Výrobní měřicí technologie v chytré továrně

Jako Výrobce čerpadel Wilo Při plánování své udržitelné a digitální inteligentní továrny se zabezpečování kvality strategicky změnilo: Dnes, díky technologii měření výroby dodávané společností Klostermann, jedná preventivně — a výrobní odpad klesl na nulu.

‍
S délkou 30 metrů to nelze přehlédnout ve Wiloparku, sídle Wilo Group v Dortmundu: Vodíková elektrárna H2Powerplant, která přeměňuje elektřinu vyrobenou ze slunce, větru a vody na zelený vodík pomocí elektrolýzy. Systémové řešení, které společnost loni instalovala jako pilotní elektrárnu, může uložit 520 kg vodíku - a nyní slouží také zákazníkům jako základ pro nabídku autonomní, decentralizované a regenerační sítě dodávek energie. „Udržitelnost byla vždy uplatňována v celé společnosti. Udržitelnost a řízení kvality jsou pro nás odpovědností jednoho oddělení, protože obě fungují pouze holisticky, „vysvětluje Tim Schirmers, manažer kvality závodu ve společnosti Wilo v Dortmundu. „Na produktové straně to začíná vývojem a pokračuje výrobou až po recyklaci. Kromě toho se tolerance jednotlivých součástí v celém hodnotovém toku — bez ohledu na to, zda se jedná o elektronické součástky, kovové nebo plastové komponenty — jsou stále přísnější, takže čerpadla a systémy čerpadel v konečném důsledku dosahují vyšší energetické účinnosti.“

‍
Schirmers pokračuje: „V důsledku toho pro nás nebylo pochyb o tom, že jsme chtěli při plánování nové inteligentní továrny zaměřit technologii řízení kvality a měření zcela na udržitelnost a digitalizaci. Nová továrna nám otevřela zcela nové příležitosti: od čisté reakce na preventivní zajištění kvality a směrem k řízení spolehlivosti.“

‍
Řízení kvality se proto na počátku zapojilo do plánování Smart Factory a vyvinulo novou strategii, která využívá digitalizaci: Měřicí technologie se nyní také přesouvá na řadu. Tolerance měří zaměstnanci výroby. Všechna měřicí zařízení — jak v měřicí místnosti, tak ve výrobě — odesílají svá data na centrální servery nebo do cloudu Wilo. Cíl: To je jasné v rané fázi, kdy se výrobní procesy vymknou kontrole. Jakmile byla tato strategie zavedena, tým Schirmers ji začal implementovat: „V minulosti jsme již spolupracovali s Klostermann spolupracovali a společnost dokázala vyhrát výběrové řízení, „říká Schirmers.

‍

Poskytovatel kompletních služeb 3D měřicí techniky se sídlem v Remscheidu dodal Wilo první měřicí stroj před více než 30 lety a nedávno dokonce spustil svůj 1000. nový stroj ve Wilo. „Blízkost společnosti Klostermann je pro nás velmi užitečná: Když potřebujeme pomoc — ať už s implementací, školením, vytvářením programů, opravami, měřicími přístroji nebo dokonce úkoly měření mezd — odborníci společnosti Klostermann jsou vždy po ruce rychle. Dokonce pomáhají na místě v případě nepředvídaného nedostatku zaměstnanců. Díky tomuto celkovému balíčku je spolupráce velmi efektivní, „říká Schirmers. „Kromě toho společnost Klostermann v průběhu let hluboce porozuměla našim požadavkům a procesům.“

‍
Pro společnost Schirmers bylo důležité úzce integrovat měřicí technologii v Smart Factory s měřicí technologií v měřicí místnosti. To znamenalo, že nová měřicí zařízení pro dílnu by měla fungovat pod WM Quartis, měřicím softwarem společnosti Wenzel. Protože Wilo také dlouhodobě spoléhá na Wenzela v měřicí místnosti. Společnost Wilo se proto rozhodla pro souřadnicové měřicí stroje od výrobce Wiesthal. Volba byla provedena pro tři SF 55, určené pro přímé výrobní prostředí. „Chtěli jsme také tři souřadnicové měřicí stroje Wenzel v dílně, abychom zajistili konzistenci a tím i srovnatelnost dat,“ říká Schirmers. „Data z měřicí místnosti, tedy naměřená data a měřicí programy, můžeme ihned odeslat do strojů ve výrobě. Standardizace má také tu výhodu, že výrobní pracovník může okamžitě přejít na jiný souřadnicový měřicí stroj v době, kdy máme vrchol.“

‍
Flexibilní upínací systémy od společnosti Witte byly implementovány jako měřicí přístroje: „Nyní pracovník vloží součást, stisknutím tlačítka zvolí měřicí program — a stroj udělá, co má dělat. A získáváme údaje o měření a testech konzistentní kvality, „vysvětluje Schirmers.

‍
Společnost Klostermann také poskytla další podporu technologie měření výroby společnosti Wilo začleněním zkušebního zařízení Renishaw Equator do prostředí měřicích technologií: „Již jsme zakoupili dva ekvátory přímo od společnosti Renishaw pro testování obrobků, ale nevěděli jsme, jak využít jejich potenciál,“ vzpomíná Schirmers. „V rámci plánování Smart Factory nám Klostermann dal nápad provozovat Equator s WM Quartis namísto používání softwaru Renishaw. To znamená, že jsme se mohli dále standardizovat i zde. Pro nás to prakticky změnilo hru, protože nyní můžeme definovat měřicí body - tj. tolerance tvaru a polohy - z měřicí místnosti, která by měla být kontrolována rovníkem s ohledem na IO/NIO. Za tímto účelem pracovník vytáhne pevný vzorek z čáry a otestuje jej pomocí rovníku; to trvá jen tři minuty. „Na základě těchto výhod pak Wilo nabídl další tři Equators.

‍

Před zavedením nové koncepce měření společnost Klostermann důkladně otestovala situaci na vlastních měřicích strojích ve čtyřech sériích testů ve svých prostorách v Remscheidu. Otázky jako: Lze koncept vůbec implementovat? Budeme také schopni provést analýzu měřicího systému (MSA), aby byly hodnoty spolehlivé a reprodukovatelné?

‍
Díky rozhraní měřicího softwaru WM Quartis na souřadnicových měřicích strojích společnosti Wenzel a pomocí testovacích zařízení Renishaw nyní uložené řídicí karty signalizují pracovníkům v Smart Factory, zda tolerance součástí mizí. Pokud nebudou ve výrobě přijata opatření včas, tým Schirmers bude informován e-mailem prostřednictvím několika vestavěných eskalačních kaskád. Schirmers: „V důsledku trendů jsme vždy o krok napřed a můžeme se rozhodnout: Je třeba opravit výrobní stroj? Musí být provedena údržba? V minulosti jsme však mohli reagovat pouze v případě, že komponenty NIO již existovaly.“

‍
Digitální tok informací o výsledcích měření a testů zahrnuje nejen zajištění kvality, ale také manažera výroby a inženýra, kteří mohou přizpůsobit konstrukci komponent v případě častých problémů. Kolegové z jiných závodů Wilo, pro které má závod v Dortmundu jako poskytovatel služeb také přístup k kvalitním datům prostřednictvím cloudu.

‍
„Tolerance se zpřísňují, množství se zvyšuje. Dnes se vyplácí, že jsme se stali rychlejšími a efektivnějšími v měřicí a testovací technologii tím, že ji začleňujeme do výrobních procesů, „shrnuje Schirmers. „Díky tomu jsme zvýšili kvalitu výrobků, zvýšili stabilitu výrobních procesů a snížili množství odpadu, který jsme posílali do našeho recyklačního centra, o 50%. To samozřejmě přispívá k naší strategii udržitelnosti, protože díky pečlivému monitorování procesů pomocí měřicí technologie dokážeme korigovat výrobní procesy mnohem rychleji, například při CNC zpracování nebo vstřikování. Naše klíčové údaje to dokazují: Musíme méně šrotovat, méně recyklovat a dosahujeme vyšší spokojenosti zákazníků.“

‍
Další závody Wilo se nyní zajímají také o koncept QM společnosti Smart Factory: kolegové z nové high-tech továrny v čínském Čchang-čou již naznačili svůj zájem o řešení. A ve Wiloparku v Dortmundu již pracují na využití umělé inteligence (AI) k hodnocení výsledků měření a testů s pomocí studentů z TU Dortmund. Schirmers: „Počáteční testy byly velmi slibné.“

‍

Text: Sabine Koll/Publikováno v Quality Engineering 04/2023

‍