaktor Testen

Autor / Redakteur: Paolo Bertholdo / Benjamin Kirchbeck

Um die üblichen Qualitätsstandards im Automotivesektor erreichen zu können, müssen die Hersteller der Automotive-Baugruppen auf die besten Lösungen zurückgreifen: vom besten Halbleiterhersteller bis zur besten Produktionsstrategie. Die Entscheidungen hinsichtlich der Testverfahren sind dabei ein wichtiger Teil dieser Überlegungen.

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Seicas Produktpalette basiert auf einer speziellen Hard- und Software-Plattform. Dabei werden alle erforderlichen Tests abgedeckt – vom einfachen In-Circuit-Test bis zum hochkomplizierten End-of-Line-Funktionstest.
Seicas Produktpalette basiert auf einer speziellen Hard- und Software-Plattform. Dabei werden alle erforderlichen Tests abgedeckt – vom einfachen In-Circuit-Test bis zum hochkomplizierten End-of-Line-Funktionstest.
(Bild: Seica)

Zahlreiche Studien und Marktanalysen bestätigen einen positiven Ausblick für die Wachstumsaussichten der Automobilbranche in den kommenden Jahren, mindestens bis 2025. Dabei zeigt die erwartete Entwicklung signifikante Unterschiede in einzelnen Regionen. Zu den wichtigsten technologischen Herausforderungen zählen autonomes Fahren, Konnektivität und elektrische Mobilität. All diese Themen sind verknüpft mit einem exponentiellen Wachstum künstlicher Intelligenz im Automobil der Zukunft, die nicht ausnahmslos dem „Transport“ dienen, sondern auch die Themen Infotainment und Netzwerkfähigkeit zum Inhalt haben.

Diese neuen Dienste reichen vom Multimediamanagement für Smartphones und Navigationsgeräte bis zur Nutzung von Informationen für die Bereiche Tourismus, Verkehr, Unterhaltung, und Unterstützung bei Notfällen. Natürlich setzen die Autohersteller auch auf Verbesserungen bei Gefahrenwarnungen sowie der Sicherheit der Fahrgastzelle. Eine von McKinsey & Company durchgeführte Studie betont, dass wegen steigender Stückzahlen und dem hohen Innovationsanteil von 90 Prozent durch Elektronik und Software OEM-Hersteller zunehmend Partnerschaften mit ihren strategischen Lieferanten eingehen werden. Ziel ist die Senkung von F&E-Kosten sowie eine Verkürzung der Entwicklungs- und Realisierungszeiten neuer Produkte und Verfahren.

Qualität der realisierten Lösungen

Um diese Ziele zu erreichen, müssen die Hersteller der Automotive-Baugruppen auf die besten, am Markt verfügbaren, Lösungen zurückgreifen: vom besten Halbleiterhersteller bis zur besten Produktionsstrategie. Die Entscheidungen hinsichtlich der Tests sind ein wichtiger Teil dieser Überlegungen. Für die Akteure der Industrie und damit für die Entscheider in Fragen des internen Tests ist es wichtig, die geeignetsten und qualifiziertesten Partner zu ermitteln, die die gewählten Lösungen implementieren werden, um mit der schnelllebigen Welt der Verbraucher Schritt halten zu können. Das gilt insbesondere für automatisiertes Testequipment.

Im Unterschied zu anderen Prozessen besteht der Testprozess in der Automobilindustrie aus mehreren Testlösungen, die sorgfältig in die Architektur der Produktionslinie eingefügt werden. Große Aufmerksamkeit wird der Definition der Testreihenfolge mit dem erklärten Ziel der Null-Fehler-Produktion (0 ppm) gewidmet. Nach Abschluss der Bestückungsprozesse folgt als erster Testschritt der In-Circuit-Test. Dieser Schritt kann auch die Aufgabe beinhalten, Mikro-Controller und Flash-Speicher zu programmieren, um die Verfügbarkeit des richtigen Codes sicherzustellen. In vielen Fällen erfolgen diese beiden Schritte integriert im gleichen System, um die Anzahl diskreter Prozessschritte zu verringern, wenn es der Linientakt zeitlich erlaubt.

In der nächsten Stufe erfolgt die Funktionsprüfung des Produkts, noch bevor es durch Stecker, Gehäuse und mechanische Teile komplettiert wird. Hier ist das Ziel, die Konformität des Produkts mit seinen Spezifikationen zu verifizieren. Der Vorteil, den Test in diesem Zustand der Baugruppe durchzuführen, liegt darin, dass die Schaltung noch optimal zugänglich ist, was eine genauere Diagnose wichtiger Betriebszustände ermöglicht.

In der anschließenden Ebene erfolgt die Funktionsprüfung des Produkts, noch bevor es durch Stecker, Gehäuse und mechanische Teile komplettiert wird. Hier ist das Ziel, die Konformität des Produkts mit seinen Spezifikationen zu verifizieren. Der Vorteil, den Test in diesem Zustand der Baugruppe durchzuführen, liegt darin, dass die Schaltung noch optimal zugänglich ist, was eine genauere Diagnose wichtiger Betriebszustände ermöglicht.

Abschließend wird das Produkt in einer weiteren Teststation geprüft, wo es einem längeren Belastungstest unter realen Betriebsbedingen unterworfen wird. Auf diese Weise können mögliche endemische Probleme oder Frühausfälle erkannt werden, d. h. Probleme, die auftreten, wenn das Produkt erstmalig realen Betriebsbedingungen ausgesetzt wird. Aufgrund der typischerweise sehr langen Testzeit wird dieser Test statt bei jedem produzierten Produkt meist auf der Basis von Stichproben durchgeführt.

Die Notwendigkeit, mehrere Varianten verwalten zu müssen, macht die Situation noch komplizierter. Das gilt nicht nur wegen unterschiedlicher Fahrzeuge, sondern auch wegen der verschiedenen Zielmärkte, in denen das Produkt vertrieben wird. Darüber hinaus muss das Produkt in allen Prozessschritten seiner Herstellung vollständig rückverfolgbar sein, um in kritischen Situationen wie z. B. einer Rückrufaktion schnell und gezielt reagieren zu können. Um das Ziel der geforderten Null-Fehler-Fertigung zu erreichen, müssen nicht nur prozessbedingte Fehler durch die bereits geschilderten Tests vermieden werden. Es gilt auch, mögliche Bedienerfehler an der Linie auf ein Minimum zu reduzieren. Solche „narrensicheren“ Lösungen beginnen z. B. damit, durch mechanische Kodierungen zu verhindern, dass das Produkt auf den falschen Prüfadapter gesetzt wird. Barcodeleser starten das korrekte Testprogramm. Letztendlich kann die Testlösung in automatisierte Linien integriert werden.

Ergänzend zu maximaler Testleistung sollte die ergonomische Konstruktion des Testers hohen Bedienkomfort bieten und die Aspekte schlanker Produktion berücksichtigen. Weiterentwicklungen sollten sich einfach integrieren lassen, um die, sich ständig ändernden, Anforderungen der Industriekunden optimal zu erfüllen. Nicht weniger wichtig ist es, einen Durchsatz zu garantieren, der mit dem Linientakt Schritt hält. Seica verfügt über langjährige Erfahrung mit dem Test von Automotive-Elektronik, insbesondere in den Bereichen Kombiinstrumente, Infotainment- und Telematik-Systeme sowie Beleuchtungscontroller.

Seicas Produktpalette basiert auf einer Hard- und Software-Plattform, die allen Produkten zugrunde liegt. Die Produkte decken alle in einer normalen Produktionslinie erforderlichen Tests ab – vom einfachen In-Circuit-Test bis zum hochkomplizierten End-of-Line-Funktionstest. Diese Architektur optimiert die Investitionsrendite und stellt sicher, dass die Systeme leicht austauschbar sind. Schulungen umfassen mehrere Testschritte und minimieren den Bedarf an speziellem Bediener-Knowhow.

Die Integration elementarer Technologien der Automotive-Elektronik ergänzt das Gesamtbild durch die Administrierung der gängigen Kommunikationsprotokolle serieller Schnittstellen wie CAN, LIN und K-Line. Darüber hinaus hat Seica Lösungen zur Verifizierung der neuesten Technologien in den Bereichen Infotainment und Telematik entwickelt und integriert. Dank der Integration spezieller Simulatoren und dem geeigneten Signalmanagement auf Adapterebene (inkl. HF-Abschirmungen, falls erforderlich), stehen jetzt Tests für Radio Channel (AM/FM, DAB, Satelliten-Tuner), GNSS (GPS und Glonass), Wireless Communication (GSM, UMTS, CDMA usw.) und Data Radio Links (Wifi und Bluetooth) zur Verfügung.

Seicas Produktlinie COMPACT bietet eine umfassende Palette an Lösungen, von Einsteiger-Systemen (Compact TK) mit erweiterten Möglichkeiten beim Digitaltest, bis zu Kombi-Testern, die externe Instrumente integrieren (Compact Multi). Diese Systeme sind in unterschiedlichen Konfigurationen, einschließlich vollautomatisierter Inline-Versionen (Compact SL), verfügbar. Erforderlichenfalls auch mit unabhängigen Mehrfach-Adaptern. Seicas Flying-Prober der PILOT Next>-Serie vervollständigen das Angebot an Test-Lösungen für In-Circuit- und komplexe Funktionstests, wo wie bei Prototypen oder Reparaturstationen adapterlose Tests gefordert oder bevorzugt werden.

Industrielle Überwachung und Industrie 4.0

Die Automobilindustrie hat deutlich vor anderen Branchen die Vorteile der intelligenten Produktion erkannt. Heute, in einem historischen Augenblick tiefgreifender Änderungen, wo die industrielle Produktion weltweit die Philosophie von Industrie 4.0 umzusetzen beginnt, kann sie die relevanten Vorteile der sich entwickelnden industriellen Revolution nutzen.

Industrielle Überwachung ist die Erfassung jeglicher Informationen von den Produktionsmaschinen und -anlagen. Die Überwachung von Produktionslinien dient beispielsweise der Erfassung des Energieverbrauchs der Maschinen und Anlagen, um bereits im Vorfeld mögliche Ausfälle oder Anomalien im Betrieb zu erkennen und so die Planung der Wartung der Produktionslinie zu verbessern bzw. Maßnahmen zu ergreifen, die die regulären Wartungsintervalle verlängern, ohne die Produktivität zu beeinträchtigen.

Seica hat ein industrielles Überwachungssystem für die Elektronik-Branche entwickelt, das die Erfassung und Interpretation von, sowie den Zugriff auf, Big-Data erheblich erleichtert. Die Kommunikation zwischen den einzelnen Systemen der Produktionslinie versieht die Linie sowohl mit Selbstdiagnose-Fähigkeiten als auch mit einer Fernbedienbarkeit, die die Interventionszeit immer dann herabsetzt, wenn außergewöhnliche Ereignisse den Durchsatz der Produktionslinie negativ zu beeinflussen drohen.

Die Möglichkeit, reguläre und außerplanmäßige Wartungen zu managen um potenzielle Ausfälle zu verhindern, spart den Unternehmen bares Geld: Stillstandszeiten werden minimiert, frühzeitige Identifizierung fehlerhafter, zu ersetzender Teile wird optimiert und das Auftreten kaskadierter Fehler einer Grundursache kann verhindert werden. Mehrere Produktionslinien können über einen zentralen Punkt der Datenerfassung miteinander interagieren. Mehrere Produktionswerke können, verbunden über das WAN-Netzwerk, alle durch die Master-Module erfassten Daten im Hauptserver speichern und den Anwendern so den Zugriff auf benötigte Makro-Informationen ermöglichen.

Anwender in jedem Teil der Erde können über das Internet auf die Daten zugreifen, sie überprüfen und verarbeiten. Aufgrund der Analyse der Daten sind sie dann in der Lage, angemessene Maßnahmen zu ergreifen – unbeschadet der Tatsache, dass durch die Anwendung der Richtlinien für die Industrie 4.0-Protokolle die Maschinen bereits miteinander kommunizieren und Entscheidungen treffen können, um bestimmte Ereignisse zu verhindern.

Partner mit Kompetenz – statt nur Lieferanten

Natürlich kann ein Unternehmen wie Seica mit jahrzehntelanger Erfahrung auf dem Gebiet des Testens unter herausfordernden und komplexen Umgebungen seine Automotive-Partner zum Test verschiedenster Produkte beratend unterstützen. Typische Produkte reichen von Karosseriesteuergeräten, Anzeigetafeln, komplexen Infotainment-Systemen (z. B. Navigationsgeräte und IT-Produkte) bis zum Lampentest (Elektronik- und LED-Verifizierung).

Eines der wichtigsten Kriterien bei der Auswahl eines Partners für den Testbereich ist die Kompetenz, die er sich auf verschiedensten Elektronik-Bereichen erarbeitet hat, von einfachsten Konsumgütern bis zu komplexen militärischen Systemen. Diese breit angelegten Erfahrungsfelder machen es häufig möglich, branchenübergreifend transversale technische Lösungsmöglichkeiten und Marktentwicklungen zu erkennen und für verschiedene Kunden und Märkte zu nutzen.

Dieses spezielle Knowhow kann zur Optimierung der Herstellungskosten beitragen und die Integration von Testern in Produktionslinien erleichtern. In der Tat zählen häufig Technologien, die in der Automotive-Welt neu sind, in anderen Bereichen zu etablierten Marktgegebenheiten. Smartphones und satellitengestützte Navigations-Module sind nur zwei Beispiele dafür.

Die gleiche Fachkenntnis kann bereits in einer frühen Designphase genutzt werden, um z. B. die Definition von Testspezifikationen zu optimieren, die heutzutage zu den zeitaufwändigsten Schritten des gesamten Prozesses zählt.

Die in vielen Jahren gemachten einschlägigen Erfahrungen mit multinationalen Gegebenheiten der Branche hat Seica in die Lage versetzt, spezielles Automotive-Knowhow aufzubauen und diesbezüglich sein Produkt- und Lösungsangebot zu optimieren und so nicht nur als Lieferant, sondern vor allem als Partner bei der Evaluierung von Testlösungen zu dienen.

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