Qualitätsthemen sind aus dem Kernbereich der Metav nicht mehr wegzudenken. Das zeigte auch die diesjährige Messe. Mit der Quality Area boten die Veranstalter den Besuchern wieder einen Überblick über die gesamte Bandbreite der Mess- und Prüftechnik – von den klassischen Technologien über aktuelle Lösungen im Qualitätsmanagement bis zur Qualitätskontrolle in der Industrie 4.0.
Besonders die Digitalisierung in der Fabrik war sowohl bei Ausstellern als auch im Vortragsprogramm einer der Schwerpunkte. So zeigte zum Beispiel Wenzel smarte Messtechnik an seinem Stand. Dazu zählt unter anderem die Software-Lösung Intelligent Machine Interface (IMI).
Diese sammelt und analysiert Leistungsinformationen und ermöglicht die Fernsteuerung der Messmaschinen. „Somit ist auf einen Blick der aktuelle Zustand aller Messmaschinen ersichtlich“, erklärt Produktmanager Stefan Staab. „Durch einen einfachen Doppelklick können detailliertere Informationen jederzeit abgerufen werden.“ Dies gehe sowohl vom Arbeitsplatz aus, als auch durch Nutzung mobiler Geräte wie Smartphones oder Tablets.
Tragende Säule für die smarte Produktion
Die Lösung bietet Möglichkeiten zur Steuerung und Analyse der Messaufgaben, der zu messenden Werkstücke und der dabei eingesetzten Maschinen. „Dabei entstehen für den Anwender Informationen, die nun dem Werkstück und der Messmaschine zeitlebens als digitaler Zwilling zur Verfügung stehen und eine intelligente, flexible Nutzung ermöglichen“, so der Produktmanager weiter.
Auch bei Klingelnberg steht Industrie 4.0 im Mittelpunkt. Der Anbieter sieht seine Mess- und Prüftechnik als tragende Säule für smarte Produktionskonzepte.
Gemeint ist damit das Präzisionsmesszentrum P 16 G, das laut Hersteller flexibel, präzise und universell einsetzbar ist: Ob Drehrohlinge, geschliffene Werkstücke, Rundmesser, Distanzstücke für Rundmesser, Kugellager – es misst keine Verzahnungen, sondern ist speziell auf den Fertigungsprozess rotationssymmetrischer Bauteile abgestimmt.
Als einziger Vertreter der P-Serie sei das System standardmäßig mit einer Software für die Maß-, Form- und Lagemessung ausgestattet, heißt es bei Klingelnberg. Diese erfasst unter anderem Durchmesser und Zylinder- beziehungsweise Kegelform, misst Planlauf, Ebenheit sowie Winkligkeit und liefert bei Bedarf eine Vielzahl an Informationen für das Qualitätsmanagement. So können Anwender mit diesem Präzisionsmesszentrum auf Lehren verzichten.
In puncto Qualitätssicherung erschließt die Universallösung für rotationssymmetrische Bauteile laut Anbieter neue Potenziale, die gerade in Zeiten stark beschleunigter Innovationszyklen und steigender Anforderungen entscheidend zum Erfolg beitragen.
Große Unternehmen im Vorteil
Die Digitalisierung ist ein Hauptbeschäftigungsfeld von Andreas Wank, wissenschaftlicher Mitarbeiter am Institut für Produktionsmanagement, Technologie und Werkzeugmaschinen (PTW) an der TU Darmstadt. In diesem Zusammenhang sei die Quality Area auf der Metav 2018 „ein sehr interessantes Themenfeld“ gewesen, so der Wissenschaftler.
Er sieht beim Thema Digitalisierung allerdings nicht für alle Unternehmen die gleichen Chancen. Die großen Unternehmen hätten eher Mittel, um auf der grünen Wiese eine neue Fabrik (Greenfield) zu bauen, in der sie gefahrlos die neuen digitalen Wege erproben und einführen können.
Anders sieht es bei den kleinen und mittleren Unternehmen (KMU) aus, denen das Digitalisieren ihrer bestehenden Produktionsstätten – so genannten Brownfield-Fabriken – meist schwerfällt. Brownfield-Fabrikanten sollten daher im ersten Schritt genau überlegen, welche Kennzahlen sie konkret verbessern wollen. Als Geschäftsführer des neuen Mittelstand-4.0-Kompetenzzentrums Darmstadt KMU unterstützt Wank die Firmen dabei, ihren Weg in Richtung Industrie 4.0 zu gehen. „Wir gehen die Digitalisierung vor allem methodisch an“, erklärt der Wissenschaftler. „Im Mittelpunkt steht nicht der Ersatz menschlicher Arbeit, sondern die Ergänzung.“
Dazu gelte es zum Beispiel, im digitalen Prozess bisherige manuelle Tätigkeiten wie das Erfassen und Eingeben von Messdaten zu automatisieren. Dazu suchen die Experten beispielsweise mit Hilfe ihrer Wertstromanalyse 4.0 in Fertigungsprozessen nach digitalen Verschwendungsarten. Dazu zählen digitale Medienbrüche, bei denen Daten entweder nicht erfasst oder nicht weitergeleitet werden. „Häufig werden Messdaten per Hand im Messrechner eingegeben, regelmäßige Analysen und das Weiterleiten der Informationen erfolgen jedoch nicht“, sagt Wank.
Erst Prozesse verstehen, dann digitalisieren
Der Einsteiger solle zunächst seine Prozesse verstehen lernen und sie stabilisieren, bevor er sie digitalisiert. „Es lohnt sich oft nicht, direkt in die weitere Digitalisierung einzusteigen, wenn man nicht weiß, wie genau die Prozesse aussehen“, so Wank. „Meistens geht es schief, wenn jemand versucht, Chaos mit Digitalisierung zu beseitigen.“
Die Analyse von zunehmend mehr Daten ist ein wichtiger Bestandteil eines Industrie-4.0-Konzepts. Dafür bietet die Qualitätssicherung bereits beste Voraussetzungen, wie Wolfgang Schulz auf einem Presseforum im Vorfeld der Metav berichtete.
„Die Qualitätssicherung ist in einer sehr glücklichen Lage“, so Schultz, der beim Software-Anbieter Q-DAS als Director Training und Consulting tätig ist. „Daten werden dort schon mehr oder weniger gut strukturiert erhoben und gespeichert.“
In vielen Fällen sei die Ursache-Wirkungsbeziehung bekannt. Man wisse meistens, welche Einflussgrößen in einem Prozess auf das Ergebnis einwirken. „Wo wir es nicht wissen, können wir Messsystemanalysen durchführen“, so Schultz weiter, dessen Unternehmen auf die Auswertung von Qualitätsdaten spezialisiert ist. Damit bietet die Qualitätssicherung seiner Meinung nach gute Bedingungen, um Daten zu analysieren und aus diesen Wissen zu generieren. Denn Strukturen seien das A und O für Big Data in der Qualitätskontrolle. Schultz vergleicht die vorhandene Datenmenge mit einem Rohdiamanten, der erst durch die Strukturierung zum Brillanten wird.
Seiner Meinung nach kann man in der Qualitätskontrolle bisher allerdings noch gar nicht von Big Data sprechen. „Wir befinden hier noch im Giga- und Terabyte-Bereich.“ Erst bei noch größeren Informationsmengen sei der Begriff Big Data gerechtfertigt. „Wir haben in der Qualitätssicherung noch jede Menge Möglichkeiten, die Daten zu strukturieren und zu komprimieren, bevor wir gezwungen sind, Big-Data-Methoden anzuwenden“, erklärt Schultz.
Strukturierte Erfassung und
Bearbeitung von Messwerten
So lassen sich laut dem Experten zum Beispiel unterschiedliche Merkmale zu einer Merkmalsfamilie in einer Regelkarte zusammenfassen. Dann müsse man nur noch einen kleinen Teil der Merkmale messen. „Das Potenzial für die strukturierte Erfassung und Bearbeitung von Messwerten in der Qualitätssicherung ist noch lange nicht ausgeschöpft.“
Neben Lösungen für die smarte Fabrik ging es auf der Metav aber auch um klassische Technologien für die Mess- und Prüftechnik. So zeigte zum Beispiel Heidenhain an seinem Stand sein neues offenes Längenmessgerät mit absoluter Positionserfassung.
Das LIC 2100 bietet laut Hersteller einen unkomplizierten Einbau und begnügt sich maschinenseitig mit einer einfachen mechanischen Auslegung des Montagebereichs. Trotzdem erreicht es Genauigkeiten der Toleranzklasse ±15 µm.
Der Abstand der Abtasteinheit zum Maßband darf bis zu 1 mm variieren (0,75 ±0,5 mm bei Klebemontage, 0,75 +0,5/-0,25 mm bei Montage mit Aluminiumträger), seitlich ist ein Versatz um ±1 mm erlaubt. In den drei Achsen darf sich die Abtasteinheit um jeweils ±1° zum Maßband verdrehen (Rollen, Nicken und Gieren).
Die Messgenauigkeit von ±15 µm reiche für zahllose Anwendungen völlig aus, heißt es bei Heidenhain. Maschinen zur Platinenbestückung in der Elektronikindustrie, medizintechnische Anwendungen wie Pipettieranlagen, Anlagen in der Automatisierung und der Metrologie, aber auch Werkzeugmaschinen sind Einsatzbeispiele für das offene Längenmessgerät mit absoluter Positionserfassung.
Wenzel präsentierte die Portalmessgeräte der LH-Baureihe auf der Metav in Düsseldorf als linienintegrierte Lösung mit automatisierter Teileerkennung und Roboterbestückung. Weitere Highlights waren die neue Generation des High-Speed-Scanning-Systems Core, die jetzt einen automatischen Umgebungsschutz bietet , sowie die CT-Baureihe Exact zur Messung und Prüfung von komplexen inneren und äußeren Strukturen. ■
Der Autor
Markus Strehlitz
Redaktion
Quality Engineering
Smart Factory braucht Standards
Normen spielen auch in der Industrie 4.0 eine wichtige Rolle. Die Deutsche Gesellschaft für Qualität (DGQ) und die Deutsche Gesellschaft zur Zertifizierung von Managementsystemen (DQS) waren daher ebenfalls auf der Quality Area vertreten.
„Qualität ist gerade im Zeitalter der Digitalisierung nicht mehr als eigenständige Disziplin zu verstehen, sondern beschreibt einen strukturierten, übergreifenden Prozess, der für Transparenz sorgt und neue Perspektiven auf Services, Produkte und Lieferketten wirft“, sagt Claudia Welker, Geschäftsführerin DGQ Weiterbildung, Durch die Digitalisierung entstünden neue Chancen und gleichermaßen neue Risiken, ergänzt DQS-Geschäftsführer Stefan Heinloth. Einheitliche und transparente Standards sind für diesen Fortschritt in der Industrie notwendig.
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