Siemens Automotive Hydraulics beschleunigt die Entwicklung und Herstellung eines neuen Magnetventils mit Pertinence Rule Maker

Die Verschärfung der europäischen Gesetzgebung in Bezug auf den Ausstoss von Schadstoffen mit Treibhauseffekt hat die Automobilwelt und damit auch die Automobilzulieferer in Bewegung gebracht. Schon ab 2008 wollen die Autohersteller eine Fahrzeugflotte mit stark reduziertem durchschnittlichen CO2-Ausstoss bieten. Siemens VDO Automotive unterstützt diese Anstrebung durch die Bereitstellung von Systemen und Bauteilen für die Benzindirekteinspritzung, u.a. durch eine höchstinnovative Hochdruckpumpe.

„Nach der ersten Vorführung von Pertinence Rule Maker war uns der Vorteil, den ein solches Produkt unserem Geschäftsbereich bringen könnte, nicht eindeutig klar: Wir verfügten über spärliche Daten und die Produktionsphase war noch nicht angelaufen“, so Dominique Véret, Direktor bei Siemens Automotive Hydraulics. „Aber schon nach einigen Monaten und zwei weiteren Produktpräsentationen haben wir unsere Meinung geändert. Unsere ersten Prototypen waren mittlerweile fertig und wir hatten Schwierigkeiten, uns in die Zukunft zu projezieren, insbesondere angesichts der Leistungen, die ein Magnetventil aufgrund der inhärenten Schwankungen der Serienproduktion bieten konnte. Es handelte sich um ein vollkommen neues, innovatives Produkt, für das keinerlei Erfahrungswerte vorlagen.“

Ein dank Rule Maker möglich gewordener Versuchsplan

Unter diesen Umständen entschied sich die Forschungs- und Entwicklungsabteilung des Geschäftsbereichs für die Durchführung einer Sensibilitätsstudie des Magnetventils unter Zuhilfenahme eines Versuchsplans. Es sollte eine Testserie gefertigt und anschliessend geprüft werden. Aber aufgrund der Komplexität des Produkts, das aus mehr als zwanzig Bauteilen bestand und auf ca. 70 Parameter reagierte, waren annähernd 400 Magnetventile für aussagekräftige Studienergebnisse erforderlich. Diese Anzahl war zu hoch. Ohne Versuchsplan wäre man jedoch das Risiko einer zu hohen Ausschussrate in der Anlaufphase der Produktion eingegangen und hätte wichtige Überkosten für die zeitgerechte Ausführung der Kundenaufträge tragen müssen.

„Wir kamen zu dem Schluss, dass das Pertinence-Angebot für uns eine mögliche Lösung darstellen konnte. Um uns gänzlich davon zu überzeugen, hat die Forschungs- und Entwicklungsabteilung im Juni 2004 Rule Maker gekauft“, so Dominique Véret. „Zu Beginn dachten wir, dass das Rule Maker-Modul der Pertinence Suite nur bei umfangreichen Datenmengen effizient einsetzbar ist. Das Produkt hat uns jedoch bewiesen, dass es selbst bei der kleinen Datenmengen, über die wir in der Endphase der Entwicklung unseren neuesten Innovation verfügten, – dem mit den EU-Richtlinien übereinstimmenden proportionalen Dreiweg-Magnetventil für Benzinhochdruckpumpen – optimale Ergebnisse innerhalb kürzester Zeit erzielen konnte. Dank Rule Maker verfügen wir heute über eine gute Visibilität hinsichtlich der Markteinführung des Produkts“, so Dominique Véret.

„Von Anfang an hat dieses Tool unsere Arbeitsweise verändert und uns gezwungen, die Datensammlungsphase für den Versuchsplan neu zu konzipieren. Dank seines iterativen Ansatzes hat Rule Maker es uns ermöglicht, eine Testreihe mit nur 40 Magnetventilen durchzuführen, die jeweils unterschiedlichen Eigenschaften aufwiesen.“ Diese Eigenschaften wurden anhand von 2800 Werten gemessen, zu denen noch tausende von leistungsrelevanten Daten am Ende der Testreihe hinzukamen. „Die Tests wurden 2 Monate lang iterativ und interaktiv von drei unserer Experten durchgeführt: dabei handelte es sich um einen von Pertinence in Rule Maker geschulten Mathematikingenieur und um zwei Produktspezialisten. Die Experten bestimmten zu Beginn die zu prüfenden Daten. Im Zuge der Iterationen schlug Rule Maker weitere Prüfdaten vor und passte die Regeln nach und nach den zwischen Eingabeeigenschaften und Ausgabeleistungen festgestellten Abweichungen an. Dabei konnten wir drei unterschiedliche Regeltypen identifizieren: die eindeutigen Regeln, die unsere Experten bereits kannten, die irrelevanten Regeln, die beseitigt werden konnten, und letztlich, die für uns interessantesten Regeln, d.h. jene, die den Mehrwert von Rule Maker ausmachen. Letztere lieferten unseren Experten den Stoff für neue Gedankengänge, sie brachten unsere Experten aus dem Gleichgewicht, erwiesen sich aber im Endeffekt als richtig. Wir hatten beispielsweise ein akustisches Problem, das wir anhand klassischer Methoden nicht zureichend geregelt hatten. Rule Maker hat diesbezüglich Intervalle identifiziert, die eine Beseitigung des Problems ermöglichten.“

Erhöhte technische Glaubwürdigkeit bei den Kunden

Siemens Automotive Hydraulics geht zur Zeit mit der Pumpe in Serie, aber schon jetzt gibt es eine Gewissheit: Dank der mit Rule Maker ausgeführten Sensibilitätstests kann die Ausschussrate in der Anlaufphase um ca. 10% reduziert werden. In der Regel werden Fertigungsausschüsse von Experten analysiert und nach Identifizierung der zugrunde liegenden Ursachen entsprechende Ad-Hoc-Änderungen am Produkt vorgenommen, welches somit zunehmend an Robustheit gewinnt. Durch die Verwendung von Rule Maker weist das Produkt bereits jetzt eine gute Robustheit auf. Dies geht mit einer kleineren Anzahl von Experteneingriffen in der Anlaufphase und somit mit einer signifikanten Senkung der Markteinführungskosten einher. Das Ganze unter Einhaltung der knappen Lieferzeiten, die von den ihrerseits unter dem Druck der Vorschriften stehenden Autoherstellern auferlegt werden.

„Die Senkung der Entwicklungskosten ist eines der Hauptziele der Forschungs- und Entwicklungsabteilung. Rule Maker kann an dieser Stelle sowohl in Bezug auf aktuelle als auch auf zukünftige Projekte einen Mehrwert bringen“, so Dominique Véret zum Abschluss. „Allerdings muss man bereit sein, Gewissheiten und Arbeitsweisen in Frage zu stellen und neue, ungewohnte Reflexionswege zu gehen. Zusätzlich zu dem im Bereich Forschung und Entwicklung gebotenen Mehrwert hat die Pertinence Suite auch direkte Auswirkungen auf unsere Kunden. Unsere technische Argumentation hat an technischer Glaubwürdigkeit gewonnen, weil sie durch die von Rule Maker auf Fakten basierenden Informationen untermauert wird.“

Info über Pertinence

Pertinence ist eines der weltweit führenden Unternehmen im Bereich Enterprise Manufacturing Intelligence. Dank seiner auf die Optimierung komplexer Industrieprozesse und -systeme ausgerichteten Software ermöglicht Pertinence die Extraktion, Anwendung, Kontrolle und gemeinsame Nutzung bester operationaler Vorgehensweisen. Die innovative Datenanalysetechnologie sorgt für verbesserte Prozessqualität, verkürzte Markteinführungszeiten hinsichtlich neuer Produkte und eine effizientere Verwaltung der Entwicklungsprozesse.

Pertinence, Microsoft (MSFT)-zertifizierter Partner, hat Niederlassungen in Europa und in den USA. Zu den Kunden zählen wichtige Unternehmen in den Bereichen Pharma/Biotechnik, Luft- und Raumfahrttechnik und Verteidigung sowie Unternehmen für Industrie- und Halbleiterprodukte, u.a. Sanofi Pasteur, EADS, Airbus, BMW, Siemens usw.