Der Trend zum Messen in der Fertigung birgt nach Ansicht von Ullrich Grützner, Beauftragter der Geschäftsleitung beim Mess- und Kalibrierdienstleiser Trescal, noch viele Herausforderungen – sowohl für die Messtechnik an sich also auch für deren Kalibrierung und das damit betraute Personal.
Herr Grützner, Sie haben als Dienstleister für die Qualitätssicherung Einblick in die Entwicklungen am Markt. Wohin steuert die Mess- und Prüftechnik Ihrer Einschätzung nach?
Grützner: Zum einen ist der Trend zum fertigungsnahen Messen zu beobachten. Die Messtechnik wird in Zukunft immer mehr in die direkten Fertigungsprozesse integriert werden. Zum anderen verlagern die Unternehmen – nicht zuletzt aufgrund des Mangels an qualifiziertem Personal – viele messtechnische Aufgaben wie z.B. das Prüfmittelmanagement nach außen. Davon profitieren wir als Dienstleister natürlich. Doch müssen wir uns gleichfalls mit unseren Ressourcen den neuen Herausforderungen stellen. Das heißt, wir müssen künftig immer mehr direkt in der Fertigung kalibrieren. Und wir brauchen breit ausgebildetes Personal, das sich auf eine Vielzahl von Messgrößen für die komplexen Systeme in der Fertigung versteht.
Was verändert sich durch das fertigungsnahe Messen für die Kalibrierung?
Grützner: Wenn ich die Messmittel in der Fertigungslinie habe, heißt das: Ich kann sie nicht einfach zu einem X-beliebigen Zeitpunkt aus der Fertigung entnehmen, irgendwo kalibrieren und wieder einbauen. Das würde zu Ausfallzeiten führen oder ich müsste Ersatz haben, den ich für die Zeit der Kalibrierung zur in die Fertigung integriere. Das sind erhebliche Probleme, die sich dort zeigen.
Bislang haben Sie Messgeräte der Kunden vorrangig in ihren Laboren kalibriert. Künftig müssen Sie mit Ihren Messeinrichtungen zum Kunden kommen, oder?
Grützner: Genau. Dies stellt hohe Anforderungen an die Normale und Normalmessgeräte, die wir haben. Wir müssen für sicherstellen, das diese sogenannten Reisenormale ordnungsgemäß transportiert werden um etwaige Veränderungen durch den Transport zu vermeiden und dass sie vor Ort beim Kalibrieren entsprechend klimatisiert sind
Inwiefern ist Trescal bereits auf diese Entwicklung eingestellt?
Grützner: Wir verfügen seit mehreren Jahren schon über mobile Kalibrierlabore. Diese sind zum Teil auch von der Deutschen Akkreditierungsstelle (Dakks) für dimensionelle Messgrößen akkreditiert, sodass wir unseren Kunden eine Rückführung auf SI-Einheiten garantieren können. Bei Outsourcing-Kunden betreiben wir außerdem die Kalibrier-Einrichtungen vor Ort.
In welchem Maße wird sich der Anteil dieser beim Kunden fertigungsnah erbrachten Kalibrierdienstleistungen in Zukunft erhöhen?
Grützner: Derzeit liegt der Anteil nach meiner Einschätzung branchenweit bei 10 bis 20 %. In zehn Jahren könnte er aber bis zu 30 oder 40 % ausmachen.
Sie sprachen auch die Vielzahl von Messgrößen an, die bei der Kalibrierung von fertigungsnahen Messsystemen beherrscht werden müssen. Was genau meinen Sie damit?
Grützner: Es gibt im Fertigungsprozess verschiedene Messaufgaben, die alle miteinander in Wechselwirkung stehen. Gemessen werden unterschiedliche physikalische Größen. Dimensionen, Längen, Winkel oder Abstände, Temperaturen, Drücke, Drehmomente und so weiter. Man hat in diesem Prozess viele verschiedene Messmittel sowie Schnittstellen zu externen PCs, zur Steuerung etc. Entsprechend komplex ist auch die Kalibrierkette, da kann man nicht einfach einen Bestandteil rausnehmen.
Was bedeutet das für das Know-how der Messtechniker und Kalibrierer?
Grützner: Es darf keine weitere Spezialisierung der Experten mehr geben, der Messtechniker der Zukunft muss vielmehr breit aufgestellt sein und das Wissen über die unterschiedlichen physikalischen Größen haben, die in der Fertigung integriert sind. Es sind sehr komplexe Anforderungen, die zukünftig an die Messtechniker gestellt werden. Außerdem setzt das fertigungsnahe oder -integrierte Messen und Prüfen in Zukunft voraus, dass die Messtechnik viel enger mit der Konstruktion und Produktion verzahnt werden muss. Ein Konstrukteur muss sich schon überlegen, wie und mit welcher Genauigkeit ein Bauteil später gemessen werden muss. An dieser interdisziplinären Zusammenarbeit mangelt es heute noch.
Welche weiteren Herausforderungen birgt das Kalibrieren von Messmitteln, die in der Fertigung eingesetzt werden?
Grützner: Die vor herrschenden Bedingungen, unter denen kalibriert wird, müssen berücksichtigt werden. Die Messungen sollen ja unter bestimmten, definierten Bedingungen durchgeführt werden. Um ein Beispiel zu nennen: Bei dimensionellen Messmitteln sind im Regelfall die Forderungen der DIN ISO 1 einzuhalten. Das heißt die angegebenen Zeichnungsmaße beziehen sich auf eine Temperatur von 20 °C. Wenn ich die nicht in der Fertigung vorfinde, muss ich geeignete Methoden habe, wie ich die Abweichungen kompensieren kann. Das heißt, ich muss dort mit Messgeräten die Temperatur erfassen und dies bei den Kalibrierergebnissen mitberücksichtigen.
Wenn wir über das Messen in der Fertigung sprechen: Umfasst das für Sie auch das Messen in der Werkzeugmaschine?
Grützner: Ja. Derzeit wird am Markt zwar noch klar getrennt zwischen der Überwachung der Fertigungsmaschine und der Überwachung der Messmittel, doch ich bin davon überzeugt, dass die Grenzen in Zukunft immer mehr verschwinden werden durch die zunehmende Vernetzung im Industrie-4.0-Zeitalter.
Stichwort Industrie 4.0 – welche Entwicklungen sehen Sie dadurch auf die Messtechnik zukommen?
Grützner: Industrie 4.0 bedeutet Vernetzung von Produktionssystemen, sodass die Werkstücke sich im Prinzip selbst durch die Fertigung steuern können. Dafür muss ein Werkstück auch Informationen darüber mit sich führen, auf welcher Messmaschine welche Merkmale wann und wie vermessen werden sollen. Es gibt heute bereits Kunden, die haben auf einem Messmittel keine Aufkleber mehr, die besagen, wie lange der Kalibrierstatus gültig ist. Auf Transpondern sind vielmehr alle Informationen abgelegt, die ein Messtechniker benötigt. Die Frage wird allerdings sein: Wie sehen die Messmittel der Zukunft für die Integration in die Fertigung aus? Wie groß sind diese Systeme? Und wie genau und zuverlässig sind sie? Lassen sich mit den Systemen die spezifizierten Merkmale auf der Zeichnung mit der geforderten Genauigkeit erfassen? All das ist eine wahnsinnige Herausforderung an die Kalibrierung dieser Prüfmittel bezüglich der Einhaltung der goldenen Regel der Messtechnik. Diese besagt, dass die Messunsicherheit beim Prüfen eines tolerierten Maßes nur ein Zehntel bis ein Fünftel der Toleranz betragen soll. ■
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