Komplexe Methodik, einfacher Prozess

Kein Pendeln mehr zwischen Büro und Prüfstand: „Online DoE“ spart Zeit und Kosten – bei sehr guten Ergebnissen

Noch komfortabler geht es kaum: Mit Online DoE macht IAV es Applikateuren einfacher, die bewährte Methode Design of Experiments (DoE) einzusetzen. Fast alle Arbeitsschritte finden am Prüfstand statt: Aus bereits vermessenen Werten berechnet das Produkt IAV EasyDoE, demnächst mit neuem Release unter dem Namen IAV Kasai, automatisch den nächsten Versuchspunkt, und selbst die Verstell­bereiche der Parameter werden live während des Prozesses bestimmt. Der neue Ansatz spart Zeit und führt zu sehr guten Ergebnissen.

Die Grundidee hinter DoE: Statt den gesamten Parameter­raum mit Hilfe vieler Messungen so fein wie möglich abzutasten, beschränken sich die Applikateure auf eine Auswahl relativ weniger Messpunkte und berechnen aus ihnen die Werte an anderen Stellen – das spart viel Zeit und Kosten. Seit Jahren profitieren zahlreiche Kunden von dieser höchst effizienten Methode: Mit dem Produkt IAV EasyDoE erzielen selbst Anwender mit nur wenig einschlägiger Erfahrung ohne großen Aufwand sehr gute Ergebnisse.

In Zukunft wird die Arbeit sogar noch leichter. Denn dank Online DoE entfallen weitere zeitraubende Arbeitsschritte, um die sich das Produkt selbst kümmert. „Früher musste der Applikateur ständig zwischen seinem Schreibtisch und dem Prüfstand hin und her pendeln“, sagt Dr. Carsten Haukap, Projektleiter bei IAV. „Am Prüfstand hat er zuerst die physikalischen Grenzen des Motors bestimmt, danach folgte die Versuchsplanung am Schreibtisch. Die Messungen fanden dann wieder am Prüfstand statt, aber schon für die Modellbildung ging es zurück ins Büro. Die Modell­validierung erfolgte dann wieder am Prüfstand, die anschließende Optimierung schließlich am Schreib­tisch.“

Fast alle Prozessschritte erfolgen am Prüfstand

Dank Online DoE lassen sich die meisten Arbeitsschritte jetzt am Prüfstand erledigen. Ein Arbeitsschritt entfällt sogar komplett: Die Bestimmung der physikalischen Grenzen ist jetzt Teil der Versuchs­planung, wodurch bereits viel Zeit gespart wird. Die Bestimmung der Versuchs­punkte erfolgt in einem iterativen Prozess: „Ausgehend von einer Initial­sequenz bestimmt der neue Algorithmus nacheinander selbst die einzelnen Versuchs­punkte“, erklärt Nino Sandmeier, Entwicklungsingenieur bei IAV. „Jedes gemessene Ergebnis fließt dadurch sofort in die Planung des nächsten Versuchs sowie in das Training und die Validierung der Modelle mit ein. Auch das führt in kürzerer Zeit zu besseren Ergebnissen.“

Am Ende entsteht wie bei der konventionellen DoE-Methode ein mathematisches Modell, etwa für die gesetzeskonforme Applikation der Abgasnach­behandlungs­anlage bei gleichzeitig minimiertem Kraftstoffverbrauch. Im Unterschied zum herkömmlichen Vorgehen muss der Applikateur aber nicht mehr ständig vom Büro zum Prüfstand und wieder zurück pendeln. Nur der letzte Arbeitsschritt – die Optimierung mit Hilfe des Modells – findet noch am Schreibtisch statt. „Online DoE nimmt dem Anwender viele Aufgaben ab, zudem braucht er kaum Vorkenntnisse“, so Haukap. „Das Meiste läuft inzwischen automatisch ab, wenn gewünscht auch über Nacht am Prüfstand.“

Eng verzahnt mit A&D Orion

Online DoE ist als neue Option in das bewährte Produkt IAV EasyDoE integriert und kann mit einem einfachen Mausklick aktiviert werden. Das Entwicklungswerkzeug ist eng mit der Software A&D Orion für die Prüfstands­automatisierung verzahnt. Im ersten Schritt werden in A&D Orion die Versuchssequenz und die Parameter vorgegeben und in IAV EasyDoE übertragen. Am Prüfstand tauschen die beiden Produkte dann permanent Daten untereinander aus: IAV EasyDoE liefert den nächsten Versuchspunkt, den A&D Orion daraufhin einstellt und vermisst. Parallel berechnet IAV EasyDoE die Modelle und optimiert den Versuchsplan. Durch seine einfache Schnittstelle nach außen kann IAV EasyDoE auch mit anderen Automatisierungslösungen zusammenarbeiten.

Online DoE basiert auf neuen mathematischen Methoden, die IAV entwickelt und implementiert hat. „Dahinter steht eine komplexe Methodik, die sich dem Nutzer als einfacher Prozess präsentiert“, sagt Sandmeier. „Wir versprechen uns davon, dass die Akzeptanz der DoE-Methode bei den Applikateuren weiter steigt.“ Argumente dafür gibt es genug: Dass der neue Ansatz sehr gute Ergebnisse liefert und dabei Zeit und Kosten spart, konnten die IAV-Experten bei zahlreichen Projekten bestätigen. Sie sind sich darum sicher: Online DoE wird in Zukunft die Methode der Wahl sein.