Interview mit National Instruments »Messdaten sind die Treiber der digitalen Transformation«

Plattform durch SystemLink erweitert...

Hierfür ist ein in hohem Maße softwarezentrischer Ansatz für das automatisierte Messen und Testen erforderlich. Erst kürzlich haben wir unsere Plattform durch SystemLink erweitert, das es Unternehmen ermöglichen soll, ihre immer stärker vernetzten Systeme zu verwalten und mehr Nutzen aus den Unmengen an Daten ziehen zu können, die in automatisierten Test- und Messsystemen anfallen. SystemLink ist der erste Schritt in Richtung digitaler Thread für Messungen innerhalb eines kompletten Entwicklungsprozesses.

Wie könnte ein digitaler Produktlebenszyklus aussehen? Und was wären die Vorteile für den Anwender?

Nehmen wir einmal an, Sie entwickeln und fertigen komplexe Elektronikprodukte – sagen wir Chips, ein Gerät oder ein System. In Ihrem Produktentstehungsprozess gibt es eine Vielzahl an Tools, aber die Modellierung und Simulation sind das A und O der Entwicklung. Auch für die Entwicklung, also das Design des Produkts verwenden Sie verschiedene Werkzeuge. Dieses Design lässt sich auch als digitaler Zwilling bezeichnen. Nun möchten Sie den digitalen Zwilling unter echten Umgebungsbedingungen testen, also erstellen Sie Testroutinen via Software. Die Routinen definieren Sie, indem Sie auf bereits aufgezeichnete echte Daten und auf Informationen zu Spezifikationen des Produkts verweisen, die direkt von der Entwicklung kommen. Das heißt, statt diese Testroutinen wirklich zu schreiben, verweisen Sie sie mehr oder weniger an die richtigen Stellen. Dann erstellen Sie einen physikalischen Prototypen und Ihre virtuellen Testroutinen werden jetzt zum Testen des Prototyps – nahtlos – an physikalische I/Os übertragen. Die Daten aus diesen Messungen werden dann zum intelligenten Entwicklungssystem zurückgeschickt, das wiederum Vorschläge zur Änderung des Entwicklungsentwurfs macht.

Nun geht es an die Fertigung des Produkts. Intelligente Algorithmen, die auf maschinellen Lernverfahren basieren, optimieren die Testroutine unter Berücksichtigung von Zeit- und Kostenparametern und setzen sie sodann in einem produktionsreifen Testsystem ein. In der heutigen Welt der immer mehr benutzerspezifisch angepassten Produkte und des immer größeren Produktmixes wird eine solche Produktvielfalt bereits im Optimierungsprozess berücksichtigt.

In der Fabrik werden Daten vom Testsystem erfasst und Trends analysiert, mit dem Ziel, den Fertigungsprozess zu verbessern. Grenzwerte werden durch Lernen in der Testsoftware angepasst, und Routinen, die statistisch gesehen weniger ausfallgefährdet sind, werden hinsichtlich der Faktoren Kosten und Zeit weiter optimiert. Ebenso werden Daten über das Testsystem selbst gesammelt, also etwa über seine Leistung oder wann es gewartet oder kalibriert werden muss. Dies wird dann auch automatisch zeitlich terminiert. Software-Updates erfolgen bei Bedarf von einem zentralen Ort aus über das Netzwerk, beispielsweise dann, wenn neue Variationen des Produkts erstellt werden. Zudem werden Felddaten von den Geräten im laufenden Betrieb erfasst. Ein intelligentes System nutzt diese Daten, um Verbesserungsmöglichkeiten am Design, der Fertigung und dem Test zu identifizieren. Ebenso werden die Felddaten als reale Stimulussignale für neue Variationen des Designs eingesetzt. Tritt vor Ort ein Fehler auf, kann der Anwender die Felddaten und den in Software erstellten digitalen Zwilling untersuchen, um den Fehler zu identifizieren.

All dies kann entweder innerhalb einer einzigen Firma passieren oder auch innerhalb einer gesamten Lieferungskette. Es lässt sich sogar von einem Chiphersteller auf die Geräte skalieren, in denen dessen Chips eingesetzt werden, und zwar dann, wenn im digitalen Thread nachverfolgt wird, in welchen nachgelagerten Prozessen die Komponenten genutzt werden. Dieser reibungslose Datenfluss würde es Ihnen gestatten, Ihre Produkte schneller und mit weniger Ressourcen auf den Markt zu bringen. Ihre Produktionsleistung und -kosten würden so optimiert. Und Sie würden weniger Personal benötigen, um dasselbe oder sogar ein besseres Ergebnis zu erzielen.

Kurzum: Wir alle können uns diese Technologien zunutze machen, um daraus einen geschäftlichen Vorteil zu ziehen. Ich glaube, dass das Potenzial dafür da ist, und es gibt auch bereits die Kerntechnologien, die man dafür benötigt.