Messdatenmanagement: Sensorik in der Fahrzeugentwicklung

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Der Wandel in der Automobilindustrie ist auch bei Bussen und Nutzfahrzeugen in vollem Gange. Das betrifft auf der einen Seite die Elektrifizierung des Antriebsstrangs und alternative Antriebskonzepte, andererseits den zunehmenden Einsatz von Software als Instrument der Wertschöpfung. Bei Daimler Buses setzt man auf Messdatenmanagement von Kistler.

Als Marktführer in Europa entwickelt und fertigt Daimler hochmoderne Busse an mehreren europäischen Standorten sowie in der Türkei. Seit 2018 bietet Daimler Buses den Stadtbus Citaro auch als vollelektrische Variante an (eCitaro). Bei der Weiterentwicklung und im Flottenmanagement dieses und weiterer Modelle kommen die Softwarelösungen MaDaM, jBEAM und jBEAM Cluster aus dem Hause Kistler zum Einsatz. Bereits 2016 wurde MaDaM von Kistler bei der Konzerntochter für das Busgeschäft eingeführt, um das stetig wachsende Datenaufkommen zu bewältigen und optimal zu nutzen. Als vollwertige Plug-and-play-Lösung kann MaDaM sowohl für die Fahrerprobung, die Entwicklung und das Messdatenmanagement eingesetzt werden als auch im Nachmarkt bei den Endkunden.

Big Test Data für die Fahrzeugentwicklung

Die große Flexibilität von MaDaM erlaubt die Aufzeichnung vieler verschiedener Arten von Messdaten in großen Speichermengen. Dazu gehören etwa fahrdynamische Größen wie Geschwindigkeit und Drehzahl, Parameter von Subsystemen wie Türen sowie Diagnosedaten einzelner Komponenten. Alles wird in einer effizienten Weise indiziert und organisiert, die ein schnelles Auffinden und Auswerten erleichtert, zum Beispiel in Form von Lastkollektiven. Johannes Wübbeling, Software-Ingenieur am Standort von Kistler in Chemnitz, erläutert: „Bei der Architektur von MaDaM haben wir uns bewusst gegen den gängigen ASAM-ODS-Standard für die Verwaltung von Messdaten entschieden, da dieser enge Vorgaben macht, etwa in Bezug auf Datenformate und Suchfelder. Bei uns kann der Kunde sein eigenes Datenmodell frei definieren. Der anhaltende Erfolg in einem vielschichtigen und umfassenden Projekt wie hier zeigt, dass wir bei MaDaM zurecht auf größere Flexibilität gesetzt haben.”

Messdatenmanagement: Automatische Reports

Bis heute wurden mit MaDaM bei Daimler Buses über drei Millionen Messungen erfasst – und täglich kommen etwa 2.000 neu hinzu. Eine Vielzahl an Nutzern aus verschiedenen Abteilungen speist Daten in sechs verschiedenen Dateiformaten aus über 50 Quellen ein. Die Messungen beginnen in der Regel direkt ab Starten des Motors und werden von in den Bussen serienmäßig verbauten Datenloggern ausgeführt; bei Bedarf können jedoch auch Datenlogger in Fahrzeugen nachgerüstet werden. Ein typischer Anwendungsfall sind Dauerlauftests über mindestens ein Jahr unter wechselnden Witterungsbedingungen, bei denen in regelmäßigen Abständen automatische Reports von MaDaM generiert und verschickt werden.

Das ganzheitliche Messdatenmanagement generiert weitere Vorteile über die Erprobung hinaus, besonders im Zusammenhang mit den neuen Antriebsarten. Zum Beispiel ist ein Vergleich des Kraftstoffverbrauchs im Linienbetrieb von Hybrid- und konventionellen Bussen einfach möglich. Bei den Elektrobussen werden Features wie die intelligente Bordnetzspannung unterstützt, und ihr täglicher Einsatz kann sowohl für die Betreiber als auch das Bundesministerium für Verkehr und digitale Infrastruktur in unterschiedlichen Detailgraden dokumentiert werden.

Effiziente Datenauswertung bis hin zum Data Mining

Entscheidend sind für den Kunden auch die Visualisierungs- und Auswertungsmöglichkeiten. Sowohl MaDaM als auch jBEAM sind zudem sehr vielseitig und besitzen einen großen Funktionsumfang. Messdaten lassen sich schnell finden und für automatisierte Reportings nutzen. Damit sind der Entwicklung und Fahrerprobung von dieser Seite kaum Grenzen gesetzt. Die Aufzeichnung von Messdaten bietet auch im laufenden Betrieb – zum Beispiel im Linienverkehr – Vorteile: So können bestimmte Leistungsparameter, etwa der Batterieverbrauch beim Elektrofahrzeug, genau überwacht sowie mögliche Unregelmäßigkeiten oder Fehler schnell und gezielt analysiert werden. Durch die enge Zusammenarbeit mit dem Kunden ergab sich ein regelmäßiger Austausch, der zu ständigen Weiterentwicklung der Lösung beigetragen hat. Wübbeling erklärt: „Wir haben in dem Projekt sehr viel gelernt für die anwendungsbezogene Weiterentwicklung unserer Lösungen. Der Austausch mit dem Kunden und die gemeinsame Entwicklungsarbeit an der Software waren in dieser Hinsicht besonders wertvoll.“ Insbesondere bei Dauerlauftests entstehen große Mengen von Messdaten, die sich mit Data-Mining-Algorithmen auf wiederkehrende Muster analysieren lassen. Gerade für solche Anwendungen verfügen MaDaM und jBEAM über die nötige Verarbeitungskapazität und den entsprechenden Leistungsumfang – hardwareseitig mit fünf Servern.

Ähnlich wie bei den Pkws ist auch bei den Bussen noch nicht abzusehen, wie sich die Antriebstechnologien darstellen werden. Die Brennstoffzelle könnte eine wichtige Rolle spielen, gerade was die reichweitenintensiven Reisebusse betrifft. Da eine Vervielfältigung von Antriebstechnologien mit höherer Komplexität einhergeht und der Datenumfang in Entwicklung und Betrieb wächst, wird das Messdatenmanagement eine immer größere Bedeutung bekommen.

Von Eric Schwarzenberger.

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