alice - 2nd review meeting
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Dr.-Ing. Bernhard Sünder
AMS GmbH, Flöha, Germany
AMS North America Inc., USA
jBEAM
Auswertung von
Versuchsdaten
in der Kfz-Entwicklung
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2Auswertung von Versuchsdaten in der KFZ-EntwicklungDr.-Ing. B. Sünder
Chemnitz, 17.12.2009
Messdaten im PKW: Wo?
OnBoard Produktion
Forschung & Entwicklung
Steuergeräte:
Motor, Komponenten
Netzwerke:
CanBus, FlexRay
AE: Automotive Electronic
Dimensionale Messtechnik:
Geometrie, Spaltmaße
Physikalische Basisgrößen:
Drehmoment: Schrauben
Motor: Kaltgasprüfstand (30 s Takt)
Elektrik: CanBus
Crash: Full Size, Komponenten
Fahrversuch
Fahrwerksprüfstände
Windkanal
Akustikkanal
Schwingungsmesstechnik
Motorprüfstände
Ventiltriebprüfung
Turboladerprüfstände
Taster- / Schalterprüfung (Haptik)
Kalibrierung
CAT: Computer Aided Testing
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3Auswertung von Versuchsdaten in der KFZ-EntwicklungDr.-Ing. B. Sünder
Chemnitz, 17.12.2009
Wo kommen die Daten her?
Kraft
Masse
Drehmoment Geom
etr
ie
Weg
DM
S
WiderstandW
.S.B
rücke
Spannung
Mechanisch-analog Elektrisch-analog
A/D
-Wandle
r
Bits
Digitale Daten
Devic
e
(PC
,..)
Physikalische Messprinzipien
Mechanische Messgrößen werden auf wenige mechanische Primärgrößen zurückgeführt,
anschließend in elektrische analoge Größen gewandelt
und mittels A/D Wandler in binäre Daten gewandelt.
Wheatstonesche
Brücke
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4Auswertung von Versuchsdaten in der KFZ-EntwicklungDr.-Ing. B. Sünder
Chemnitz, 17.12.2009
Wie wurden die Daten erzeugt?
An alle IT-ler:
Wer nicht versteht,
wie Daten entstanden sind,
und was die Daten bedeuten,
ist nicht in der Lage,
diese richtig zu verarbeiten!
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5Auswertung von Versuchsdaten in der KFZ-EntwicklungDr.-Ing. B. Sünder
Chemnitz, 17.12.2009
Messtechnische Daten
Was charakterisiert messtechnische Daten?
Es sind nicht nur Zahlen, sondern Größen!
Größe (Quantity) = Zahl plus Einheit
Temperatur: 273,15 K, 32 °F, 0 °C,…
Verbrauch: 6 l/100km (EU), 39,2 mi/Gal (USA)
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6Auswertung von Versuchsdaten in der KFZ-EntwicklungDr.-Ing. B. Sünder
Chemnitz, 17.12.2009
Messtechnische Daten
Zeitreihen
Entweder Paare aus Zeit – Messwert
Oder (zu 95%) konstante Messrate
d.h. xoffset und xdelta definieren alle x-Werte
xi = xoffset + i ∙ xdelta
Zu berücksichtigen ist,
dass der i-te Messwert (normalerweise)
der Mittelwert über den Zeitraum xdelta ist.
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7Auswertung von Versuchsdaten in der KFZ-EntwicklungDr.-Ing. B. Sünder
Chemnitz, 17.12.2009
Zeitraum - Frequenzraum
Zeitreihen: Amplitude als Funktion der Zeit:
A = f(t)
Transformation in den Frequenzraum:
Fast Fourier Transformation (FFT)
Frequenzreihe: Amplitude als Funktion der
Frequenz: A = g(f)
g(f) = FFT(f(t))
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8Auswertung von Versuchsdaten in der KFZ-EntwicklungDr.-Ing. B. Sünder
Chemnitz, 17.12.2009
FFT - Beispiel
Zeitsignal
N = 1000
MR = 10 Hz
dt = 0,1 s
T = 100 s
Amplitudensignal
N = 500
df = 0,01 Hz
F = 5,0 Hz
Allgemeine Formeln:
dt = 1 / MR
F = MR / 2 = 1 / (2*dt)
(Abtasttheorem)
df = 1 / T
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9Auswertung von Versuchsdaten in der KFZ-EntwicklungDr.-Ing. B. Sünder
Chemnitz, 17.12.2009
Producer-Consumer ArchitekturPhase 1: Konfiguration
Importer A Data
Item 1Data
Item 2
CEA Bus
Veröffentlichen der Datenobjekte
Worker A
Liste der verfügbaren Datenobjekte für Eingang
Viewer A
Exporter A
Data
Item 1
HelpItem
Factory
Item
SelectionLogTrace System
Undo /
RedoUnit
CEA
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10Auswertung von Versuchsdaten in der KFZ-EntwicklungDr.-Ing. B. Sünder
Chemnitz, 17.12.2009
Producer-Consumer ArchitekturPhase 2: Runtime
Importer A Data
Item 1Data
Item 2
CEA Bus
Worker A
Datenobjekt Kommunikation:
Datenobjekt informiert alle Hörer über Änderungen,
Konsument zieht Daten / Eingenschaften
Viewer A
Exporter A
Data
Item 3
HelpItem
Factory
Item
SelectionLogTrace System
Undo /
RedoUnit
CEA
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11Auswertung von Versuchsdaten in der KFZ-EntwicklungDr.-Ing. B. Sünder
Chemnitz, 17.12.2009
Erweiterbar durch PlugInsPlugIn - Mechanismus
Importer A Data
Item 1Data
Item 2
CEA Bus
Worker A Viewer A
Exporter A
Data
Item 3
HelpItem
Factory
Item
SelectionLogTrace System
Undo /
RedoUnit
CEA
JAR Beim Programmstart werden PlugIn-
Komponenten automatisch geladen und
stehen im Framework wie interne
Komponenten dem Anwender zur Verfügung
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12Auswertung von Versuchsdaten in der KFZ-EntwicklungDr.-Ing. B. Sünder
Chemnitz, 17.12.2009
Client - Server
Datenbank
Datenvor-
verarbeitung
Messung & Senden
der Daten an
Datenbank
auf dem Server
Prüfstand
Visualisierung & Analyse
Anforderung
reduzierter Daten
Lokale Analyse und
Berichtserstellung
IT-Infrastruktur
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13Auswertung von Versuchsdaten in der KFZ-EntwicklungDr.-Ing. B. Sünder
Chemnitz, 17.12.2009
Client - Server
Datenbank
Datenvor-
verarbeitung
Messung & Senden
der Daten an
Datenbank
auf dem Server
Prüfstand
Visualisierung & Analyse
Anforderung
reduzierter Daten
Lokale Analyse und
Berichtserstellung
IT-Infrastruktur
jBEAMServer-Mode
jBEAMDesktop-Mode
![Page 14: Alice - 2nd Review Meeting](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022062604/62b5393dd532cf3cd46caef2/html5/thumbnails/14.jpg)
14Auswertung von Versuchsdaten in der KFZ-EntwicklungDr.-Ing. B. Sünder
Chemnitz, 17.12.2009
Client - Server
En
terp
rise
Co
mm
un
icati
on
Datenbank
Datenvor-
verarbeitung
Messung & Senden
der Daten an
Datenbank
auf dem Server
Prüfstand
Visualisierung & Analyse
Anforderung
reduzierter Daten
Lokale Analyse und
Berichtserstellung
IT-Infrastruktur
jBEAMServer-Mode
jBEAMDesktop-Mode
![Page 15: Alice - 2nd Review Meeting](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022062604/62b5393dd532cf3cd46caef2/html5/thumbnails/15.jpg)
15Auswertung von Versuchsdaten in der KFZ-EntwicklungDr.-Ing. B. Sünder
Chemnitz, 17.12.2009
Enterprise Kommunikation
Anforderung:
✦Generisch, nicht projekt-spezifisch
✦Nutzbar für Intranet & Internet
✦Kundenspez. Sicherheitsebene implementierbar
✦Ereignisstruktur um Clients zu benachrichtigen
Lösung:
✦TCP/IP basierendes Kommunikationsprotokoll
✦ASAM-CEA basierende Ereignis- & Datenobjekte
✦Protokoll ist öffentlich
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16Auswertung von Versuchsdaten in der KFZ-EntwicklungDr.-Ing. B. Sünder
Chemnitz, 17.12.2009
Enterprise Kommunikation
Implementierungen dieser Enterprise
Kommunikation sind verfügbar für:
Name Plattform Server Client
jBEAM Java ☺ ☺
BEAMWindows
(XP...7) ☺
iBEAM iPhone ☺
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17Auswertung von Versuchsdaten in der KFZ-EntwicklungDr.-Ing. B. Sünder
Chemnitz, 17.12.2009
Beispiel einer Session (I)
Server:
jBEAM auf Windows, Linux, Mac, ...
Client:
iBEAMauf iPhone
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18Auswertung von Versuchsdaten in der KFZ-EntwicklungDr.-Ing. B. Sünder
Chemnitz, 17.12.2009
Beispiel einer Session (II)
1. Server:
starten des Enterprise
CEA Servers
2. Client:
startet iBEAMund verbindet
sich mit dem
Enterprise CEA
Server
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19Auswertung von Versuchsdaten in der KFZ-EntwicklungDr.-Ing. B. Sünder
Chemnitz, 17.12.2009
Beispiel einer Session (III)
3. Client:
Nachdem die Verbindung hergestellt
ist, zeigt iBEAM eine Liste
verfügbarer Datenobjekte, der
Benutzer wählt interessierende aus.
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20Auswertung von Versuchsdaten in der KFZ-EntwicklungDr.-Ing. B. Sünder
Chemnitz, 17.12.2009
Beispiel einer Session (III)
3. Client:
Nachdem die Verbindung hergestellt
ist, zeigt iBEAM eine Liste
verfügbarer Datenobjekte, der
Benutzer wählt interessierende aus.
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21Auswertung von Versuchsdaten in der KFZ-EntwicklungDr.-Ing. B. Sünder
Chemnitz, 17.12.2009
Beispiel einer Session (IV)
4. Client:
Auswahl Data Item Values zeigt alle
numerischen Werte der Kanäle :
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22Auswertung von Versuchsdaten in der KFZ-EntwicklungDr.-Ing. B. Sünder
Chemnitz, 17.12.2009
Beispiel einer Session (V)
5. Client:
Auswahl Graph zeigt ein Linien-
diagramm des ausgewählten Kanals.
Drehen des iPhone zeigt das Diagramm
automatisch in Hoch- oder Querformat.
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23Auswertung von Versuchsdaten in der KFZ-EntwicklungDr.-Ing. B. Sünder
Chemnitz, 17.12.2009
Beispiel einer Session (VI)
6. Datenänderungen:
Änderungen der Daten auf dem Server
bewirken Events an alle Clients und die
Clients können die aktuellen Daten
anfordern & in Echtzeit visualisieren.
Client 1iBEAMauf iPhone
Client 2iBEAMauf iPhone
Client 3jBEAMauf Windows
Server 1jBEAM auf Mac
![Page 24: Alice - 2nd Review Meeting](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022062604/62b5393dd532cf3cd46caef2/html5/thumbnails/24.jpg)
24Auswertung von Versuchsdaten in der KFZ-EntwicklungDr.-Ing. B. Sünder
Chemnitz, 17.12.2009
Protokolle – statisch oder dynamisch
Client
jBEAM (Server)
Statische Anzeige Halb-interaktive Anzeige Interaktive Anzeige
Statische HTML Seite
inkl. SVG, JPEG oder
jBEAM Protokoll auf dem Client:
- verschieben Cursors oder Schieber
- Zoom in und Zoom out
- vordefinierte Exporte über Buttons
jBEAM Protokoll auf dem Client :
- neue Berechnungen
- neue Graphikelemente
- Exporte
Keine Funktionalität End User Funktionalität Master User Funktionalität
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25Auswertung von Versuchsdaten in der KFZ-EntwicklungDr.-Ing. B. Sünder
Chemnitz, 17.12.2009
Desktop oder Bibliothek
Desktop
Wrapper
Desktop Applikation
Class Library
jBEAM
Business Logic
User specific
Application
Kundenspezifische Applikation
Ein Tool für firmenweite Lösungen
Class Library
jBEAM
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26Auswertung von Versuchsdaten in der KFZ-EntwicklungDr.-Ing. B. Sünder
Chemnitz, 17.12.2009
Flexibility - Extensibility
Erweiterbarkeit durch ASAM*-CEAF
lexib
ilitä
tdurc
hJava
Server
Client
*) ASAM: Association for
Standardization of
Automation and
Measuring Systems
![Page 27: Alice - 2nd Review Meeting](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022062604/62b5393dd532cf3cd46caef2/html5/thumbnails/27.jpg)
27Auswertung von Versuchsdaten in der KFZ-EntwicklungDr.-Ing. B. Sünder
Chemnitz, 17.12.2009
jBEAM – Visualisierung
Beispiele
typischer Anwendungsfälle
![Page 28: Alice - 2nd Review Meeting](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022062604/62b5393dd532cf3cd46caef2/html5/thumbnails/28.jpg)
28Auswertung von Versuchsdaten in der KFZ-EntwicklungDr.-Ing. B. Sünder
Chemnitz, 17.12.2009
Motor Kennfeld
![Page 29: Alice - 2nd Review Meeting](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022062604/62b5393dd532cf3cd46caef2/html5/thumbnails/29.jpg)
29Auswertung von Versuchsdaten in der KFZ-EntwicklungDr.-Ing. B. Sünder
Chemnitz, 17.12.2009
Berichte
![Page 30: Alice - 2nd Review Meeting](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022062604/62b5393dd532cf3cd46caef2/html5/thumbnails/30.jpg)
30Auswertung von Versuchsdaten in der KFZ-EntwicklungDr.-Ing. B. Sünder
Chemnitz, 17.12.2009
Schall & Schwingung - FFT
Maus gesteuerte
xy-Cursor definiert
einen Schnittpunkt,
der in Linien-
diagrammen
dargestellt wird.
![Page 31: Alice - 2nd Review Meeting](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022062604/62b5393dd532cf3cd46caef2/html5/thumbnails/31.jpg)
31Auswertung von Versuchsdaten in der KFZ-EntwicklungDr.-Ing. B. Sünder
Chemnitz, 17.12.2009
Synchrone
Darstellung von
numerischen und
Video Daten.
Visuelle Crash Analyse
![Page 32: Alice - 2nd Review Meeting](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022062604/62b5393dd532cf3cd46caef2/html5/thumbnails/32.jpg)
32Auswertung von Versuchsdaten in der KFZ-EntwicklungDr.-Ing. B. Sünder
Chemnitz, 17.12.2009
Interaktive Energieberechnung
![Page 33: Alice - 2nd Review Meeting](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022062604/62b5393dd532cf3cd46caef2/html5/thumbnails/33.jpg)
33Auswertung von Versuchsdaten in der KFZ-EntwicklungDr.-Ing. B. Sünder
Chemnitz, 17.12.2009
GPS-basierte Visualisierung
![Page 34: Alice - 2nd Review Meeting](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022062604/62b5393dd532cf3cd46caef2/html5/thumbnails/34.jpg)
34Auswertung von Versuchsdaten in der KFZ-EntwicklungDr.-Ing. B. Sünder
Chemnitz, 17.12.2009
Material Deformierung
![Page 35: Alice - 2nd Review Meeting](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022062604/62b5393dd532cf3cd46caef2/html5/thumbnails/35.jpg)
35Auswertung von Versuchsdaten in der KFZ-EntwicklungDr.-Ing. B. Sünder
Chemnitz, 17.12.2009
Strömungsfelder
![Page 36: Alice - 2nd Review Meeting](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022062604/62b5393dd532cf3cd46caef2/html5/thumbnails/36.jpg)
36Auswertung von Versuchsdaten in der KFZ-EntwicklungDr.-Ing. B. Sünder
Chemnitz, 17.12.2009
Interaktive 3D-Grafik
![Page 37: Alice - 2nd Review Meeting](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022062604/62b5393dd532cf3cd46caef2/html5/thumbnails/37.jpg)
37Auswertung von Versuchsdaten in der KFZ-EntwicklungDr.-Ing. B. Sünder
Chemnitz, 17.12.2009
Vergleich 2D - 3D-Grafik
![Page 38: Alice - 2nd Review Meeting](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022062604/62b5393dd532cf3cd46caef2/html5/thumbnails/38.jpg)
38Auswertung von Versuchsdaten in der KFZ-EntwicklungDr.-Ing. B. Sünder
Chemnitz, 17.12.2009
Online Monitoring
![Page 39: Alice - 2nd Review Meeting](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022062604/62b5393dd532cf3cd46caef2/html5/thumbnails/39.jpg)
39Auswertung von Versuchsdaten in der KFZ-EntwicklungDr.-Ing. B. Sünder
Chemnitz, 17.12.2009
jBEAM an der TU-Chemnitz
Chemnitzer Studenten können jBEAM
kostenlos nutzen.
Über die Java Web Start (JWS) Technologie
kann über folgenden Link auf jBEAMzugegriffen werden:
http://www.tu-chemnitz.de/urz/
anwendungen/simul/jbeam.html
![Page 40: Alice - 2nd Review Meeting](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022062604/62b5393dd532cf3cd46caef2/html5/thumbnails/40.jpg)
40Auswertung von Versuchsdaten in der KFZ-EntwicklungDr.-Ing. B. Sünder
Chemnitz, 17.12.2009
jBEAM wird entwickelt durch:
Heinrich-Heine-Str. 5
09557 Flöha
Germany
www.AMSonline.de
+49 (3726) 7881-0
NorthAmerica Inc.1771 Harmon Road
Auburn Hills, 48326-MI
USA
www.jBEAM.com
+1 (248) 219-5256
Gesellschaft für angewandte
Meß- und Systemtechnik mbH