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Messdaten auswerten und verwalten Ohne Datenbanksystem die richtigen Daten finden

| Autor / Redakteur: Thomas Schönitz* / Hendrik Härter

Messdaten auswerten und verwalten oder verschiedene Ergebnisse von Bauteilen wiederfinden – dies sind Aufgaben, die ein Datenbanksystem leisten kann. Aber solche Systeme sind teuer und vor allem sind sie nicht immer nötig. Einfache Inbetriebnahme und Wartung ohne Datenbankkenntnisse sind beispielsweise mit einer Softwarelösung von National Instruments möglich.

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( Archiv: Vogel Business Media )

Gesetzliche Bestimmungen und zunehmender Wettbewerb erfordern immer umfangreichere Tests von Produkten sowohl in der Entwicklung als auch in der Produktion. Mit steigendem Umfang archivierter Messdaten nehmen auch die Probleme bei der Auswertung dieser Datenflut zu. Nicht selten benötigen Ingenieure und Techniker mehrere Stunden oder Tage, um die Ergebnisse zu einem bestimmten Bauteil wiederzufinden oder für statistische Auswertungen bestimmte Daten aus vielen verschiedenen Messdateien zusammenzutragen.

Die Lösung dieser Problematik wird traditionell meist in datenbankbasierten Verwaltungssystemen gesehen. Das ist oft mit einem hohen Initial- und Wartungsaufwand verbunden:

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  • Datenbankmodellierung und -einrichtung,
  • Anpassung von Prüfständen und -systemen,
  • Einlagerung bestehender Datenbestände,
  • Programmierung von Benutzeroberflächen und
  • Erweiterung der Datenbank bei neuen Anforderungen.

Kleine und mittelständische Unternehmen verfügen oftmals nicht über die dafür notwendigen finanziellen und personellen Mittel. Selbst in größeren Unternehmen gehen Bestrebungen, Datenverwaltungs- und Auswerteprozesse zu optimieren, nicht selten im laufenden Tagesgeschäft unter.

Alternative Lösung basiert auf Standardsoftware

Eine alternative Lösung lässt sich mit folgenden Forderungen definieren:

  • Einfache Inbetriebnahme und Wartung ohne IT- und Datenbankkenntnisse,
  • Keine Änderung an Prüfsystemen, Dateiformaten und Verzeichnisstrukturen,
  • Flexible Such- und Filtermöglichkeiten auch nach Dateiinhalten (Metadaten) und
  • Skalierbarkeit von interaktiven bis hin zu automatisierten Datenauswertungen.

Eine Lösung basiert auf handelsüblicher Standardsoftware von National Instruments — DataFinder Server Edition und DIAdem. Mit der Software DIAdem lassen sich Messdaten beliebiger Herkunft schnell und flexibel analysieren und auswerten. Die DataFinder-Server-Edition ist eine zusätzliche Softwarekomponente und ermöglicht den Anwendern flexible Datenrecherchen in zentral verwalteten, gemeinsam genutzten Dateibeständen.

Die Inbetriebnahme erfolgt in wenigen einfachen Schritten.

  • 1. Installation der DataFinder Server Edition: Für Installation und Betrieb genügt ein PC im Firmennetzwerk mit dem Betriebssystem Windows XP oder Windows 2003 Server.
  • 2. Installation benötigter DataPlugins: Für jedes zu unterstützende Dateiformat wird ein DataPlugin benötigt. Das sind VB-Scripte, welche die Struktur und den Inhalt eines Dateiformates beschreiben. So kann der DataFinder alle Metadaten aus Dateien dieses Formats extrahieren. Solche Metadaten können beispielsweise Angaben zum Prüfstand oder Messsystem sein, Seriennummern der getesteten Bauteile oder der Name des Auftraggebers, aber auch signalspezifische Informationen wie Kanalnamen und -einheiten, Sensor-IDs: alle Informationen in den Dateien, nach denen der Anwender später suchen können soll. DataPlugins für über 100 verbreitete Dateiformate stehen kostenfrei als Download zur Verfügung (siehe Links).Standardmäßig unterstützt der DataFinder DAT-, TDM- und TDMS-Dateien und weitere über 100 verbreitete Dateiformate. Zusätzlich kann der Anwender auf einfache Weise selbst DataPlugins für seine eigenen Binär- oder textbasierten Formate schreiben. So lassen sich existierende Dateibestände mit beliebigen Dateiformaten ohne jeglichen Konvertierungsaufwand einbinden.
  • 3. Konfiguration der DataFinder Server Edition: Die Konfiguration ist in wenigen Minuten erledigt. Es müssen lediglich die Verzeichnisse im Firmennetzwerk angegeben werden, in denen Messdaten abgelegt sind. Zum späteren Zugriff auf die Daten müssen die Endanwender nur über Leserechte für diese Suchbereiche verfügen. IT-seitig fällt so kein zusätzlicher Aufwand zur Rechte- und Zugriffsverwaltung an.
  • 4. Erstindizierung der Daten: Nach der Einrichtung der Suchbereiche indiziert der DataFinder selbstständig alle Dateien in den angegebenen Verzeichnissen und speichert die extrahierten Metadaten in einem Index. Danach durchsucht er in regelmäßigen Abständen die Suchbereiche nach neuen und geänderten Dateien und aktualisiert seinen Index entsprechend. Die Häufigkeit der Aktualisierung lässt sich flexibel einstellen. Liegen die Suchbereiche auf demselben Rechner, auf dem der DataFinder installiert ist, kann diese Aktualisierung auch unmittelbar bei jeder Änderung in den Suchbereichen erfolgen.

Das Programm steht nun für Datenrecherchen im Firmennetzwerk zur Verfügung und verursacht auch zukünftig keinerlei Wartungsaufwand. Sollen weitere Dateiformate unterstützt werden, genügt die Installation entsprechender DataPlugins. Fallen aufgrund von Änderungen an den Prüfsystemen zusätzliche Mess- und Metadaten an, wird der Index automatisch erweitert.

  • 5. Einrichtung der Client-Software auf den Endanwender-PCs: Als letzter Schritt verbleibt die Installation der Software DIAdem auf den Rechnern der Anwender. Der Zugriff auf den DataFinder-Server in DIAdem ist ebenfalls schnell eingerichtet. Hierzu wird eine Konfigurationsdatei exportiert. Es genügt, diese Konfigurationsdatei an alle Anwender-PCs zu schicken und die Datei dort einmalig auszuführen. Dadurch werden die benötigten DataPlugins auf den PCs installiert und der Zugriff auf den DataFinder-Server konfiguriert. Alternativ kann dies auch komplett ferngesteuert von der IT-Abteilung vorgenommen werden.

Datenrecherche und -auswertung mit Standardsoftware

In DIAdem können sich die Anwender von nun an mit einem Mausklick mit dem Server verbinden und flexible Datenrecherchen durchführen. Sie brauchen sich keinerlei Gedanken mehr zu machen, auf welchen Rechnern und in welchen Verzeichnissen die gesuchten Daten gespeichert sind. Hierzu bietet DIAdem neben einer Baumansicht aller Suchbereiche eine integrierte Suchoberfläche mit zwei alternativen Suchfunktionen.

Die einfache Textsuche ermöglicht das schnelle Finden von Daten, die einen oder mehrere Begriffe enthalten. Das ist ein ähnlicher Vorgang, wie bei der Suche nach Webseiten mit Internetsuchmaschinen. Die erweiterte Suchfunktion erlaubt eine gezielte Suche nach Eigenschaften mit bestimmten Inhalten. Beispielsweise lassen sich alle Messdateien finden, die zu einem Bauteil mit der Seriennummer „ABC123“ vom Prüfingenieur „Müller“ erfasst wurden. In diesem Fall sind “Seriennummer” und “Prüfingenieur” die Eigenschaften sowie “ABC123” und “Müller” mögliche Inhalte dieser Eigenschaften.

Auf die gleiche einfache Weise lassen sich aus vielen Messungen einzelne Mess-Signale mit bestimmten Eigenschaften herausfiltern. Für statistische Analysen lassen sich bestimmte Signaleigenschaften wie Minimal- und Maximalwerte auswerten. Solche Suchanfragen liefern in Sekunden die gewünschten Ergebnisse. Das manuelle Sammeln der Daten ohne den DataFinder würde hingegen mehrere Stunden oder gar Tage beanspruchen.

Sind die gefundenen Daten geladen, lassen sie sich sofort weiterverarbeiten. Es stehen verschiedene interaktive Funktionen zur grafischen, tabellarischen und mathematischen Analyse bis hin zur Erstellung aussagekräftiger Ergebnisberichte zur Verfügung. Eine integrierte VBScript-Entwicklungsumgebung und ein Dialogeditor ermöglichen es, häufig wiederkehrende Datenrecherchen und -auswertungen vollständig zu automatisieren und kostengünstige Systemlösungen mit komfortablen Bedienoberflächen zu erstellen.

Teure Datenbanksysteme nicht immer notwendig

Im Verlauf des gesamten Entwicklungsprozesses für ein neues Produkt werden große Mengen technischer Daten erzeugt. Angesichts des harten Wettbewerbs ist es für Unternehmen überlebenswichtig, aus den gewonnenen Rohdaten ohne Zeitverlust verwertbare Informationen zu extrahieren und mit ihrer Hilfe die Entwicklung und Markteinführung neuer Produkte zügig voranzutreiben.

Während die Leistungsfähigkeit heutiger Rechnersysteme eine immer schnellere und ergiebigere Datenerfassung ermöglicht, sind das Verwalten und effiziente Nutzen dieser Daten eine Herausforderung. Dabei können Standardsoftware-Lösungen durchaus hilfreich sein. Wesentliche Aufgaben eines Datenbanksystems sollten sein:

  • Daten verwalten,
  • Daten interaktiv sichten,
  • Daten analysieren,
  • Berichte erstellen und
  • Analyse- und Berichtaufgaben automatisieren.

Die DataFinder Server Edition lässt sich mit minimalem IT-Aufwand in Betrieb nehmen und bietet flexible Möglichkeiten für die Datenrecherche.

*Thomas Schönitz ist Business Development Manager, Technical Data Management (CER) bei National Instruments

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