Technologie měření integrovaná do procesu

Metrology News nedávno hovořily s Dr. Heiko Wenzel-Schinzerem, CDO (Chief Data Officer) skupiny WENZEL, o jeho názorech na budoucí roli měření rozměrů v nové éře inteligentní výroby a o tom, jak vidí procesně integrovanou metrologii a její výzvy z pohledu dodavatele i uživatele.

‍

Otázka: Jaké trendy v současné době pozorujete v oblasti zajišťování kvality?

Odpověď: V mnoha průmyslových odvětvích vidím jasnou změnu vyplývající z hlavních technologických trendů Průmysl 4.0, Internet věcí a přechod na e-mobilitu, ale také z nyní velmi rychle rostoucích problémů s nedostatkem kvalifikovaných pracovníků v mnoha firmách. Technické inovace vedou k výrazné změně měřených částí, měřicích úloh, ale také místa měření. Nedostatek lidských zdrojů klade další nároky na použitelnost řešení měření.

‍

Otázka: Zajišťování kvality se stále více stává přímou výrobní funkcí. Jak to ovlivňuje tradiční zařízení pro kontrolu rozměrů?

Odpověď: Ve výrobě se musíme vypořádat s různými podmínkami prostředí, pokud jde o teplotu, čistotu vzduchu, vibrace atd. Měřicí technologie se tomu musí přizpůsobit; musí být odolnější vůči vnějším vlivům a lépe je analyzovat a kompenzovat. Zde se musí přizpůsobit technologie měření; musí být odolnější vůči vnějším vlivům a lépe je analyzovat a kompenzovat. Samozřejmě je možné ve výrobě pracovat tradičně, a to pomocí speciálních skříní a měřicích místností, ale prostor ve výrobě je ještě cennější než jinde ve firmě, takže to dlouhodobě nepřipadá v úvahu. Očekávání na rychlost a kvalitu výsledků měření jsou však stále vyšší, takže je to pro nás všechny opravdu zajímavá výzva.

‍

Otázka: Jak mění umístění metrologie zaměření dodavatele zařízení?

Odpověď: Z pohledu zákazníka jsou požadavky na dodavatele měřicí techniky poměrně jednoduché: přesnost jako v měřicí místnosti, malý prostor, robustní aplikace a rychlost měření a vyhodnocení. Pro nás to znamená: inovativní mechanické konstrukce z odolných materiálů, vybavení našich strojů senzory a kyberneticko-fyzickými systémy pro přímou zpětnou vazbu měření na aktuální prostředí, rychlé časy měření díky skenování, pětiosým měřicím hlavám a optickým senzorům a extrémní důraz na jednoduchou použitelnost hardwaru a softwaru.

‍

‍

Otázka: Jaké nejdůležitější změny přinášíte jako dodavatel?

Odpověď: Vidím těchto pět hlavních změn:

- Umístění měření mění zaměření

Při použití měřicí techniky v měřicí místnosti jde především o kontrolu odchylek skutečných hodnot od cílových hodnot. V konečném důsledku jde o otázku absolutní přesnosti: jsme v toleranci, nebo ne? Pokud je však měřicí technika instalována přímo ve výrobě, pak chceme především zajistit procesní spolehlivost naší výroby. V konečném důsledku jde tedy o opakovatelnost naší výroby, nebo zda musíme na zpracovatelských strojích něco upravovat, protože se naše výsledky v průběhu času nežádoucím způsobem mění.

- Doba trvání měření je kratší

Pokud přesuneme místo měření do výroby, musíme se přizpůsobit výrobnímu cyklu, a proto máme méně času na jednotlivá měření, zejména proto, že je často třeba provádět větší náhodné vzorky nebo dokonce 100% kontrolu. Rychlejší měření - k tomu potřebujeme rychlejší měřicí systémy, jako jsou optické senzory nebo rychlé, dotykové pětiosé měřicí hlavy, například Renishaw Revo.

- Množství naměřených dat se výrazně zvyšuje

Tradičně jsme ještě před zahájením měření velmi pečlivě zjišťovali, které funkce a prvky je skutečně nutné měřit, abychom zajistili kvalitu výroby. Tyto body jsme řešili a vyhodnotili; výsledkem byl zvládnutelný soubor bodů měření a jasně zaměřené hodnocení se zprávou o měření.

Vysokorychlostní skenování a optická měření nám umožňují velmi rychle zachytit velké množství dat. To nám pomáhá držet krok s dobou výrobního cyklu, ale také musíme tyto údaje porovnat s tím, co je potřeba k řízení procesu. V opačném případě jsou data zbytečná. Spolupráce se zákazníkem může vést k velmi inovativním řešením zpracování dat.

- Kvalita dat se enormně zvyšuje

Právě popsané množství dat přirozeně otevírá i nové možnosti hodnocení. Především způsob, jakým získáváme data, má výhody pro jejich kvalitu. Nepřibližujeme se pouze k jednotlivým bodům, ale zaznamenáváme také povrchy, rozpoznáváme rysy a hrany, a máme tak mnohem širší pohled na měřený objekt než dříve. V případě anomálií můžeme jít do okolí skutečně relevantních měřicích bodů a zkontrolovat další věci; právě zde nabízí mračno bodů obrovskou přidanou hodnotu.

- Výrazný nárůst technik analýzy dat

Jednou z technických novinek, která významně ovlivňuje i technologii měření, je dolování dat, strojové učení, četné metody tzv. umělé inteligence. Zatímco dříve bylo na uživateli, aby identifikoval relevantní korelace a vzorce, tyto metody nás mohou upozornit na nové skutečnosti, vizualizovat je a učinit je tak předmětem našich analýz. Věřím, že tyto techniky nás mohou velmi silně podpořit: ne více, ale ani méně.

‍

Otázka: V minulosti se výrobci zařízení pochopitelně více zaměřovali na funkčnost a méně na použitelnost. Jak se to podle vás v budoucnu změní?

Odpověď: Novým požadavkem na použitelnost softwaru je, aby rozsáhlé a složité funkce byly snadno použitelné. Na začátku jsme již hovořili o nedostatku kvalifikovaných pracovníků. Když se měřicí technika přesune do výroby, najdeme tam uživatele, jejichž úkolem je vlastně něco jiného než měření. Tito lidé nyní dostanou další úkol: "Položte díl na měřicí stroj a podívejte se, co z něj vyjde." A právě to musí software podporovat. Rychlá operace pro neměřiče, kteří chtějí na konci vidět "pouze" výsledek Ok / není Ok. Ale i "odborníci" očekávají více a jsou zvyklí na snadno použitelné aplikace ve svých chytrých telefonech ze soukromého sektoru.

Otázka: Jak podle vás automatizace v programování zařízení zjednoduší integraci zařízení a jejich průběžné přizpůsobování změnám výrobních dílů?

Odpověď: Tento trend vnímám a chápu, proč má smysl. V mnoha odvětvích pracujeme s menším počtem zaměstnanců na rychle se měnících dílech. Doby, kdy jsme mohli vyrábět stejný díl po mnoho let, jsou v mnoha průmyslových odvětvích pryč. Automatizované výrobní buňky se musí rychle přizpůsobit, bez dlouhého přeprogramovávání a nastavování. Pro mě je to ale logický důsledek naší transformace Průmyslu 4.0. Více individuality a rychlé změny, a to i s menším počtem zaměstnanců, protože ti prostě neexistují. Je to výzva pro nás všechny, ale její úspěšná realizace zajistí budoucnost našeho průmyslu, a tím i našich společností.

‍

Otázka: Jak a kdo bude využívat získaná data v továrnách budoucnosti?

Odpověď: Věřím, že se dočkáme nové pracovní náplně metrologického datového vědce.

‍

Otázka: Jaký je podle vás budoucí plán pro metrologii?

Odpověď: Přesnost a rychlost jsou v současné době hlavními požadavky mnoha zákazníků na měřicí techniku. Velmi často požadovanou sekundární podmínkou je také opakovaná použitelnost starých programů. Z mého pohledu dnes rychlost začíná návrhem, použitím PMI k rychlému vygenerování plánu testů z modelu návrhu a následně vhodného programu měření; nejmodernějším způsobem se všemi dostupnými senzory a společně s odbornými znalostmi vyškolených uživatelů na několika centrálních místech. Tyto programy jsou pak přenášeny do měřicích zařízení, která mohou být obsluhována "nemetrologickými odborníky" pomocí velmi jednoduchých aplikací nebo dokonce plně automaticky integrována, data jsou pak spravována metrologickým datovým vědcem, aby byla zajištěna efektivní kontrola procesu.

Celopodniková centralizace metrologického know-how zajišťuje lepší srovnatelnost výsledků bez ohledu na použitý stroj nebo technologii snímačů, čímž vytváří větší nezávislost na konkrétním dodavateli a prostor pro inovativní řešení.

"Ani v metrologii neplatí, že velké požírá malé, ale že inovativní požírá pomalé."

‍

‍