FORD DUNTON POWERTRAIN
TEST & DEVELOPMENT EFFICIENCY
PILOT
L. Bellamy, S. Palmer, P. Beck, B. Ellison
Ford Motor Company, Dunton, Great Britain
W. Graupner, Ph. Williams
AVL List GmbH, Graz, Austria
A. Ney
AVL Europe ITS, Wiesbaden, Germany
R. Osborne
AVL UK ITS, Basildon, Great Britain
2. EFFIZIENZ PILOT PROJEKT IN
ANTRIEBSSTRANG TEST & ENTWICKLUNG
BEI FORD DUNTON
FORD DUNTON POWERTRAIN
TEST & DEVELOPMENT EFFICIENCY
PILOT
L. Bellamy, S. Palmer, P. Beck, B. Ellison
Ford Motor Company, Dunton, Great Britain
W. Graupner, Ph. Williams
AVL List GmbH, Graz, Austria
A. Ney
AVL Europe ITS, Wiesbaden, Germany
R. Osborne
AVL UK ITS, Basildon, Great Britain
17
3. 1 Abstract
Ford Powertrain Test & Development together with AVL imple-
mented a 12 month Efficiency Pilot study. Three test rooms were con-
verted to high efficiency capability yielding an approximately doub-
ling in test productivity. This was achieved through a combination of
change in Process, Tools and Attitude / Skills of People.
Following problem definition and a needs assessment study three
development tasks were selected:
(1) Gasoline Calibration mapping.
(2) Diesel Emissions calibration.
(3) Gasoline Thermodynamic development.
A limited infrastructure update was completed to achieve required
test room standards and control and automation tools were then
installed. Quick change pallet capability was introduced into two
rooms together with a palletisation preparation area.
The largest opportunity for increased utilization was to harness time
when the test room was previously shut down. Increased utilization
was achieved by running during unattended periods under auto-
mated control. Work that did not directly contribute to test room out-
put was removed off-line through the Quick change pallet capability.
Pallet exchange capability for engine running-to-running with full
parameterization update is consistently within the 20 minutes target
and ex- change in under 7 minutes proven.
The pilot directly supported Calibration program delivery for two
Powertrain applications – a gasoline Boosted Direct injection with
VVT unit and a diesel HPCR unit with VNT application. New test
automation methods were introduced into the Dunton facility in-
cluding real time controller capability with limit reaction for gasoline
development and On-line adaptive DoE capability for diesel
Calibration development applications.
With enablers in place utilization doubled. Data Quality measure of
data points First Time through substantially improved with less than
6% repeats required. A new metric measuring amount of data re-
quired per task was identified.
This paper highlights a cultural change that been has been started
within Powertrain testing and development activities to meet current
and future Powertrain development program requirements both
increasing the speed and flexibility in testing and hence program
delivery. Any change in working practices and culture within a large
organization is challenging compared to developing new methodolo-
gies in isolation. The respective changes introduced with the pilot
efficiency study were considerable.
2 Introduction
Dunton (UK) is one of two Ford Motor Company global hubs for
powertrain development. Within the European region the Dunton
engineering & test facility is supported by Merkenich (DEU) and
Gebze (TUR) facilities.
Dunton’s 100 Dyno test facility is split into Development and
Durability test rooms with a number of differing test wings which
have been built and modernized progressively over a 40 year time
period. Increasing powertrain complexity has placed greater
demands on the test facility capability, the processes and interac-
tions between the development and test organizations. In addition
the increasingly tough business environment has required efficiency
actions be taken. This combined has placed stress onto the existing
operation and team. A new integrated systems engineering approach
18
1 Kurzfassung
Die Ford Antriebsstrangprüfung & Entwicklung hat eine 12 Monate
dauernde Effizienz Pilotstudie mit AVL durchgeführt. Drei Prüfstände
wurden in Prüfstände hoher Effizienz umgewandelt – dabei wurde
die Prüfproduktivität in etwa verdoppelt. Dies wurde durch eine
Kombination der Änderung in Verfahren, Werkzeugen und Fähigkei-
ten von Leuten erreicht für drei ausgewählte Entwicklungsaufgabe:
(1) Benzinmotorkalibrierung.
(2) Dieselmotorkalibrierung.
(3) Thermodynamik Entwicklung Benzin.
Nach Infrastrukturverbesserungen auf einen Prüfstandstandard wur-
den Steuerung und Automatisierungswerkzeuge installiert. Schnell-
wechselpaletten wurden in zwei Prüfständen zusammen mit einem
Test Vorbereitungsprüfstand eingeführt. Die größte Gelegenheit für
vermehrte Produktivität war, jene Zeit nutzbar zu machen, in denen
die Prüfstände gestoppt waren. Diese Erhöhung wurde durch auto-
matisierten unbemannten Betrieb erreicht. Arbeiten, die nicht direkt
zum Prüfen beitragen, wurden durch das Schnellwechselsystem aus
dem Prüfstand entfernt. Palettentausch, von „Motor aus“ zu „neuer
Motor an“ mit voller Parametrisierungsaktualisierung wurde typisch
innerhalb von 20 Minuten realisiert – die Minimalzeit betrug weniger
als 7 Minuten.
Das Pilotprojekt hat direkt zwei laufende Antriebsstrangprojekte
unterstützt – einmal Benzin Direkteinspritzung mit VVT Einheit, ande-
rerseits eine Diesel HPCR Einheit mit VNT Anwendung. Neue Prü-
fungsautomationsmethoden wurden in Dunton verwendet ein-
schließlich Echtzeitreglern mit Limitkontrolle in der Benzinentwick-
lung und Online-adaptive DoE Leistungsumfang für die Diesel Kali-
brierung.
Mit diesen Maßnahmen wurde die Prüfstandsauslastung verdoppelt.
Die Datenqualität gemessen in „first time through” wurde wesent-
lich verbessert mit einem erreichten Wiederholungsgrad von 6%. Die
Maßzahl „Daten pro Zeit” wurde als neue Metrik identifiziert. Dieser
Bericht beschreibt auch eine Änderung der Arbeitskultur, die initiiert
wurde innerhalb Antriebsstrang Prüfung und Entwicklung, mit dem
Ziel, gegenwärtige und zukünftige Antriebsstrang Entwicklung Pro-
grammanforderungen zu bewältigen. Durch Erhöhung von Ge-
schwindigkeit und die Flexibilität bei der Prüfung und in der Ent-
wicklung. Jede Änderung in Arbeitspraxis und Kultur innerhalb einer
großen Organisation ist wesentlich herausfordernder als das Ent-
wickeln von neuer Methodik in Isolation. Die Änderungen, die mit
dem Pilotprojekt eingeführt wurden, waren beträchtlich.
2 Einleitung
In Dunton, England, besteht eines von zwei Ford-Zentren der globa-
len Antriebsstrangentwicklung. Innerhalb Europas wird Dunton durch
Merkenich (DEU) und Gebze (TUR) unterstützt. Die 100-Dyno-Prüf-
stätte Dunton arbeitet für Entwicklung und Dauerlauf in mehreren
Gebäudetrakten. Diese wurden gebaut und modernisiert über einen
40 jährigen Zeitraum. Die Erhöhung der Antriebsstrangkomplexität
hat größere Nachfrage an Prüfkapazität generiert, aber auch neue
Anforderungen an die Verfahren und die Wechselwirkungen zwi-
schen der Entwicklung und den Prüfungsorganisationen.
Zusätzlich hat die härter werdende Geschäftsumgebung Effizienz-
steigerungsmassnahmen nahegelegt. All dies zusammen hat
Spannung im existierenden Betrieb erzeug. Neue Systeme sind ein-
gerichtet worden, die in kürzere Zeit ermöglichen sollen, bessere
5. 20
2.1 Business Overview
The One Ford business strategy [1] of One Team, Plan and Goal is
designed to lead a product transformation by delivering more
vehicles worldwide from fewer core platforms enabling reduced costs
by allowing increased usage of common parts and systems. The stra-
tegy combined with competitive cost and resource pressure required
faster and more efficient means of delivery to market. All Ford pro-
grams utilize a common Global product development system (GPDS)
to manage by and enable delivery via Key milestone and gateway
targets.
In addition legislative and competitive market pressure placed in-
creased technical demands on the Test & Development Facility, Team
and System for application both within Diesel & Gasoline based
Programs. The Ford Powertrain dynamometer based development
resource is globally spread with a combined test field of approxi-
mately 250 Dynos with 100 Dynos located within the Dunton
encompassing a diverse range of functional, environmental, and
technical capabilities. Significant test facility updates have occurred
over this time period, however until this project recent technical
automation, experimentation and control capabilities had not been
fully leveraged.
Ford have worked with AVL for more than twenty five years deve-
loping a strong relationship moving from equipment supply through
to provision of engineering expertise and services supporting both
Development and Test organizations.
Following an initial business case review Ford wished to further
understand the capabilities offered via new a new partnered appro-
ach to solving the product development requirements generated by
new and difficult to apply technologies within the existing test field
operation. The pilot project in partnership with AVL was developed
to demonstrate latest level
Powertrain development process,
methodology and tools to support
benchmark delivery in cost and
timing efficiency for specific deve-
lopment tasks.
The project also intended to
develop the interactions and work
flow in particular within and bet-
ween the Engineering and the Test
delivery organizations. The vision
being to move from a historic
division of labor approach to a
team based concurrent set-based
engineering approach and thus
promotes the need for Cultural
change.
To increase productivity, organiza-
tions historically separated with
effectively division of labor bet-
ween departments particularly
within the West. This now leads to
issues with complexity and de-
livery within the execution pro-
cess due to changing require-
ments.
As the powertrain testing task
grew in complexity, the number
and level of interfaces also grew
leading to issues with separate
2.1 Überblick zur Geschäftslage
In der „One Ford“ Geschäftsstrategie [1], werden Plan und Ziel be-
schrieben, eine Produktumgestaltung durch Liefern von mehr Fahr-
zeugen zu erreichen, die weltweit gekennzeichnet sind durch weni-
ger Kernplattformen. Verringerte Kosten werden erreicht durch den
vermehrten Gebrauch von gemeinsamen Teilen und Systemen. Diese
Strategie, kombiniert mit Kosten- und Ressourcendruck erfordert
schnellere und wirksamere Methoden, neue Produkte auf den Markt
zu bringen.
Alle Ford Programme verwenden ein gemeinsames Globales Produkt-
entwicklungssystem (GPDS). Dieses verwaltet Schlüsselziele und
deren Einflussgrößen. Zusätzlicher Druck seitens der Legislative und
seitens des Marktes erhöht die Anforderungen an Prüfung & Entwick-
lungseinrichtungen, deren Mannschaft sowie Systeme Diesel & auf
Benzin basierte Programme schneller umzusetzen. Ford betreibt in
der Antriebsstrangentwicklung weltweit etwa 250 Bremsen – davon
etwa 100 in Dunton. Bedeutsame Modernisierungen stattgefunden,
jedoch bis dato wurden neue Automatisierungslösungen und
Testverfahren nicht voll ausgereizt.
Ford hat mit AVL in über 25 Jahren eine starke Zusammenarbeit ent-
wickelt – von der Gerätelieferung über die Engineering Dienstleis-
tung, die sowohl Entwicklung als auch Prüffeld unterstützt. Basierend
auf Diskussionen zu Anforderungen des Antriebsstrang Geschäfts-
bereichs wollte Ford herausfinden, wie weit das Leistungsvermögen
in der Produktentwicklung erhöht werden könne durch Einsatz neuer
Technologien und Abläufe innerhalb des existierenden Prüffeld-
betriebs.
Das Pilotprojekt in Partnerschaft mit AVL wurde entwickelt, um den
Beststand der Technik in Antriebsstrang Entwicklung einzusetzen –
Methodik und Werkzeuge, wurden evaluiert hinsichtlich Einfluss auf
Kosten und Lieferfähigkeit für spe-
zifische Entwicklungsaufgaben.
Das Projekt hatte auch zum Ziel,
die Wechselwirkungen und Ar-
beitsabläufe vor allem zwischen
Entwicklung und Test zu verbes-
sern. Die Perspektive geht von
einer historischen Arbeitsteilung
über zu einer teamorientierten Ar-
beitsweise und erfordert daher
auch die Anpassung der Arbeits-
kultur.
Um die Produktivität zu erhöhen,
haben Organisationen historisch
mit Arbeitsverteilung zwischen
Abteilungen betrieben. Dies führt
zu Problemen mit Komplexität und
Liefertreue sobald sich Randbedin-
gungen stark verändern.
Als die Antriebsstrangprüfungs-
aufgabe in Komplexität gewach-
sen ist, sind die Zahl und die Leis-
tungsfähigkeit von Schnittstellen
gewachsen. Dies führt zu Prob-
lemen mit getrennten Prüfungs- &
Entwicklungsorganisationen, die
jeweils ihre Bereiche unabhängig
optimieren ohne eine globales
Optimum zu erreichen.
Abbildung 2:
Historische Arbeitsteilung
Figure 2:
Historic Division of Labor
Abbildung 3:
Arbeitsteilung gegenüber Teamwork
Figure 3:
Work split vs. Teamwork
6. 21
test & development organizations
effectively optimizing respective
organizations independently and
thus not providing a complete and
integrated systems solution.
Increasing powertrain delivery
requirements has increased
powertrain feature content cau-
sing increased the powertrain con-
trol module [PCM] degrees of
freedom as shown in Figure 4. This
in turn increases the required test
duration using current test
methods due to the greater num-
ber of control factors. This is likely
to be an increasing trend due to
further Fuel Economy & Emissions
requirements, HEV and EV in due
course. Conventional one factor at
a time test approach results in an
exponential growth in time re-
quired for development test pro-
gram delivery. Consequently both
quicker more efficient methods are
required applying automation,
efficient test design and use of re-
sources, this representing a signifi-
cant change approach taken by
test and development activities.
3 Conceptual
Approach
In order to drive efficiency all
levers need to be understood and
prioritized in order to select the
initial key factor to focus on. The
project’s objective was to demon-
strate the efficiency benefit gained
via a new way of delivering Dyno
based Powertrain development.
The project was split into three key
areas – People, including capabi-
lity, knowledge and knowhow at
all levels, Process, with an objec-
tive of minimizing non value add
time within the test room and the
Tools to enable the capability to
be delivered by the team.
The project deliverables included need to demonstrate Industry
leading quality for test data & calibration deliverables including Right
first time, Flexibility & Speed of operation. This key enabler for cost
and effective delivery of the Powertrain development process. This
required the project to be split into three sections, Automation,
Methodology and Palletisation.
Without change and adaption the expected year over year Business
and delivery efficiency requirements will cause stress within an orga-
nization. This shrinking pain concept is shown in Figure 5. As an
organization shrinks in size with carry over delivery requirements the
capacity to support work and process flow within an organization
will diminish. If the task is important it will be supported, if however
it is not equally valued then the bonds will be stressed and the task
Die Erhöhung der Antriebsstrang-
komplexität hat den Gehalt an
technischen Lösungen erhöht
womit sich die Freiheitsgrade des
Powertrain Control Modules
[PCM] wie in Abbildung 4 gezeigt,
erhöht haben. Dies erhöht wiede-
rum die erforderliche Prüfung
wenn weiterhin unveränderte
Prüfmethoden verwendet werden.
Diese Tendenz wird verstärkt
durch neue Antriebsstrangtech-
nologien wie Hybrid und Elektro-
fahrzeugt. Auf Basis konventionel-
ler Technik führt das zu einem
exponentiellen Wachstum der
Testaufwände. Folglich werden
wirksamere Methoden, die Ver-
wendung von Automatisierung,
sowie ein effektiveres Entwerfen
von Prüfstrategien benötigt, um
den Anstieg im Gebrauch von
Ressourcen zu limitieren. Dies
erfordert eine Änderung in der
Arbeitsweise in Prüfung und
Entwicklung.
3 Konzeptioneller
Ansatz
Um den Wirkungsgrad zu erhöhen
müssen zunächst alle Hebel und
verstanden werden, um Prioritäten
zu setzen und sich auf die
Schlüsselfaktoren zu konzentrie-
ren. Das Ziel des Projekts war, den
Wirkungsgradvorteil zu demon-
strieren, der über einen neuen
Weg von erreicht wird in der An-
triebsstrang Entwicklung am
Motorprüfstand. Das Projekt
wurde in drei Schlüsselgebiete
geteilt – (1) Personen, einschließ-
lich Leistungsvermögen, Kenntnis
und Knowhow auf allen Ebenen,
(2) Verfahren, mit dem Ziel des
Minimierens nichtproduktiver Zeit
innerhalb der Prüfzelle und (3) Werkzeuge.
Abbildung 4:
Wachsende Komplexität im Antriebsstrangprüfverfahren, Freiheitsgrade
der ECU (Engine Control Unit).
Figure 4:
Growing complexities in PT testing, Degrees of Freedom of the ECU
Abbildung 5:
„Shrinking Pain“ als Folge der Organisationsveränderung [3]
Figure 5:
Shrinking Pain created as organization reduces [3]
7. will not be fully supported unless intervention or “glue” is provided.
Examples of a “work around” include the dependence on external to
the organization automation specialists to deliver a task. The real
need is for the organization to adapt and react to change by under-
standing internal and external customer requirements. Then by deve-
loping capability and knowledge, this enables new more efficient
process to develop thus eliminating the gaps. We become better able
to fulfilling the customer requirements in the most efficient way.
Thus Test becomes lean AND closes the gap to Engineering and thus
overcomes shrinking pain and gap.
4 Identify All Levers
When looking at a typical Powertrain development process output or
task, an engine calibration may serve as a good example. The con-
cept is shown in Figure 6. Following the equation and using the
example proposed we need to look at 5 expressions:
Results / Time: this is the main result of the equation – it describes
a task in the development process being delivered within a specific
time. In “our example” an engine calibration in 3 months. The other
4 expressions in the equation contribute to this expression in a mul-
tiplicative way – i.e. any relative improvement in each of those 4
expressions can also be seen with the same percentage in the main
result.
The expression Result / Good data describe the engineering
approach chosen – this is not influenced by test operations. In our
examples this could be e.g. 1 engine calibration per 9000 data
points. This means, test operations need to deliver 9000 good data
points to enable engineering to calibrate an engine. If engineering is
able to reduce this requirement by 900 data points, test efforts are
reduced by 10% and the efficiency is increased by about 11%.
The expression of Good data / Total data addresses the quality of
the data gathering approach, which is mainly influenced by test
operations. This is also referred to as “first time through”, expressing
the expectation that all data points are good data points. For our
examples here we assume 9000 required good data points vs. 11.000
data points actually taken due to the need of having to repeat 2000
data points.
The expression Total data / Runtime refers' to the data gathering
rate. It describes all data gathered divided by the runtime required.
In this example 11.000 data points gathered in 1100 hours.
The Runtime / Time function describes the facility utilization
achieved in the test field – this is expressed as the ratio of runtime
and available time. The latter being 24 hours a day and equivalent to
144 hours for a 6 day work week.
As stated before, in the equation
above one contribution is mainly
engineering controlled: the
amount of good data needed for a
particular result. The other three
are mainly under the control of
test operations if adequate test
orders were placed by enginee-
ring.
In order to give a complete view
on the strategy chosen we need to
add that Effectiveness is doing the
right things: in the equation above
this refers to the amount of good
data needed and to the good-
22
4 Identifizieren aller Hebel
Die Projektziele inkludierten die Demonstration höchster Standards
der Industrie in Qualität der Prüfungsdaten, Kalibrierung sowie Flexi-
bilität & Geschwindigkeit des Betriebs. Dies sind Schlüsselgrössen für
Kosten und effektive Durchführung des Antriebsstrangs Entwicklung
Prozesses. Dies erfordert, dass das Projekt in drei Abschnitte,
Automation, Methodik und Palettenprozesse gespalten wird.
Ohne Anpassung erzeugen die Jahr für Jahr durch Geschäfts- und
Lieferungswirkungsgrad-Anforderungen bedingten Verbesserungen
Spannung innerhalb einer Organisation verursachen. Diese Spannung
wird beschrieben durch den Begriff „Shrinking Pain“ (Schrum-
pfungsschmerz) – siehe Abbildung 5.
Wenn eine Organisation schrumpft ohne die Lieferungsbedingungen
und Verfahrensabläufe innerhalb einer Organisation anzupassen geht
die Lieferfähigkeit gegen Null. Wichtige Aufgaben werden weiterhin
wahrgenommen, als unwichtig eingeschätzte nicht. Somit zerbrechen
die Verbindungen zwischen den Organisationen außer man stellt
„Klebstoff“ (Glue) zur Verfügung.
Ein Beispiel für solchen Klebstoff ist z.B. die Abhängigkeit von exter-
nen Test Experten um eine Aufgabe zu erfüllen während das wirkli-
che Bedürfnis ist, die Organisation anzupassen und adäquat zu rea-
gieren auf innere und äußere Kundenbedingungen. Durch die
Weiterentwicklung von Fähigkeiten und Wissen werden neue wirksa-
mere Verfahren geschaffen, die entstehenden Lücken zu beseitigen.
Man ist dann besser in der Lage die Kundenanforderungen zu erfül-
len. Folglich wird die Organisation schlanker und die Lücken ver-
schwinden.
Für den Antriebsstrang Entwicklungsprozess kann eine Motorkali-
brierung als gutes Beispiel dienen für ein typisches Resultat. Die ent-
sprechende Gleichung ist in Abbildung 6 gezeigt. Die Gleichung
zeigt, dass man 5 Ausdrücke analysieren muss:
Ergebnisse / Zeit: dies ist das Hauptergebnis der Gleichung – es
beschreibt eine Aufgabe im Ent-
wicklungsverfahren die pro Zeit
geliefert wird. Z.B. eine Motorkali-
brierung in 3 Monaten. Die ande-
ren 4 Ausdrücke in der Gleichung
tragen zu diesem Ausdruck in
einem multiplikativen Prozess bei
– d.h. irgendeine relative Verbes-
serung in jedem der 4 Ausdrücke
schlägt mit demselben Prozentsatz
auf das Gesamtresultat durch.
Der Ausdruck „results/good
data“ beschreibt den Entwick-
lungsansatz – vom Prüfbetrieb
nicht beeinflusst. In unserem
Beispiel könnte das z.B. 1 Motor
pro 9000 Datenpunkte sein. Dies
Abbildung 6:
Die 4 Hebel aus der Test-Gleichung - * Eine Motorkalibrierung ist ein typisches
„Result”. ** „Time“ ist gerechnet in Kalenderzeit, um das Resultat zu liefern.
Figure 6:
The 4 Levers from the Testing Equation - * An engine calibration would
represent a typical Result. ** Time addresses the urgency of delivering the result.
8. 23
data-to-total-data-ratio which one wants to be as close as possible
to 1.
Efficiency refers to how well the required actions are completed, this
means gathering data fast and utilizing the facility with the right
level of resource applied.
For any performance improvement or optimization project in testing
it makes sense to compare the current values of the 4 expressions to
the state of the art in order to identify the levers with the best return
on invest (ROI)
4.1 Focus on
Utilization
When improving the product-
ivity of a test field, utilization
is a key factor as expressed in
the equation above (Runtime /
Time). Moreover utilization
also is an important key per-
formance indicator for control-
lers as it shows how invest-
ment is utilized. Furthermore a
functional reporting on utiliza-
tion also allows identification
of the main measures required
to maximize utilization.
Figure 7 describes the initial
situation. The facility is staffed
on a two (day& late) shift
basis with an unattended
bedeutet, die Prüfstandsbetreiber müssen 9000 gute Datenpunkte
liefern, um der Entwicklung zu ermöglichen, einen Motor zu kalibrie-
ren. Wenn die Entwicklung die benötigten Datenpunkte um 900 ver-
ringern kann, werden die Prüf-aufwände für dasselbe Resultat um
10 % verringert und der Wir-kungsgrad ist um ungefähr 11 %
gewachsen.
Der Ausdruck von Guten Daten / Gesamte Daten spricht die
Qualität der Daten an, die hauptsächlich von den Prüfstandsbetrei-
bern beeinflusst wird. Dies wird auch als „first time through“ oder
„first time right“ bezeichnet. Die Erwartung ist, dass alle Daten-
punkte gute Datenpunkte sind. Für unsere Beispiel hier nehmen wir
9000 erforderliche gute Datenpunkte gegen 11,000 tatsächlich
gemessene Datenpunkte an – die Annahme ist, 2000 Datenpunkte
mussten aus Qualitätsgründen wiederholt werden. Somit wäre fast
20% Effizienzverbesserung bei „first time right“ = 100% möglich.
Der Ausdruck Gesamte Daten / Betriebszeit entspricht der Daten-
produktionsrate. Sie wird errechnet durch die gemessen Datenpunkte
geteilt durch die erforderliche Betriebszeit. In unserem Beispiel neh-
men wir an 11,000 Datenpunkte in 1100 Stunden gemessen zu
haben.
Die Betriebszeit / Zeit beschreibt die Auslastung der Prüfeinrich-
tung – also das Verhältnis der Betriebszeit zu verfügbarer Zeit. Das
entspricht 24 Stunden pro Tag und 144 Stunden für eine 6-Tages-
Arbeitswoche.
Wie vorher erklärt vorher, in der Gleichung ist vor allem ein Beitrag
definiert durch die Entwicklung: die Anzahl guter Daten nötig für ein
spezielles Ergebnis. Die anderen drei Beiträge sind hauptsächlich
unter der Kontrolle der Prüfstandsbetreiber, wenn definierte Prüfauf-
träge seitens der Entwicklung erstellt wurden.
Um einen vollständigen Blick auf die gewählte Strategie, die wir
gewählt haben, zu geben muss gesagt werden, dass Effektivität
bedeutet, die richtigen Dinge zu tun – also den Betrag von guten
nötigen Daten möglichst gering zu halten und die „good-data-to-
total-data-ratio“ möglichst nahe an 1 zu bekommen.
Effizienz bedeutet schnell zu messen und die Auslastung der Prüf-
einrichtung hoch zu halten. Für die Formulierung der Strategie haben
wir die 4 Ausdrücke bei Ford evaluiert und entsprechende Verbes-
serungsziele definiert – jene Hebel mit dem besten „Return on
Invest“ (ROI).
4.1 Fokus auf
Prüfstandsnutzung
Beim Verbessern der Produktivität
eines Prüffelds, ist die Auslastung
ein Schlüsselfaktor – in der Glei-
chung oben (Betriebszeit / Zeit).
Außerdem ist dieser Faktor ein
wichtiger Indikator für die Buch-
haltung, der zeigt, wie effizient In-
vestitionen eingesetzt werden.
Ferner erlauben regelmäßige Aus-
lastungsberichte mit entsprechen-
den Zeitblöcken (Abbildung 7) die
Identifikation der erforderlichen
Hauptmaßnahmen, die Verwen-
dung zu maximieren. In Abbildung
7 ist dieAusgangssituation be-
schrieben. Das Prüffeld läuft auf
Zweischichtbasis mit einer unbe-
Abbildung 7:
Ausgangssituation
Figure 7:
Initial Situation
9. night shift and limited weekend operation with the facility measured
on a 24hr 6 day per week basis there are mainly two areas of impro-
vement:
Addressing the unavailable time – the biggest block. This can be
done by adding shifts (= labor) or by running automated and
unattended (“Automation”).
Addressing all the smaller blocks where the test cell is not produc-
tive. Much of this is related to work on the unit under test in a func-
tional test cell – this is removed from the cells by a rapid exchange
pallet that allows replacement of a dysfunctional unit under test
within a period of time much smaller than a shift, e.g. less than an
hour (“Palletisation”).
While utilization is limited and can never be greater than 100% of
the available time, there are important areas of improvement, com-
prising of an unlimited resource which is totally neglected in utiliza-
tion reporting: the productivity of the testing during the runtime. This
is addressed in our equation above by the expressions on “data
points / time” and “good data / total data”. These contributions to
productivity must not be neglected even though this does not show
within the utilization report..
With increasing complexity test room availability has become a
significant constraint within the development process. Engineering
generally require more test room time than the test facility is able to
supply with this magnified within key specialist test rooms. Hence if
means can be found to productively utilize the unavailable time this
would provide a benefit to the operation. In addition if means to
increase the proportion of Run-time further business efficiency would
then be possible.
5 Strategic Elements
The existing Utilization division and the overall workflow break down
determined the strategic elements required to provide the efficiency
and the effectiveness requirements for the project. Ahead of each
task a multi-disciplined team was formed from Engineering and Test
to pre plan the delivery of tasks and establish critical requirements.
This enabled front loading for the preparation and planning elements
in order to avoid error states within the task delivery. This provided
a means to enable high first time through for data delivery by
avoiding error states before they occurred. Within the team Roles
and responsibilities were established and clearly communicated
against the deliverables.
The test room activities were split into value-add activities that is to
say activities such as Run-time contributing to the task delivery and
non-value-add activities i.e. the items that do not directly contribute
to the task delivery. Thus a strategy developed to maximized the
value add run-time activity and remove or eliminate the non-value
add content from the test room. However certain activities such as
the instrumentation set-up and unit under test preparation are requi-
red in order to generate test data and thus must be considered essen-
tial and these activities placed away from the test room.
With the many changes required during development a means of
rapidly exchanging the equipment from the test room was required.
Thus all within test room instrumentation and signal conditioning
other than Fuel, & Emissions measurement hardware were placed
onto a single quick exchange pallet together with the Engine or as
now defined as the Unit Under Test (UUT).
24
mannten Nachtschicht und begrenztem Betrieb am Wochenende. Die
Auslastungwird somit auf einen 24 Stundetag bezogen, 6 Tage pro
Woche Basis. Es gibt somit zur Erhöhung der Laufzeit hauptsächlich
zwei Gebiete der Verbesserung:
Erstens, die nichtverfügbare Zeit – der größte Block. Dies kann durch
Zusatzschichten (= Personal) oder durch automatisiertes Testen
unbemannt („Automatisierung“) erreicht werden.
Zweitens, alle kleineren Blöcke, in denen der Prüfstand nicht produk-
tiv ist. Viel davon betrifft Arbeit am Prüfling in einer Prüfzelle – diese
wird entfernt aus den Zellen durch eine schnelle Umtauschpalette die
es erlaubt immer einen funktionsunfähigen Prüfling bereit zu haben.
Entscheidend ist, dass die Zeitspanne für den Wechsel wesentlich-
kleiner ist als die Dauer einer Schicht, z.B. weniger als eine Stunde.
Während die Laufzeit begrenzt ist und nie größer werden kann als
100 % der verfügbaren Zeit, gibt es wichtige Gebiete der Verbesse-
rung die eine unbegrenzte Ressource betreffen, Diese wir beim
Berichten der Auslastungswerte z.B. völlig vernachlässigt: die
Produktivität des Testens während der Laufzeit. Dies wird in obiger
Gleichung sehr wohl adressiert durch die Ausdrücke an „Datenpunk-
te / Zeit“ und „gute Daten / gesamte Daten“. Diese Beiträge zu
Produktivität dürfen auf keinen Fall vernachlässigt werden – deshalb
gehen wir darauf im Weiteren ein. Und zur Klarstellung: diese Bei-
träge scheinen in gewöhnlichen Auslastungsreports keineswegs auf.
Mit wachsender Komplexität des Antriebsstranges wurde die Prüf-
standszeit eine immer begehrtere Ressource und wird teils zum
Flaschenhals in der Entwicklung neuer Antriebsstränge. Im All-
gemeinen fordert die Entwicklung mehr Prüfstandszeit als verfügbar
ist – speziell bei Hochleistungsprüfständen. Deshalb sind Maßnah-
men, die es ermöglichen die verfügbare Prüfstandszeit produktiver zu
verwenden hochvorteilhaft und natürlich intelligenter als bloße
Kapazitätserhöhung.
5 Elemente der Strategie
Die existierende Auslastungssituation und der bestehende Gesamt-
arbeitsablauf bestimmten die erforderlichen Strategieelemente, um
den Wirkungsgrad zu erhöhen. Für jede Aufgabe wurde ein gemisch-
tes Team gebildet von Entwicklung und Test, dass die Projektpläne
und Schlüsselanforderungen definierte. Dies erlaubte eine sehr um-
fangreiche Arbeitsvorbereitung und Planung, die die Fehlerwahr-
scheinlichkeit massiv verringerten. Damit wurde im Testen ein sehr
hoher „first time through“ Wert erreicht – in Kürze also: effektive
Fehlervermeidung / Erhöhung der Lieferqualität. Innerhalb der Mann-
schaft wurden Rollen und Verantwortungen klar eingerichtet und die
Beiträge zu den Projektzielen deutlich kommuniziert. Die Testauf-
gaben wurden gespalten in Wert-schaffende und nicht produktive
Tätigkeiten gespalten. Folglich hat die zu entwickelnde Strategie
Wert-schaffende Aufgaben maximiert und nichtproduktive Aufgaben
aus dem Prüfbereich entfernt. Gewisse Tätigkeiten wie zum Beispiel
die Messgerätevorbereitung oder auch Prüflingsvorbereitung sind
erforderlich, können und müssen folglich aber nicht in der „teuren“
Testumgebung durchgeführt werden.
Mit den vielen Änderungsanforderungen aus der Entwicklung war
ein Mittel zur schnellen Re-Konfiguration von Prüfständen erforder-
lich. Folglich wurden alle Instrumente im Prüfstand auf eine
Schnellwechselpalette montiert – mit Ausnahme Kraftstoff & Emis-
sionstechnologie. Diese Palette transportiert auch den Motor, als
„unit under test“ (UUT) bezeichnet.
Durch die Benutzung der Schnellwechselpaletten können alle die
UUT betreffenden Aktualisierungen außerhalb des Prüfstandes
durchgeführt werden – in einem getrennten Vorbereitungsbereich.
11. 26
team through a combination of formal training sessions and on the
job coaching.
To provide a fast track implementation of initially one test room
update within three months followed on by two successive updates
sequentially during a 9 month period required careful evaluation of
the current test room status and requirements. Thus each room was
reviewed by experienced engineers and corrective actions taken to
enable the infrastructure to support the planned efficiencies.
Likewise all installed tools and their interconnectivity was reviewed
and updated where required. The tools were then re-installed to the
a new robust design including replacing test room wiring and then
complete integrity testing completed for the complete system once
installed. The commissioning and configuration of the automation
systems was implemented and validated. Safety of the team, test
room, and unit under test are paramount, requiring all safety limits
and shutdown procedures to be fully tested and documented before
any productive program was commenced. To support program
delivery the plan required testing downtime resulting from the recon-
figuration be recovered as a direct result of the efficiency improve-
ments generated during the pilot period.
AVL provided engineering support during the pilot to schedule the
work within the test rooms and to assist with daily running. This pro-
vided on the job training for the test room personnel and improved
the link with the engineering departments. The workflow included
converting test requests from engineering into where beneficial auto-
mated test programs. This was initially performed by AVL then for
future sustainability knowledge and knowhow transfer to Ford test &
development teams was also implemented.
New operating modes including separating the engine and pallet
preparation, setting fail-safes, automation of complex tasks all
require new consistent processes to ensure data quality and effi-
ciency and thus a step by step approach was chosen thus removing
the obstacles to progress and flow one step at a time.
These processes were developed within the Ford operational
environment and NOT in a ’off site’ test field. Furthermore the tools
and methods were intended to replace repetitive and staff-depen-
dent manual tasks with an automated approach utilizing interactive
and model based automation.
A major part of gaining efficiency within the test field is managing
the customer requirements. Hence the Test team needed to interact
and engage with Development how to gather the required data most
efficiently and agree a way to proceed. The efficiency pilot approach
was used, developed and applied as standard template for appli-
cation within the gasoline mapping test facilities within Dunton.
The project highlighted the need to front load the system with a
focused planning and preparation stage ahead of test program being
started within the test room. A key step within the Mapping Air char-
ge determination task included a full team review and validation of
the Engine, PCM, Dress-kit and Instrumentation hardware ahead of
agreeing to install into the test room.
This section will now discuss the generic approach with relevant
examples focusing on the three main factors influencing test room
efficiency within the test facility namely Increased Run Time, Waste
Removal from test Room, and how to best productivity use the
increased Run Time.
6.1 Extend Run Time
A key project goal was to double utilization from 40 to 80% on a
24hr 6 day per week measure and gain incremental run time. From
Ebenso wurden alle installierten Werkzeuge und ihre Kompatibilität
überprüft und gegebenenfalls aktualisiert, wo erforderlich.
Da die Modernisierungen auch die Verdrahtung von Systemen betraf,
gab es nach den Veränderungen eine volle Abnahmeprüfung – für
das vollständige System. Die neue Konfiguration der Automationssys-
teme wurden definiert, ausgeführt und bestätigt. Die Sicherheit der
Mannschaft, des Prüfstandes und der UUT erforderten, dass alle
Sicherheitsgrenzen und Systemänderungen völlig geprüft und doku-
mentiert wurden, bevor irgendein Prüf-Programm begonnen wurde.
Um die Entwicklungsprogramme zu unterstützen, wurde die erfor-
derliche geplante Ausfallzeit durch die Neukonfiguration wieder ein-
gebracht durch die erzielten Wirkungsgradverbesserungen.
AVL hat während der Anfangsphase des Pilotprojekte die Arbeit in
den Prüfständen geplant und durchgeführt. Diese Vorgangsweise hat
das Prüfstandspersonal von Beginn weg geschult und die Zusam-
menarbeit mit den Entwicklungsabteilungen verbessert.
Der Arbeitsablauf bestand in der Konversion von Prüfaufgaben in
automatisierte Testläufe wo sinnvoll. Dies wurde anfänglich von AVL
durchgeführt, sodann wurde das Knowhow an Ford Test- & Entwick-
lungsmannschaften übertragen. Neue Bedienungsmodi einschließlich
Trennen der UUT und Palettenvorbereitung, Setzen der Limits für den
ausfallsicheren Betrieb,Automatisierung von komplizierten Aufgaben
erfordern alle, dass neue gleichmäßige Verfahren die Datenqualität
und den um Hindernisse eines nach dem anderen zu entfernen.
Diese Verfahren wurden innerhalb der Ford Umgebung entwickelt
und nicht von einem externen Testfeld übernommen. Ferner wurden
die Werkzeuge und Methoden eingesetzt, sich wiederholende Tätig-
keiten zu ersetzen und personalabhängige manuelle Aufgaben durch
eine automatisierte Methodik, interaktiv und Modell-basiert, abzulö-
sen.
Ein Hauptteil des Wirkungsgrades innerhalb des Prüfungsfelds be-
steht im aktiven Umsetzen der Kundenanforderungen. Deshalb ging
das Test Team auf die Entwicklung zu, um zu definieren wie die erfor-
derlichen Daten am wirksamsten produziert werden konnten.
Das Projekt hat klargemacht dass eine fokussierte Planung und Vor-
bereitungsphase vor der Prüflaufdurchführung nötig ist und sich
rechnet. Ein Schlüsselschritt innerhalb des Benzinprojekts war z.B.
eine kompletter Überprüfung aller Systemparameter mit der volle
Mannschaft: UUT, PCM, Verkabelung, Messgeräte etc. Die folgenden
Abschnitte beschreiben die drei Hauptfaktoren, die den Prüffeldwir-
kungsgrad beeinflussen. Die Erhöhung der Laufzeit, Eliminieren
Nicht-produktiver Zeit am Prüfstand und die Produktivität innerhalb
der nunmehr erhöhten Laufzeit.
6.1 Ausweiten der Laufzeit
Ein Schlüsselprojektziel war, die Auslastung von 40 auf 80 % zu stei-
gern – in einer 144 Stunden Woche.Aus der Voranalyse war klar, dass
14. 29
With process development using
the initial pallet and receiver
design pallet exchange timing
from engine running to engine
running of under the 20min target
time has been regularly achieved.
It is also possible for a single tech-
nician to complete the exchange.
A record 6min 58 second ex-
change was achieved in front of
the Ford senior leadership by a
team of three who run the two
quick change pallet test rooms
and the preparation facility.
Hardware updates are planned to
further reduce operator depen-
dency and error proof the ex-
change process.
Running two programs including
On-line Adaptive DoE capability
supporting EURO V Emissions
Certification test room 102 achieved 85% utilization during pilot
phase and Full year utilization in 2010 of 73% with 58% run time
achieved. The new system has required standardization in channel
definition, test approach and required organization with a Factory
approach mindset.
The non-value-add tasks not directly contributing to test room
utilization were removed from the high value test room. These tasks
include the engine hardware up-dates, instrumentation changes and
calibration, diagnostic and functionality checks. However these tasks
are vital and necessary, thus they need to be completed. Hence these
actions were moved into an off-line pallet preparation area. This area
was configured to enable non loaded engine running by provision of
a Pallet receiver unit and sufficient Puma Open capability to enable
engine run-up.
To support the complete pallet exchange process, off-line prepa-
ration and automated un attended running Health & Safety facility
risk assessments were reviewed and updated with incremental pro-
cedures and controls introduced to ensure a safety first mind-set.
6.3 Productivity:
how to use the
available Run Time
Application of automated data collec-
tion for Gasoline Air charge determi-
nation including overnight unattended
running for an early phase D.I. Boosted
application using Bosch BGLWM stra-
tegy enabled an approximate 3x
improvement in data collected per
week compared to existing methods.
Following raising of the peak knocking
pressure shut down limit the target
1000 data points per week rate was
exceeded with a maximum of 2544
data points collected per week with a
Run time average of 82 hrs. per week.
Further work supporting PCM
Mapping calibration enabled develop-
ment of 11 standard Mapping test
routines.
möglich mit einem einzelnen
Techniker den Umtausch zu vollen-
den. Ein Rekord mit 6 Minuten 58
Sekunden wurde erreicht bei einer
Demonstration für ein Manage-
mentteam. HardwareaktualisiE-
rungensind weiter geplant um die
Bedienerabhängigkeit zu verrin-
gern.
Durch das Bedienen zweier Pro-
gramme mit Online-Anpassung für
DoE-basierte Aufgaben im Prüf-
stand 102 wurde 85 % Auslastung
während der Pilotenphase er-
reicht. Über das Jahr 2010 lag die-
ser Wert bei 73 % mit einem 58 %
Laufzeit Anteil. Das neue System
erforderte Normierung in Kanal-
definition, Prüfansatz und der er-
forderlichen Organisation mit ei-
ner Fabrik-ähnlichen Einstellung.
Unproduktive Aufgaben wurden aus dem Prüfstand entfernt. Diese
Aufgaben schließen die UUT-Hard-wareaktualisierungen, Messgerä-
teänderungen und Kalibrierung, sowie Funktionalitätskontrollen ein.
Diese Aufgaben sind wichtig und notwendig. Deshalb wurden sie in
ein „offline“ Palettenvorbereitungsareal verlegt. Dieser Bereich wur-
de so gestaltet, dass der Motor lastfrei betrieben werden konnte auf
einer Palette unter Puma Open. Um das vollständige Palettentausch-
verfahren und die offline Vorbereitung abzusichern wurden komplet-
te Gesundheit- & Sicherheitseinrichtungsrisikoanalysen durchgeführt
und Begleitmassnahmen eingeführt, um eine „Sicherheit zuerst“
Einstellung sicherzustellen.
6.3 Produktivität:
beste Nutzung der
verfügbaren Zeit
Die Anwendung der automatisierten
Datenerfassung für die Benzin- Auf-
gabe einschließlich unbemannten
Laufens über Nacht für eine Kalibrier-
aufgabe nach der Bosch BGLWM
Strategie hat einen etwa dreifache
Erhöhung der Datenerfassungsrate pro
Woche verglichen zu existierenden
Methoden ermöglicht.
Nach der Anpassung des maximalen
klopfenden Drucks wurde das Ziel von
1000 Datenpunkten pro Woche über-
erreicht mit einem Maximalwert bis zu
2544 Datenpunkten, die pro Woche
mit einem Laufzeit Durchschnitt von
82 Stunden pro gemessen wurden. Die
weitere Arbeit zur Unterstützung der
PCM Kalibrierung hat die Entwicklung
Abbildung 11:
Palletenwechsel in unter 20 Minuten
Figure 11:
Pallet Exchange made possible in under 20mins
Abbildung 12:
Datenwachstumskurve
Figure 12:
Data Growth Curve
17. 32
Following the initial pilot, work has been undertaken to transfer the
modeling and optimization methodology know-how and develop the
future process.
The testing and development tasks directly impacted program
delivery for supporting emissions and air-path controls for a specific
program. AVL and Ford are working together to change working
practices to maximize the value delivered by a modern testing
environment.
7 Discussion
This Section is reserved to critically discuss the assumptions made in
the project we report on and the lessons learned out of this common
venture. The report focuses on business and technical drivers for this
project and the technical solutions and improvements together with
figures as measure of success that suggest that this has mainly been
a technology endeavor. In reality the change management project
project learnt a lot and this learning is described here.
1. The conceptual approach and the identification of all levers turned
out to be a very solid base to steer the project and to measure suc-
cess (see Figures 9, 12 and 13). A key enabler was the communi-
cation process to all parties involved across the test rooms we ope-
rated in. This was critical to meet program delivery. We also chan-
ged and adapted the method of delivery during this program. So
people had to buy into changing the way they worked while deli-
vering important tasks of Powertrain development – this was a
“live-demo” with immediate visibility and impact – for better or
worse.
2. Rightfully so, it proved to be comparatively easy to increase
utilization once the right interfaces between engineering and test
were created that guaranteed a filled test-pipeline (see Figure 5).
However, to get the teams to work together to define tests with
sufficient detail in time and then also work on fast resolution of
unexpected topics to keep a high level of safe automated running
does need practice. Getting a team to play seamlessly does not
come by itself – a coach is needed that understands the whole
game and also knows how to motivate the single players and
show them the benefit of the team play. And once the team plays
together in that manner the necessary information and hardware
flow is easy to organize for a seamless and efficient operation of
where it all comes together: Powertrain testing.
3. For the pallet exercise it is absolutely essential to mention that the
hardware shown in Figure 11 is a necessary enabler for the fast
engine exchange – however as with all other elements of this
project, the overall process is key. That means that the tools, such
as the Snap In FEMs need to support this process but they derive
their sole justification from the process requirement of fast
change and prepared I/O. Essential elements of this process,
barely mentioned here, are the complete configuration manage-
ment for the test – hardware, software, mentioned the right labor
available when manual interventions were needed. All this sounds
like a lot of effort but the main difference is the ability to deliver
the right parts at the right time. Also in a less process driven en-
vironment these elements are delivered – but not in time and in
quality. This means terrible waste of precious human and hard-
ware resources that are mainly waiting because some elements
are missing for delivery.
4. The methodology of using a pilot team that drives change and by
success establishes credibility, derives satisfaction and works as
multiplier and coaches for other parts of the organization is the
ideal way of changing an existing organization. Putting the
Weitere Arbeit umfasste das detaillierte Entwerfen der Optimierungs-
methodik als Teil eines neuen Prozesses. Die Resultat aus den Tests
haben direkt zum Emissions Entwicklungsprogramm beigetragen.
AVL und Ford arbeiten weiterhin zusammen, um die gängige Praxis
zu ändern, den Wertbeitrag des Testens zu maximieren, der von einer
modernen Prüfumgebung geliefert werden kann.
7 Diskussion
Dieser Abschnitt ist einer kritischen Diskussion vorbehalten, um die
Annahmen zu diskutieren, die im Projekt gemacht wurden, und das
gemeinsame Lernen zu dokumentieren. Die Fokus dieses Berichts
waren geschäftliche und technische Anforderungen und die techni-
schen Lösungen – dies suggeriert, dass dies hauptsächlich ein Tech-
nologieprojekt war. In der Realität hat die Projektmannschaft viel
gelernt zum Thema „Änderungsmanagment“ - dieses Lernen ist hier
beschrieben.
1. Die Gesamtkonzeption mit der Identifikation aller Hebel hat sich
als eine sehr stabile Basis erwiesen, das Projekt zu steuern, und
Erfolg zu messen, (Siehe Abbildungen 9, 12 und 13). Ein
Schlüsselerfolgsfaktor war die Kommunikation zu allen beteiligten
Gruppen, da Prüfstände verändert wurden, die kritisch waren in
der Lieferung von Entwicklungsprogrammen – denn wir haben die
Methode der Lieferung während eines laufenden Programmes
geändert. So mussten Leute beim Ändern des Wegs unterstützen
und ihre Arbeitspraxis ändern beim Abliefern wichtiger Aufgaben
der Antriebsstrangs Entwicklung – dies war eine Echtzeit Demon-
stration mit hoher Sichtbarkeit.
2. Folglich war es vergleichsweise leicht, die Auslastung zu erhöhen
sobald einmal die richtigen Schnittstellen zwischen Entwicklung
und Test geschaffen wurden, um eine gefüllte „Pipeline“ mit UUTs
auf Paletten sicherzustellen (Siehe Abbildung 5). Aber um die
Mannschaften dazu zu bringen, so zusammenzuarbeiten, Prüfläufe
mit genügend Detail rechtzeitig vorzubereiten und dann auch
schneller auf unerwartete Themen mit gemeinsamen Entschei-
dungen zu reagieren, eine hohe Ebene der Sicherheit zu behalten
bei Automatik Läufen bedingt Praxis in eingespielter Zusammen-
arbeit. Die Spielpraxis allein reicht hier auch nicht für nahtloses
Zusammenspiel – ein Trainer wird gebraucht, der das Spiel versteht
und auch weiß, wie die einzelnen Spieler zu motivieren sind, am
besten dadurch, ihnen den Vorteil des Mannschaftsspiels zu zei-
gen. Sobald die Mannschaft zusammen die notwendigen Infor-
mationen und Hardwareabläufe beherrscht, ist es leicht, einen
nahtlosen und wirksamen Betrieb zu organisieren in dem Bereich,
wo alles zusammenkommt: in der Antriebsstrangprüfung.
3. Für die Paletteneinführung ist es unbedingt wesentlich zu erwäh-
nen, dass die Hardware, die in Abbildung 11 gezeigt wird, ein not-
wendiges Kriterium für den schnellen UUT Tausch ist – aber wie
mit allen anderen Elementen dieses Projekts, ist der Gesamtpro-
zess der Schlüssel. Der bedeutet, dass die Werkzeuge, wie zum
Beispiel Schnellwechsel FEMs, dieses Verfahren unterstützen, aber
sie leiten ihre Daseinsberechtigung vom Gesamtprozess des
schnellen Wechsels und der vorbereiteten Ein/Ausgabekanäle. We-
sentliche Elemente dieses Prozesses sind die vollständige Kon-
figuration für die Prüfung – Hardware, Software, die richtigen
Parameter, die richtigen Personen verfügbar wo manuelle Beiträge
nötig sind. Alle das klingt nach viel Aufwand, doch der ist imme
da – die Herausforderung ist die richtigen Elemente zur richtigen
Zeit verfügbar zu haben.Auch in einem wenig produktiven Prüffeld
werden diese Elemente geliefert – aber nicht rechtzeitig und in
18. 33
concept to the test in a real life pilot also allows for fast learning
and avoiding costly mistakes that happen when rollout occurs
based on untested concepts. Having multipliers and coaches
available who have “seen it work” helps to gain momentum in the
organizational change that needs to accompany such a project.
5. While the project addresses key areas, others were intentionally
not addressed in order not to dilute the efforts. Clear next steps for
the team would include data quality improvements. The first time
through value would be consistently monitored, targets be set and
corrective actions implemented where necessary. It has to be the
goal to measure quality at the
point of delivery within the test
room by the test room operator
using defined system and tools.
6. The team was committed to
celebrate the successes on the
way, be it significant increases
of the data gathering rate or
utilization or be it the recog-
nition of the program by Allan
Mulally, the CEO of Ford as
shown in Figure 14. Furthermore the program received the 2010
Test Facility of the Year runner-up award from ATTI (Automotive
Testing Technology International).
8 Conclusions
This project has demonstrated significant improvement can be
reached in live test rooms on actual program delivery tasks based on
a pilot approach that is based on improving the overall Test &
Development process by focusing on target deliverables for the
customer.
The improvements were based on process improvement supported
by tool provision and by a skills initiative to allow for the best wor-
king environment with changed roles and improved skills – keywords
are failsafe automated unattended running, faster data gathering,
model based calibration and online adaptive DOE processes as well
as a quality gate at the entry of the unit under test to the test field.
Based on all-levers-identified, we were able to define three main
strategic areas of action: “automation”, “palletisation” and
“methodology”.
The achieved improvement exceeded effort reduction by 50% in the
pilot test rooms, corresponding to more than 100% efficiency impro-
vement in testing. Numbers supporting this are an approximate
doubling of utilization, reduction of time per data point by about
50%.
These achievements in testing require a different way of collabo-
ration with engineering – among those are a thorough definition of
tests that allows for automated running and a tight collaboration on
schlechter Qualität. Dies bedeutet schreckliche Verschwendung
von kostbaren menschlichen und Hardwareressourcen, die haupt-
sächlich warten, weil einige Elemente Ihren Lieferzeitpunkt ver-
passen.
4. Die Methodik eines Piloten-Teams treibt Änderung durch Erfolg
voran, etabliert Glaubwürdigkeit für den Ansatzeinrichtet und
erzeugt Befriedigung über Erreichtes – weiters generiert sie
menschliche Multiplikatoren und Trainer für andere Teile der Or-
ganisation. Ein idealer Weg, existierende Organisationen zu verän-
dern. Das Konzept in einem Piloten zu überprüfen erlaubt auch
schnelles Lernen und vermeidet
teure Fehler, die geschehen,
wenn ein Rollout basiert auf un-
erprobten Konzepten. Multipli-
katoren und Trainer, „haben ge-
sehen, dass es“ funktioniert –
sie stellen den Schwung zur Ver-
fügung den organisatorische
Änderung benötigen.
5. Während das Projekt Schlüssel-
gebiete adressierte, wurden an-
dere absichtlich nicht berührt,
um nicht die Bemühungen ohne Erfolge im Sand verlaufen zu
lassen. Die nächsten Schritte liegen in einer breit angelegten
Datenqualitätsverbesserung. Der „first time through“ Wert
muss überwacht werden und Korrekturmassnahmen definiert
werden wo notwendig. Es muss das Ziel sein, Qualität am Punkt
der Lieferung innerhalb des Prüfstandes durch den Prüfstandsbe-
diener zu messen – mit definierten Systemen und Werkzeugen.
6. Die Mannschaft war auch bereit, die Erfolge auf dem Weg zu
feiern, seien es massive Zunahmen der Datenakquisitionsrate oder
sei es die Anerkennung des Programms durch Allan Mulally, der
CEO von Fords wie in Abbildung 14. Ferner hat das Programm den
zweiten Platz zur „Prüfeinrichtung des Jahres“ erreicht – eine Aus-
zeichnung der ATTI (Automotive Testing Technology International).
8 Schlussfolgerungen
Im Projekt wurde gezeigt: eine signifikante Verbesserung kann in
Prüfständen erreicht werden, die eng in Entwicklungsprogramme
eingebunden sind, auf Basis einer Pilotprojekt-Methodik, die auf dem
Verbessern von Prüfabläufen basiert ist unter Beteiligung aller ver-
bundenen Prozesse. Die Verbesserungen wurden durch Prozessver-
besserung erreicht, unterstützt durch Werkzeuge und Training, offen
für eine Optimierung der Rollen, Verantwortungen und Fähigkeiten –
Stichwörter sind der ausfallsichere, automatisierte und unbemanntes
Betrieb, höhere Datenerfassungsraten, Modell-basierte Kalibrierung
und online-adaptive-DOE Verfahren sowie Qualitäts-Meilensteine in
der Motor und Prüftstandsvorbereitung. Basierend auf allen Hebeln
konnten wir drei Hauptstrategien definieren: „Automatisierung“,
„Pallettisierung“ und „Methodik“. Die erreichte Verbesserung lag bei
Aufwandsreduktionen von über 50 % in den Prüfständen, entspre-
chend einer Wirkungsgradverbesserung im Test von mehr als 100%.
Zahlen, die dies unterstützen, sind das in etwa Verdoppeln der Aus-
lastung und die Reduktion der Zeit pro Datenpunkt um ungefähr
50 %. Diese Leistungen im Test entstehen durch eine andere Art der
Zusammenarbeit mit der Entwicklung – darunter versteht man eine
eingehende Definition der Testanforderungen, die automatisierten
Betrieb unter Setzen von angemessenen Grenzwerten zum Ziel hat.
Somit erreicht man ausfallsicheres Laufen unter maximaler Sicherheit
und maximaler Datenaquisitionsrate.
Abbildung 14:
Interne und externe Anerkennung –Ford Rocks! & ATTI
Figure 14:
Internal and External Recognition –Ford Rocks! & ATTI
19. 34
setting adequate limits for failsafe
running protecting the unit under
test while maximizing data gathe-
ring rate.
The One-Ford [1] principles of
working together with one plan
and goal by fostering technical
excellence, working together
through application of model
values and thus delivering results,
ensured excellent alignment of all
parties involved while making the
benefit and contribution clear to
all participants in the process. This was demanded as the changes
took place in live test rooms based on delivery of critical data to
Powertrain programs.
10 Acknowledgements
The Authors of this paper would like to recognize the following
individuals which through their commitment, expertise and the
quality of their work contributed substantially to the success of the
Ford/AVL Efficiency Pilot and literally made it possible. These are
(alphabetically):
AVL:
Andrea Balcombe, Michael Blickle, Martin Büchel, Danny Burchill,
Antonio Ciriello, Andy Fitt, Andy Laudat, Patrick Manzl, Harry
Pearson, Phil Willmore
Ford:
Paul Abbott, David Ainsworth, Adrian Armitage, Jett Black,
Kevin Bloy, Garry Bryant, Stewart Cook, Sajid Chaudry, Tony Dale,
Peter Day, Ian Elcock, Andrew Emtage, Pascal Fargeot, Matt Fasulo,
John Furlong, Steve Furnell, Tom Gibson, Graham Harper,
John Harris, Alan Hill, Graham Hoare, Keith Huckett, Richard Kemp,
David King, Steve Lamb, Kevin Layden, Keith Lane, Steve Leslie,
Lionel Marshall, Steve Marris, David McPherson, Paritrata Misir,
John Mordey, Peter Morris, Dave Northfield, Danny Panchal,
Roger Saunders,Tony Sims, David Skipp, Graham Smith, Jeff Smith,
Steve Thatcher, Craig Tisbury, Khizer Tufail, Alan Waterfield,
Tim Winstanley
Die „One Ford“ [1] Strategie ver-
wendet als Prinzipien, einen klaren
Plan für ein definiertes Ziel durch
Förderung technischer Exzellenz
und Zusammenarbeit. Durch die
das Leben von Werten entstehen
Ergebnisse auf ausgezeichnetem
Niveau durch Involvierung aller
beteiligten Personen. Dieser An-
satz wurde angewandt bei der Ver-
besserung des Prüfstandsbetriebs
zur Lieferung kritischer Daten in
Antriebsstrang Programmen ver-
langt.
10 Danksagung
Die Autoren dieses Berichtes möchten folgenden Personen danken,
die durch ihre Förderung, Fachkenntnis und die Qualität ihrer Arbeit
wesentlich zum Erfolg des Ford/AVL Projektes beigetragen haben –
dieses teils sogar erst ermöglichten. In alphabetischer Reihenfolge
sind dies:
AVL:
Andrea Balcombe, Michael Blickle, Martin Büchel, Danny Burchill,
Antonio Ciriello, Andy Fitt, Andy Laudat, Patrick Manzl,
Harry Pearson, Phil Willmore
Ford:
Paul Abbott, David Ainsworth, Adrian Armitage, Jett Black, Kevin
Bloy, Garry Bryant, Stewart Cook, Sajid Chaudry, Tony Dale, Peter
Day, Ian Elcock, Andrew Emtage, Pascal Fargeot, Matt Fasulo,
John Furlong, Steve Furnell, Tom Gibson, Graham Harper,
John Harris, Alan Hill, Graham Hoare, Keith Huckett, Richard Kemp,
David King, Steve Lamb, Kevin Layden, Keith Lane, Steve Leslie,
Lionel Marshall, Steve Marris, David McPherson, Paritrata Misir,
John Mordey, Peter Morris, Dave Northfield, Danny Panchal,
Roger Saunders, Tony Sims, David Skipp, Graham Smith, Jeff Smith,
Steve Thatcher, Craig Tisbury, Khizer Tufail, Alan Waterfield,
Tim Winstanley
9 Literatur / References
[1] The Ford Motor Company,
One Ford Mission and Vision. December 2008
http://corporate.ford.com/dynamic/metatags/article-
detail/one-ford
[2] James P. Lewis
Working Together: 12 Principles for Achieving Excellence
in Managing Projects, Teams, and Organizations.
McGraw-Hill Washington D.C. ISBN-10: 0071379517
[3] Graham Hoare Executive Director,
Powertrain Engineering, Ford Motor Company
The Need for efficient Program Delivery Workshop
Dunton Technical Centre, Nov. 2010
[4] W. Edwards Deming
Out of the Crisis.
Massachusetts Institute of Technology MIT Center for
Advanced Educational Services
2000, ISBN-10: 0911379010
Abbildung 15:
Das Ford AVL Projekt Team
Figure 15:
The Ford AVL Joint Pilot Efficiency Team