Procesně integrovaná měřicí technika

Metrologické novinky Nedávno hovořil s Dr. Heiko Wenzel-Schinzerem, CDO (Chief Data Officer) skupiny WENZEL Group, o jeho názorech na budoucí roli rozměrového měření v nové éře inteligentní výroby a o tom, jak jsou procesně integrované měřicí technologie a její výzvy vnímány jak z pohledu dodavatelů, tak uživatelů.

‍

Otázka: Jaké trendy v současné době vidíte v zajišťování kvality?

Odpověď: Vidím významnou změnu v mnoha průmyslových odvětvích, vyplývající z hlavních technologických trendů Průmyslu 4.0, internetu věcí a přechodu na elektromobilitu, ale také z nyní velmi rychle rostoucích problémů s nedostatkem kvalifikovaných pracovníků v mnoha společnostech. Technické inovace vedou k výrazné změně měřených dílů, úloh měření, ale také umístění měření. Nedostatek lidských zdrojů klade další nároky na použitelnost měřicích řešení.

‍

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

Odpověď: Ve výrobě se zabýváme různými podmínkami prostředí, pokud jde o teplotu, čistotu vzduchu, vibrace atd. Měřicí technika se zde musí přizpůsobit, musí být odolnější vůči vnějším vlivům a lépe je analyzovat a kompenzovat. Samozřejmě můžete pracovat tradičně ve výrobě pomocí speciálních pouzder a měřicích místností, ale prostor ve výrobě je ještě cennější než kdekoli jinde ve společnosti, takže to není z dlouhodobého hlediska možnost. Ale očekávání ohledně rychlosti a kvality výsledků měření jsou stále vyšší a vyšší, což z toho činí opravdu vzrušující výzvu pro nás všechny.

‍

Otázka: Jak umístění měřicího zařízení mění zaměření dodavatele zařízení?

Odpověď: Z pohledu zákazníka jsou požadavky na dodavatele měřicí techniky poměrně jednoduché: stejně jako v měřicí místnosti, malá prostorově, robustní při použití a rychlá při měření a vyhodnocování. Pro nás to znamená: inovativní strojírenství s odolnými materiály, vybavení našich strojů senzory a kyberfyzikálními systémy pro přímou zpětnou vazbu měření do aktuálního prostředí, rychlé časy měření pomocí skenování, pětiosé měřicí hlavy a optické senzory a extrémní zaměření na snadnou obsluhu hardwaru a softwaru.

‍

‍

Otázka: Jaké jsou klíčové změny, které jako dodavatel provádíte?

‍A: Vidím následujících pět hlavních změn:

- Umístění měření mění zaostření

Když používáme měřicí technologii v měřicí místnosti, jde především o kontrolu odchylky skutečných hodnot od cílových hodnot. Nakonec je to otázka 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 je tedy otázkou opakovatelnosti naší výroby, nebo musíme upravovat zpracovatelské stroje, protože naše výsledky se časem 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 individuální měření, zejména proto, že často musí být prováděny větší vzorky nebo dokonce 100% kontrola. Rychlejší měření — k tomu potřebujeme rychlejší měřicí systémy, jako jsou optické senzory nebo rychlou, hmatovou pětiosou měřicí hlavu, jako je Renishaw Revo.

- Množství naměřených dat se výrazně zvyšuje

Tradičně jsme ještě před zahájením měření velmi pečlivě zkoumali, které vlastnosti a prvky je skutečně třeba měřit, aby byla zajištěna kvalita výroby. Těchto bodů jsme se dotkli a vyhodnotili; výsledkem byl zvládnutelný počet měřicích bodů a jasně zaměřené hodnocení se zprávou o měření.

Díky vysokorychlostnímu skenování a optickým měřením můžeme velmi rychle zachytit velké množství dat. To nám pomáhá držet krok s dobou výrobního cyklu, ale musíme také porovnat tato data s tím, co je potřeba k řízení procesu. V opačném případě jsou data zbytečná. Spolupráce se zákazníky zde může vést k velmi inovativním řešením pro zpracování dat.

- Kvalita dat se enormně zvyšuje

Množství právě popsaných dat přirozeně také otevírá nové možnosti hodnocení. Za prvé, způsob shromažďování dat má výhody pro kvalitu dat. Zabýváme se nejen jednotlivými body, ale také zaznamenáváme oblasti, rozpoznáváme prvky a hrany a máme tak mnohem širší pohled na měřený objekt než dříve. V případě anomálií můžeme jít do blízkosti skutečně relevantních měřicích bodů a zkontrolovat další věci; mračno bodů zde nabízí obrovskou přidanou hodnotu.

- Významný nárůst technik analýzy dat

Jednou z technických inovací, která také významně ovlivňuje technologii měření, je dolování dat, strojové učení, četné metody tzv. umělé inteligence. Zatímco dříve bylo na uživateli, aby rozpoznal relevantní vztahy a vzorce, tyto metody mohou upozornit na nové problémy, vizualizovat je a učinit z nich předmět našich analýz. Věřím, že tyto techniky nám mohou hodně pomoci: ne více, ale také ne méně.‍

‍

Otázka: V minulosti se výrobci zařízení pochopitelně více zaměřovali na funkčnost a méně na použitelnost. Jak si myslíte, že se to v budoucnu změní?

‍Odpověď: Novým požadavkem na použitelnost softwaru je usnadnit použití rozsáhlých a složitých funkcí. Na začátku jsme již hovořili o nedostatku kvalifikovaných pracovníků. Když se měřicí technologie přesune do výroby, najdeme tam uživatele, jejichž úkolem je vlastně něco jiného než měření. Tito lidé nyní dostávají další úkol: „Umístěte díl na měřicí stroj a podívejte se, co vyjde.“ A to je přesně to, co software musí podporovat. Rychlá obsluha pro neměřící odborníky, kteří chtějí „jen“ vidět výsledek OK/Not Ok na konci. Ale „odborníci“ také očekávají více a jsou zvyklí na snadno použitelné aplikace na svých smartphonech ze soukromého sektoru.

Otázka: Jak vidíte automatizaci v programování závodu, která zjednodušuje integraci systémů a jejich neustálé přizpůsobování změnám výrobních dílů?

‍A: Vidím trend a také chápu, proč to dává smysl. V mnoha průmyslových odvětvích pracujeme na rychle se měnících dílech s menším počtem zaměstnanců. Dny, kdy jsme byli schopni vyrábět stejný díl po mnoho let, skončily v mnoha průmyslových odvětvích. Automatizované výrobní buňky se musí rychle přizpůsobit, bez velkého času na přeprogramování a nastavení. Pro mě je to však logický důsledek naší transformace Průmyslu 4.0. Více individuality a rychlé změny, a to i s menším počtem zaměstnanců, protože prostě neexistují. To je výzva pro nás všechny, ale úspěšná implementace zajišťuje naši průmyslovou budoucnost a tím i naše společnosti.

‍

Otázka: Jak a kým budou generovaná data využívána v továrnách budoucnosti?

‍A: Věřím, že uvidíme nový pracovní profil u Metrology Data Scientist.

‍

Otázka: Jaký je podle vás budoucí plán metrologie?

‍Odpověď: Přesnost a rychlost jsou v současné době hlavními požadavky na měření mnoha zákazníků. Opětovné použití starých programů je také velmi často požadovanou sekundární podmínkou. Podle mého názoru dnes rychlost začíná návrhem, rychlým generováním testovacího plánu z návrhového modelu pomocí PMI a poté vhodného měřicího programu; stav techniky se všemi dostupnými senzory a společně s odbornými znalostmi vyškolených uživatelů na několika centrálních místech. Tyto programy jsou pak přeneseny do měřicích zařízení, která mohou být provozována „odborníky na neměřící technologii“ s velmi jednoduchými aplikacemi nebo dokonce plně automaticky integrovány, a data jsou poté spravována metrologickým datovým vědcem, aby byla zajištěna efektivní řízení procesů.

Celopodniková centralizace metrologického know-how zajišťuje lepší srovnatelnost výsledků bez ohledu na použitou strojní nebo senzorovou technologii a vytváří tak větší nezávislost na konkrétním dodavateli a prostor pro inovativní řešení.

“Ani v měřicí technice to není velké, co jí malé, ale inovativní, co jí pomalé.“

‍

‍