Die wachsende Bedeutung von Softwarelösungen ist auch in der Qualitätssicherung angekommen, wie die Umfrage von Quality Engineering zur Control zeigt. „Auch im Bereich der Qualitätssicherung werden branchenübergreifend alle Firmen zunehmend mit den Herausforderungen eines klassischen IT-Unternehmens konfrontiert“, sagt Florian Schwarz, CEO der CAQ AG Factory Systems. Die Digitalisierung selbst stecke allerdings bei vielen Unternehmen noch in den Kinderschuhen und die meisten hätten noch einen weiten Weg vor sich, bevor sie überhaupt den technischen Status Quo erreichten. Deshalb steige die Nachfrage nach vorkonfigurierten Lösungen sowie Software und Consulting aus einer Hand. „Wir erkennen einen Trend in Richtung Software as a Service (SaaS) und eine immer intensivere Nutzung leistungsstarker Schnittstellen zur Verbindung von IT-Lösungen in Unternehmen.“
„Das Ziel muss eine ganzheitliche Sicht auf Qualität sein“, zeichnet Andreas Dangl, Geschäftsführer von Fabasoft Approve, das Gesamtbild. Eine wichtige Entwicklung sei dabei die Weiterführung von Maschinendaten in die Cloud, wo die Informationen direkt in Qualitätsprozesse eingespeist werden. „Cloud-native CAQ-Software und Daten-Ökosysteme, die auf offenen Standards basieren, bieten der Qualitätssicherung in Industrieunternehmen große Vorteile: Sie lassen sich optimal in existierende IT-Landschaften einbinden und können Informationen aus unterschiedlichen Systemen vernetzen.“ Mit mobilen Endgeräten seien sie zudem ortsunabhängig auch auf dem Shopfloor bedienbar.
Dabei eröffnen künstliche Intelligenz (KI) und maschinelles Lernen große Möglichkeiten. „In der Qualitätssicherung hängen Abweichungen von den Sollspezifikationen außerhalb des Toleranzbereichs oft mit systematischen Ursachen zusammen“, sagt Dr. Heinrich Steger, Leitung Strategisches Produktmarketing bei Polytec. Die Integration von KI-Algorithmen biete hier ein enormes Potenzial zur Analyse großer Datenmengen aus Messungen, um Muster zu identifizieren und Abweichungen zu erkennen.
In der Messtechnik beschränke sich der Einsatz von KI allerdings mehr oder weniger noch auf die Bildverarbeitung, merkt Urban Muraus, Geschäftsführer von Bruker Alicona, an. „Als Zukunftstrend sehe ich vor allem, dass die Messplanung enorm von künstlicher Intelligenz profitieren wird.“
KI erweitert die Möglichkeiten der Qualitätssicherung
Dass die Qualitätssicherung stark von den Entwicklungen im Bereich der KI beeinflusst wird, glaubt auch Isabella Drolz, Vice President Product Marketing, Comet Yxlon. „Die Hardware wird immer besser, gerade in der Röntgentechnologie. Das ermöglicht es uns, in kleinere und komplexere Teile hineinzusehen als je zuvor.“ Es bedürfe jedoch innovativer Softwarelösungen, um diese Fortschritte für den menschlichen Benutzer sichtbar oder effektiv zu machen. Künstliche Intelligenz und Deep Learning trieben diese Entwicklung voran und arbeiteten im Hintergrund, um Bilder zu verbessern, komplexe Teile zu segmentieren, winzige Defekte zu identifizieren oder Materialeigenschaften automatisch zu kategorisieren und zu kennzeichnen.
Karl-Jürgen Lenz, Geschäftsführer von OGP Messtechnik, weist auf einen weiteren großen Trend in der Messtechnik hin: die Usability von Qualitätssicherungssystemen. „Messgeräte müssen einfacher zu bedienen sein. Die Herausforderungen bei Messraum- und Produktionsleitern sind stets: Wie schaffen es die Mitarbeiter in Messraum und Fertigung, die Vielzahl von verschiedenen Software-Paketen sicher und einfach zu bedienen?“
Digitaler Zwilling verbindet
CAD-Daten und reale Bauteile
Ein Möglichmacher in diesem Bereich ist der digitale Zwilling. Dahinter verbirgt sich das Softwaremodell eines Prozesses, eines Produkts oder einer Dienstleistung, welches die reale und virtuelle Welt verbindet. „Für die Qualitätskontrolle gewinnen digitale Zwillinge immer mehr an Bedeutung, um die Brücke zwischen 3D-CAD-Daten und produzierten Bauteilen zu schlagen“, sagt Harald Wuest, CEO des Augmented-Reality-Spezialisten Visometry. Visuelle Qualitätskontrolle mit einem digitalen Zwilling ermögliche eine intuitive und schnell durchführbare Prüfung. Dadurch sei die Nutzung hochpräziser Messsysteme oft nicht mehr notwendig. „Der Prüfprozess und die damit verbundene Logistik werden dadurch sehr verschlankt, da Bauteile an beliebigen Stellen überprüft werden können und eine aufwändige Vorverarbeitung von Daten oder das Einmessen von Bauteilen entfällt.“
Flexibilität und Transparenz im Produktionsprozess sind auch für Andreas Strobel, Geschäftsführender Gesellschafter, Dr. Heinrich Schneider Messtechnik, die klaren Treiber der Digitalisierung in der Qualitätssicherung. „Durch das Sammeln von Messdaten wird sie plötzlich zu einem wertschöpfenden Prozess. Ein weiterer positiver Effekt sind die Kosteneinsparungen für die Arbeitgeber sowie Erleichterungen im Arbeitsalltag für die Arbeitnehmer, denn fehlerhafte Komponenten werden frühzeitig erkannt und ausgeschleust. Die Null-Fehler-Produktion wird dadurch zum realistischen Konzept.“
Digitalisierung treibt nicht zuletzt auch die Automatisierung voran. „Wir sehen insbesondere in der Automobilindustrie, dass auch die Qualitätssicherung sich dem Trend zur Realisierung von Effizienzpotenzialen nicht entziehen kann“, berichtet Jenoptik-Geschäftsführer Jan Vogt. Dies bedeute, dass manuelle Prüftätigkeiten durch hochautomatisierte Qualitätsprüfungen ersetzt werden. Die automatisierte, durch künstliche Intelligenz gestützte Prüftechnik sei – von den Kostenvorteilen ganz abgesehen – manueller Sichtprüfung in puncto Verlässlichkeit deutlich überlegen.
„Gefragt ist immer mehr Prozesssicherheit“, bestätigt Sandra Seitz, Market Manager Automotive Leak Detection Tools beim Schweizer Qualitätssicherungs-Spezialisten Inficon. Dazu gehörten automatisierte 100-Prozent-Prüfungen in der Linie für jedes einzelne Produkt, aber auch eine hohe Zuverlässigkeit des Prüfprozesses. „In einigen Branchen war die 100-Prozent-Prüfung schon immer gang und gäbe, etwa in der Automobilindustrie. Jetzt setzt sich dies auch in anderen Branchen durch, etwa in der Batteriefertigung.“ Eine solche Inline-Prüfung müsse vollautomatisiert erfolgen. An manuellen Stationen jede einzelne hergestellte Batteriezelle auf ihre Dichtheit hin zu testen, könne nicht funktionieren.
In diesem Kontext spielen optische Messtechnik und bildgebende Verfahren ihre Stärken aus. „Bildverarbeitung und berührungslose Mess- und Prüftechnik sind Schlüsseltechnologien für die Produktion von morgen und treibende Kraft für vielfältige Innovationen in der Qualitätssicherung“, sagt Michael Sackewitz, Leiter des Fraunhofer-Geschäftsbereichs Vision. „Solche Mess- und Prüfsysteme stellen in nahezu Echtzeit massenhaft Material-, Produkt- und Prozessdaten zur Verfügung. Gleichzeitig wächst die Intelligenz der smarten Datenlieferanten erheblich und wird dezentraler.“
Technologiewandel fördert
Multisensorik
„Das Konzept der integrierten Messtechnik, das die Einbettung von Mess- und Inspektionstechnologien direkt in Fertigungsabläufe umfasst, gewinnt zunehmend an Bedeutung“, bestätigt Jérôme-Alexandre Lavoie, Director of Product Management bei Creaform. Dabei biete 3D-Scantechnologie signifikante Vorteile .Sie verbessere Präzision, Effizienz und Umfang in Qualitätskontrollprozessen. Gerade im Zuge des Technologiewandels im Kraftfahrzeugsektor entstehen aber auch neue Einsatzbereiche für die Koordinatenmesstechnik mit Multisensorik und Computertomografie. „Beispiele finden sich bei der Qualitätssicherung von Brennstoffzellen und von Lithium-Ionen-Akkus“, sagt Dr. Ralf Christoph, geschäftsführender Gesellschafter von Werth Messtechnik. „Die Vernetzung von Fertigung und Qualitätssicherung in Regelkreisen und die Herstellung moderner Produkte, die einen immer größeren Funktionsumfang auf kleinerem Raum bieten, leben von einer möglichst vollständigen messtechnischen Erfassung der immer komplexeren Geometrien. Durch detaillierte, aus vielen Messpunkten erstellte digitale Werkstückmodelle sind Optik, Computertomografie und Multisensorik heute gegenüber herkömmlichen Tastern häufig im Vorteil.“
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