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Audis Meisterbock 2: Qualität unterm Elektronenmikroskop

Audis Meisterbock 2: Qualität unterm Elektronenmikroskop

Wolfgang Stegers
04.12.2017, 16:01 Uhr
Beitrag von Wolfgang Stegers

Qualität kostet – Reparatur kostet mehr. Daher die aufwendige Prüfung aller Teile im Auto. Im zweiten Teil umrunden Sie 385-mal die Erde und erfahren, weshalb ein erneuertes Rücklicht beim A8 achttausend Euro kostet

Der steigende Einfluss der Elektronik und Halbleitertechnologie im Auto ist kaum besser im Gebäude der Qualitätssicherung für Halbleiter auf dem weitläufigen Audi-Produktionsgelände in Ingolstadt. Hier steht das auch ein Rasterelektronenmikroskop im Werte von 1,5 Millionen Euro. „Mehr als 80 Prozent aller Innovationen in einem modernen Auto werden durch die Mikroelektronik ermöglicht“, erklärt Stefan Simen, Experte für Halbleitertechnologie.

Flug zum Mond - Fahrt im Auto

Über achttausend Bauelemente und 100 Steuergeräte sind an Bord. Dabei ist alles mit allem verbunden und hochgradig vernetzt. Der rasante Durchmarsch der Computertechnik im Automobil illustriert der erste Flug zum Mond. „Ein einzelnes Steuergerät heute hat mehr Rechenleistung als zum Flug auf den Erdtrabanten vor 56 Jahren nötig waren“, sagt Simen.

So ist das Auto nach wie vor der technologisch höchst verdichtete Konsumartikel (auch der teuerste, aber davon später mehr). Da aber Elektronik immer stärker in das Fahren und Führen von Automobilen eingreift, muss sie höchsten Qualitätsansprüchen bei Wind und Wetter, Rütteln und Rattern genügen, ergo automobilfest sein. Das bedeutet Temperaturen von minus 40 und plus 125 Grad Celsius klaglos verkraften zu können.

Getarnte Hippie-Mobile

Fahrten in die unterschiedlichsten Klimazonen sind trotz des Klimatestkanals in Ingolstadt dafür notwendig. An die 35 Millionen Testkilometer werden dabei weltweit von den Fahrzeugen zurückgelegt. Das entspricht etwa 875 Erdumrundungen bei 700.000 Betriebsstunden. Darauf ist Arnold Frhr. Von dem Busch-Hünnefeld recht stolz. Denn er verantwortet die Qualitätsabsicherung Gesamtfahrzeug, wie es noch konservativ deutsch bei Audi heißt.

Das bedeutet, pro Jahr fahren 600 so genannte Vorserienfahrzeuge, auch Erlkönige genannt ,in schwarz-weißer Tarn-Folierung durchs Land. Sie erinnern an im Drogenrausch erstellte Zeichnungen und reißen zwischen 50.000 und 100.000 Kilometer im Jahre herunter.

Tests im Zeitraffer

Auch die Betriebszeiten, sprich der Lebenszyklus ist so ausgelegt, dass 30 000 Betriebsstunden und mehr erreicht werden müssen. Im Umkehrschluss darf dies aber nicht bedeuten, dass es danach „zappenduster“ wird und nichts mehr geht. So hat Audi auch Test- und Erprobungszyklen entworfen, um im Zeitraffer solche Langzeitbelastungen simulieren zu können.

Alle Testfahrten dienen zum Sammeln aller nur möglichen Daten. Beim neuesten Modell, dem A8, haben sie 80 Terrabyte erbracht. Da kein Mensch sie auswerten könnte, geschieht die automatisch. Wie auch zum Teil schon auf Testfahrer verzichtet wird.

Testfahrer unverzichtbar

Wie unverzichtbar sie aber dennoch sind, zeigt das Beispiel automatisches Einparken. Das geht mittlerweile sehr gut, wird immer besser (Abstände), aber welcher Ingenieur im Büro kommt auf den Gedanken, dass ein parkender Abschleppwagen auch berücksichtigt und erkannt werden muss. Gar nicht so einfach, denn die Sensoren mögen zwar die Hinterachse des Abschleppwagens erkennen, aber nicht die endlos langen Auffahrrampen, die weit nach hinten herausragen. Der Testfahrer dokumentiert die Szene mit einem Photo und schon werden die Sensoren so platziert, dass auch sie das solch ein Hindernis künftig erkennen.

Chips werden aufgeschnitten

Der Hersteller lässt es sich nicht nehmen, ganz tief in diese Technik einzusteigen und selbst die Chips und Transistoren zu überprüfen. Diese werden dann aufgeschnitten, um Schicht für Schicht an die Fehlerquelle zu gelangen und sie analysieren zu können. Der Aufwand dafür ist enorm und nur mit einem Rasterelektronenmikroskop oder Röntgengerät möglich. Aber nur so Fehler detektiert und lokalisert werden.

Immer stärker drängelt sich der digitale Meisterbock in den Vordergrund. Datensätze und Algorithmen werden bereits im frühen Stadium überprüft, um später die Grenze zwischen handfesten Bauteilen und manueller Oberprüfung schwinde lassen zu können. An einem einleuchtenden Beispiel kann Marcus Hoffman, Leiter des Prüflabors Meisterböcke, dies erklären. Bei einer Messgenauigkeit von 0,1 Millimeter können an das Außenblech geclipste Kunststoffteile allein das Messprotokoll dadurch verwirren, weil sie unter Spannung stehen. Nun werden die Kunststoffteile so gespritzt, dass sie erst unter Spannung ihre gewünschte Form erhalten. Selbst die Lackierung einer Karosserie muss in die Protokolle der Qualitätssicherung mit einfließen. Zwar beträgt die Lackschicht nur 15 Hundertstelmillimeter, aber das reicht aus, um von den peniblen Prüfsensoren erfasst zu werden.

Besserwisserei von Oberlehrern?

Aber wird hier vielleicht um des Kaisers Bart gestritten, wird auf Teufel komm raus das Haar in der Suppe gesucht? Heftig wehrt sich Werner Zimmermann verantwortlicher Leiter der hauseigenen Qualitätssicherung dagegen, seine Mitarbeiter und er spielten sich vielleicht als Oberlehrer gegenüber den Zulieferern auf. Ihm ist wichtig, dass die Qualität eingehalten wird, Ausreißer sofort erkannt und aussortiert werden. Zimmermann geht es ausschließlich um die überprüfte Qualität. „Am Ende profitieren Alle davon, wir als Hersteller, unsere Zulieferer und natürlich vornan unsere Kunden. Die sind uns lieb und teuer“.

OLED als neueste Innovation

Besonders bei neu eingeführten Technologien muss verstärkt getestet und geprüft werden. Denn die eigenen Ingenieure sollen die Technik beherrschen und sich so viel Knowhow erarbeiten, dass Audi sie selbst bauen könnte und nicht dem Zulieferer ausgeliefert ist. Die neue Lichttechnologie, das OLED-Licht, ist eine solche Innovation. Die Organic Light Emitting Diode ist im Gegensatz zum Punktlicht einer LED ein Flächenstrahler. Das Material scheint von sich aus, von innen heraus zu leuchten – ganz ohne Reflektoren, Lichtleiter oder optische Linsen. Schon eine geringe elektrische Spannung bringt organische Schichten zum Leuchten.

Neue Freiheiten für Designer

OLED-Schichten sind 200-mal dünner als ein menschliches Haar und so flach, dass sie quasi auf die Karosserie geklebt werden können. Das erfreut die Designer. Ihnen eröffnen sich jetzt kann neue Gestaltungsmöglichkeiten. Aber der Kunde, vor allem der Fahrer sollte sehr vorsichtig sein und wissen, dass die Reparatur eines beschädigten Rücklichts, sprich der Austausch der OLED-Leuchteinheit, 8.000 Euro kostet. Höchst unwahrscheinlich, dass sich solche Kosten nicht in der Versicherungseinstufung niederschlagen.

Nah am Ohr des Kunden

Damit der Kunde dieses Vertrauen in die Qualität erfahren kann, steht den Werkstätten jetzt ein elektronisches Messgerät zur Verfügung, das auch so schwer lokalisierbare (und damit abzustellende) Vibrationen und Schallquellen ortet. Ob Rumpeln, Quietschen oder Schütteln, Knarzen oder Knistern die NVH-Analyse kann die Ist-Geräusche eines Kundenfahrzeugs identifizieren und mit den eingespeicherten Sollwerten eines jeden Audimodells vergleichen. Das geschieht sowohl im Leerlauf als auch während der Fahrt. So wird sehr schnell und zielgenau das auftretende Störgeräusch unter bestimmten Bedingungen erfasst. Nach dem Motto: „Problem erkannt, Gefahr gebannt“, ist der Fehler leicht behoben. So kann man Kunden für wenig Geld glücklich machen.

PS: Hier geht es zum ersten Teil des Meisterbocks

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