[hemmerling] Entwicklung eines Prüfstandes zur Bestimmung der thermischen Übergangswiderstände an Gleichstrom-Kommuntatormotoren

Agiles Projekt “Entwicklung eines Prüfstandes zur Bestimmung der thermischen Übergangswiderstände an Gleichstrom-Kommuntatormotoren”: Entwickung eines Temperaturprüfstands für Elektromotoren, Konzeption ohne Realisierung ( 2006-09-26 - 2007-02-12 ).

• KAG Kählig Antriebstechnik GmbH.
  • Dipl.-Ing. Marco Adam.
• Fachhochschule Hannover.
  • Prof. Dr. rer. pol. Wolfgang Greife.
  • Prof. Dr.-Ing. Joachim Landrath.

Anzahl der Projektteilnehmer: 5.

• Scrum Master: Thomas Kubiak.
• Product Owner: Dipl.-Ing. Marco Adam, KAG Kählig Antriebstechnik GmbH.
• Weitere Projektteilnehmer: Rolf Hemmerling, Matthias Mohme, Frederic Blanke.

• Projektteilnehmer, verantwortlich für Elektrik / Elektronik und Software.

• Entwicklung eines Prüfstandes zur Bestimmung von Übergangstemperaturen an Elektro-Gleichstrommotoren: Mechanischer und elektrischer Aufbau, Auswahl von am Markt verfügbaren auf Fertigkomponenten ( Drehmomentmeßwelle, Leistungsbremse, Bremscontroller, Netzteil, PC-Meßdatenerfassungssystem, Standard-Messdatensoftware ).
• Es soll für einen mittelständischen Antriebshersteller ein Prüfstand mit 1 bis 3 Prüfplätzen entworfen werden. An jedem Prüfplatz sollen mittels einem bis zu 24 Stunden dauernden Prüfvorgang die thermischen Übergangswiderstände von verschiedenen Elektro-Gleichstrommotoren des Antriebsherstellers aufgenommen und dargestellt werden. Der thermische Übergangswiderstand ist die Temperaturdifferenz zwischen 2 Punkten am Motor, z.B. zwischen der Temperatur des Motor-Gehäuses und der Motor-Bürste. Dazu soll an jedem Prüfling an bis zu 3 Stellen die Ortstemperatur und zusätzlich einmal pro Prüfstand die Umgebungstemperatur mit PT100 Widerständen gemessen und von einem Prüfstand-Computer in einer Datei aufgezeichnet werden. Die Temperatur-Aufzeichnung soll mit einer Abtastfrequenz von 0.1 Hz bis 10 Hz. Es sollen auch Lösungen betrachtet und diskutiert werden, die die 10 Hz Abtastfrequenz nicht bieten. Die gesamte Steuerung und Regelung des Prüfstandes und des Prüfvorgangs soll über einen Prüfstand-Computer automatisch erfolgen.
• Der Wechsel des Prüflings soll manuell durch den geschultes Fachpersonal erfolgen, also durch mechnische Tätigkeiten wie Befestigung des Prüflings in der Prüflingsaufnahme, Austausch weniger Bauteile und Anschließen von elektrischen Kabeln.

• Entwicklung eines elektrische Konzept und eines Software-Konzept.
• Auswahl eletrischer Komponenten und Software-Produkte.
• Einholen von Angeboten für elektrische Komponenten und Software.
• Aufwandsabschätzung für die Realisierung.
• Aufstellen von Anforderungen, Überprüfen der Erfüllung von Anforderungen.
• Kommunikation mit Lieferanten.

• OpenOffice / Microsoft Office.
• Pro/ENGINEER.
• Adobe Acrobat Writer, mit “Adobe Acrobat 3D Toolkit”.
• National Instruments "Labview" - nur Produktauswahl, keine Softwareentwicklung.

• Associated Power Technologies, Inc..

Bei der Entwicklung des Elektromotor-Prüfstands gab es viele Aspekte, die zu einem agilen Vorgehen führten.

1. Die Randbedingungen waren etwas anders als bei einem klassischen Scrum-Projekt. Daher wurde nicht ein “Daily Scrum” Treffen, sondern ein “Weekly Scrum” Treffen vereinbart.
   1. Das Projekt war so konzepiert, daß die Arbeitsbelastung für die Projektteilnehmer bei deutlich unter 20% der Gesamtarbeitsleistung lag. Die Arbeitsleitung von einem Personentag ( 8h ) wurde innerhalb einer Woche vollbracht, nicht jeden Tag.
   2. Es gab umfangreiche Kommunikation mit Lieferanten, u.a. zum Überprüfen von Anforderungen. Die daraus automatisch resultierenden Verzögerungen wirkten sich nicht auf das Projekt aus und führten insbesondere nicht zu Verzögerungen bei der Bearbeitung von Projekt-Arbeitspaketen aus, da die angesetzte Arbeitsleistung pro Woche für die Projektmitarbeiter ja gering war.
2. Es gab einen festen Ansprechpartner im Unternehmen des Auftraggebers ( “Product Owner” ), den den Projektteam regelmäßig persönlich beim wöchentlichen Projekttreffen getroffen hat, um im Projektverlauf auftretende Fach-Fragen zu klären. Natürlich bestand auch die Möglichkeit zur E-Mail Kommunikation.
3. Das agile Vorgehen im Projekt manifestierte sich im regelmäßigen wöchentlichen Treffen des Projektteams ( “Weekly Scrum” ), wo der Projektleiter die Projektteilnehmer aufforderte anzukündigen, was sie bis zum nächsten Projektsitzung mit dem Product Owner an Arbeitsleistung schaffen können ( Self-Commitment ).
4. Es gab 4 Projektphasen ( Iterationen / Sprints ).

1. Sprint Phase ( KW39 - KW41 ) - Projektstart, Festlegung der Projekt-Ziele und Projekt-Rahmenbedingungen, Rollen-Verteilung.
2. Sprint Phase ( KW42 - KW44 ) - Grobe Konzeption - Marktrecherche mit anschließender Auswahl mechanischer und elektrischer Komponenten.
3. Sprint Phase ( KW45 - KW49 ) - Mechanische Konstruktion mit CAD, Konzeption von Steuerung / Regelung, Software-Auswahl, Messkarten-Auswahl. Überprüfen von Anforderungen.
4. Sprint Phase ( KW50 - KW07 ) - Verfeinerung der Konzeption bis auf Angebots-Ebene: Einholen von Angeboten für konkrete Hardware- und Software-Produkte, Stücklistenerstellung, Erstellen der Abschlußdokumentation.

1. Prüfkonzept.
   1. Projektbericht.
   2. Prüfablauf.
   3. Sensorauswahl.
   4. Auswahl der Belastungsmaschinen
2. Mechanik.
   1. Prüflingsaufnahme.
   2. Belastungsmaschinen-Aufnahme.
   3. Kupplung.
   4. Prüfstandsgestell.
   5. Mechanische Endmontage und Inbetriebnahme.
   6. CAD Abbildung, Dokumentation.
3. Elektronik.
   1. Angebote, Dokumentation.
   2. Prüfstand.
      1. Motorsteuerung mit PC.
      2. Motor-Elektronik.
      3. Messdatenaufnahme mit PC.
      4. Sensor Daten / Signal Formate.
      5. Elektrische Endmontage und Inbetriebnahme.
      6. Prüfprogramm.
         1. Motorsteuerungs-Software.
         2. Messdatenaufnahme-Software.
   3. Auswert-Programm.

1. Anforderungen aufnehmen, Anforderungen verstehen.
2. Prüfkonzept.
3. Prüfablauf.
4. Rollenverteilung im Projekt.
5. Projektplanung.

1. Mechanisches Konzept.
2. Elektrisches Konzept.
3. Sensorauswahl.
4. Auswahl der Belastungsmaschinen
5. Kupplung.
6. Motor-Elektronik.
7. Messdatenaufnahme mit PC.

1. Prüflingsaufnahme.
2. Prüfstandsgestell.
3. Belastungsmaschinen-Aufnahme.
4. Motorsteuerungs-Software.
5. Messdatenaufnahme-Software.

1. CAD Dokumentation.
2. Elektronik-Angebote, Dokumentation.
3. Projektbericht.
4. Projektpräsentation.

1. Sensor Daten / Signal Formate.
2. Auswert-Programm.
3. Elektrische Endmontage und Inbetriebnahme.
4. Mechanische Endmontage und Inbetriebnahme.

• KW39, 2006-09-26, Di - Projektmeeting, mit Product Owner: Projekt KickOff → internes Protokoll.
• KW40, 2006-10-02, Mo - Weekly Scrum Meeting → internes Protokoll.
• KW40, 2006-10-05, Do - Projektmeeting, mit Product Owner → internes Protokoll, Protokoll.
• KW41, 2006-10-09, Mo - Weekly Scrum Meeting → internes Protokoll.
• KW41, 2006-10-12, Do - Projektmeeting, mit Product Owner → Tagesordnung, Antrag, Ergebnis-Protokoll.
• KW42, 2006-10-16, Mo - Weekly Scrum Meeting → internes Protokoll.
• KW42, 2006-10-19, Do - Projektmeeting, mit Product Owner → Protokoll.
• KW43, Kein Weekly Scrum Meetings, kein Projektmeeting. Projektpause für einen Projektteilnehmer.
• KW44, 2006-10-30, Mo - Weekly Scrum Meeting → internes Protokoll.
• KW44, 2006-11-02, Do - Projektmeeting, mit Product Owner → Antrag.
• KW45, 2006-11-06, Mo - Weekly Scrum Meeting → internes Protokoll.
• KW45, 2006-11-09, Do - Projektmeeting, mit Product Owner.
• KW46, 2006-11-13, Mo - Weekly Scrum Meeting.
• KW46, Kein Projektmeeting.
• KW47, 2006-11-20, Mo - Weekly Scrum Meeting.
• KW47, 2006-11-23, Do - Projektmeeting, mit Product Owner → Protokoll.
• KW48, 2006-11-27, Mo - Weekly Scrum Meeting.
• KW48, Kein Projektmeeting.
• KW49, 2006-12-04, Mo - Weekly Scrum Meeting.
• KW49, 2006-12-07, Do - Projektmeeting, mit Product Owner → Antrag.
• KW50, Kein Weekly Scrum Meetings, kein Projektmeeting.
• KW51, Kein Weekly Scrum Meetings, kein Projektmeeting.
• KW52, Kein Weekly Scrum Meetings, kein Projektmeeting.
• KW01, Kein Weekly Scrum Meetings, kein Projektmeeting.
• KW02, Kein Weekly Scrum Meetings, kein Projektmeeting.
• KW03, Kein Weekly Scrum Meetings, kein Projektmeeting.
• KW04, 2007-12-18, Mi - Weekly Scrum Meeting.
• KW04, Kein Projektmeeting.
• KW05, Kein Weekly Scrum Meetings, kein Projektmeeting.
• KW06, 2007-02-10, Sa - Weekly Scrum Meeting.
• KW06, Kein Projektmeeting.
• KW07, 2007-02-12, Projektmeeting: Projektpräsentation, Projektende.

• ISTQB Certified Tester, Foundation Level.

• 2009-11-11 - Veranstaltung “LabVIEW-Tag” von National Instruments in Hamburg, Deutschland.
• 2009-05-12 - Seminare “Sound & Vibration-Seminar” und “Sound & Vibration Hands-On” von National Instruments in Bielefeld, Deutschland.
• 2011-03-30 - Veranstaltung “LabVIEW-Anwendertreffen” von National Instruments in Braunschweig, Deutschland.
• 2009-05-07 - Veranstaltung “LabVIEW-Anwendertreffen” von National Instruments in Braunschweig, Deutschland.
• 2009-04-07 - Seminar “Embedded-Seminar” von National Instruments in Hamburg, Deutschland.
• 2008-10-01 - Veranstaltung “Testing Days 2008” von Compuware GmbH, Díaz & Hilterscheid Unternehmensberatung GmbH und Hans Schaefer in Hamburg, Deutschland.
• 2008-06-19 - Veranstaltung “LabVIEW Anwendertreffen” von National Instruments in Braunschweig, Deutschland.
• 2008-05-20 - Seminar “Thementag: Fertigungstest von Funksystemen” von National Instruments in Hannover, Deutschland.
• 2008-04-29 - Seminar “Vision - Thementag” von National Instruments, Basler Vision Technologies, Polytec GmbH, CTMV Consulting Team Machine Vision in Braunschweig, Deutschland.
• 2008-04-01 - Seminar “TDM Seminar” von National Instruments in Wolfsburg, Deutschland.
• 2008-02-19 - Seminar “Praxisseminar Messtechnik: Von der Aufgabenstellung zum Messsystem” von National Instruments, A.M.S. Software GmbH und Werum Software & Systems AG in Hamburg, Deutschland.
• 2007-11-27 - Online-Konferenz “Automated Test Sumnit 07”, veranstaltet von National Instruments.
• 2007-09-18 - Seminar “Messen - aber richtig!” von National Instruments in Hamburg, Deutschland.
• 2007-08-30 - Seminar “TestStand-Schnupperkurs” von National Instruments in Braunschweig, Deutschland.
• 2007-06-20 - Seminar “Vision - Thementag” von National Instruments, Basler Vision Technologies, Polytec GmbH, CTMV Consulting Team Machine Vision in Braunschweig, Deutschland.
• 2007-06-14 - Seminare “Hardware-in-the-Loop - Thementag” und “Automotive - Technologietag” von National Instruments in Wolfsburg, Deutschland.
• 2007-06-05 - Seminar “Strategien und Lösungen für Wireless- und Communication-Prüfsysteme” von National Instruments in Hamburg, Deutschland.
• 2007-05-09 - Seminar “DIAdem-Schnupperkurs” von National Instruments in Braunschweig, Deutschland.
• 2007-03-14 - Seminar “Messdaten effizient verwalten und verarbeiten mit NI DIAdem” von National Instruments in Wolfsburg, Deutschland.
• 2007-02-20 - Seminar “Technologie aktuell - Was bringt Windows Vista für die Mess-, Prüf- und Automatisierungstechnik?” von National Instruments in Hamburg, Deutschland.
• 2006-11-16 - Workshop “NI@Education on Tour in Hannover” von National Instruments in Hannover, Deutschland.
• 2005-02-23 - Seminar “Neue Technologien für Datenerfassungsanwendungen” von National Instruments in Bielefeld, Deutschland.

• Projektbericht, Angebot ( für alle zur Realisierung benötigten Komponenten ).
• Das Projekt wurde am 2007-12-20 vor Geschäftsführer Matthias Kählig und Mitarbeitern der KAG Kählig Antriebstechnik GmbH vorgestellt und positiv aufgenommen.