Tecnología de medición integrada en el proceso

Noticias de metrología habló recientemente con el Dr. Heiko Wenzel-Schinzer, CDO (director de datos) del Grupo WENZEL, sobre sus puntos de vista sobre el papel futuro de la medición dimensional en la nueva era de la fabricación inteligente y sobre cómo la tecnología de medición integrada en los procesos y sus desafíos se ven tanto desde la perspectiva de los proveedores como de los usuarios.

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P: ¿Qué tendencias ve actualmente en la garantía de calidad?

R: Veo un cambio significativo en muchos sectores, como resultado de las principales tendencias tecnológicas de la Industria 4.0, el Internet de las Cosas y el cambio a la movilidad eléctrica, pero también del rápido crecimiento de los problemas relacionados con la escasez de trabajadores cualificados en muchas empresas. Las innovaciones técnicas se traducen en un cambio significativo en las partes a medir, en las tareas de medición, pero también en la ubicación de la medición. La falta de recursos humanos exige aún más la usabilidad de las soluciones de medición.

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P: La garantía de calidad se está convirtiendo cada vez más en una función de producción directa. ¿Cómo afecta esto a los equipos tradicionales de pruebas dimensionales?

R: En la producción, nos enfrentamos a diferentes condiciones ambientales en términos de temperatura, pureza del aire, vibraciones, etc. La tecnología de medición debe adaptarse en este sentido; debe ser más robusta frente a las influencias externas y analizarlas y compensarlas mejor. Por supuesto, se puede trabajar tradicionalmente en la producción utilizando carcasas y salas de medición especiales, pero el espacio de producción es incluso más valioso que en cualquier otro lugar de la empresa, por lo que no es una opción a largo plazo. Sin embargo, las expectativas en cuanto a la velocidad y la calidad de los resultados de las mediciones son cada vez más altas, lo que hace que este sea un desafío realmente emocionante para todos nosotros.

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P: ¿Cómo cambia la ubicación de los equipos de medición el enfoque de un proveedor de equipos?

R: Desde el punto de vista del cliente, los requisitos para el proveedor de tecnología de medición son bastante simples: como en una sala de medición, pequeño en términos de espacio, robusto de usar y rápido en la medición y evaluación. Para nosotros, esto significa: ingeniería mecánica innovadora con materiales resistentes, equipar nuestras máquinas con sensores y sistemas ciberfísicos para la retroalimentación directa de la medición al entorno actual, tiempos de medición rápidos mediante escaneo, cabezales de medición de 5 ejes y sensores ópticos, y un enfoque extremo en la facilidad de operación del hardware y el software.

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P: ¿Cuáles son los cambios clave que está realizando como proveedor?

‍R: Veo los cinco cambios principales siguientes:

- La ubicación de la medición cambia el enfoque

Cuando utilizamos la tecnología de medición en la sala de medición, se trata principalmente de comprobar la desviación de los valores reales con respecto a los valores objetivo. En última instancia, se trata de una cuestión de precisión absoluta: ¿estamos dentro de los límites de tolerancia o no? Sin embargo, si la tecnología de medición se instala directamente en la producción, lo que más queremos es garantizar la fiabilidad del proceso de nuestra producción. Por lo tanto, en última instancia, se trata de la repetibilidad de nuestra producción, o tenemos que reajustar las máquinas de procesamiento porque nuestros resultados cambian de manera indeseable con el tiempo.

- La duración de la medición es más corta

Si trasladamos el lugar de medición al de producción, tenemos que adaptarnos al ciclo de producción y, por lo tanto, disponer de menos tiempo para la medición individual, especialmente porque a menudo se deben realizar muestras más grandes o incluso una verificación del 100%. Mida más rápido: para ello, necesitamos sistemas de medición más rápidos, como sensores ópticos o un cabezal de medición rápido y táctil de 5 ejes, como el Renishaw Revo.

- La cantidad de datos medidos aumenta significativamente

Tradicionalmente, incluso antes de iniciar una medición, analizábamos con mucho cuidado qué características y elementos realmente debían medirse para garantizar la calidad de la producción. Abordamos y evaluamos estos puntos; el resultado fue un número manejable de puntos de medición y una evaluación claramente enfocada con un informe de medición.

Mediante el escaneo de alta velocidad y las mediciones ópticas, podemos capturar grandes cantidades de datos muy rápidamente. Esto nos ayuda a mantener el ritmo del ciclo de producción, pero también necesitamos hacer coincidir estos datos con lo que se necesita para controlar el proceso. De lo contrario, los datos se desperdician. En este caso, la cooperación con los clientes puede conducir a soluciones muy innovadoras para el procesamiento de datos.

- La calidad de los datos está aumentando enormemente

La cantidad de datos que acabamos de describir también abre, naturalmente, nuevas opciones de evaluación. En primer lugar, la forma en que se recopilan los datos tiene ventajas para la calidad de los datos. No solo abordamos puntos individuales, sino que también registramos áreas, reconocemos características y bordes y, por lo tanto, tenemos una visión mucho más amplia del objeto de medición que antes. En caso de anomalías, podemos ir a las proximidades de los puntos de medición realmente relevantes y comprobar otras cosas; en este caso, la nube de puntos ofrece un enorme valor añadido.

- Crecimiento significativo de las técnicas de análisis de datos

Una de las innovaciones técnicas que también influye significativamente en la tecnología de medición es la minería de datos, el aprendizaje automático y numerosos métodos de la llamada inteligencia artificial. Si bien solía ser el usuario el que debía reconocer las relaciones y los patrones relevantes, estos métodos pueden llamar nuestra atención sobre nuevos problemas, visualizarlos y, por lo tanto, convertirlos en el tema de nuestros análisis. Creo que estas técnicas pueden ayudarnos mucho: no más, pero tampoco menos.‍

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P: En el pasado, es comprensible que los fabricantes de dispositivos se hayan centrado más en la funcionalidad y menos en la usabilidad. ¿Cómo crees que cambiará esto en el futuro?

‍R: El nuevo requisito de usabilidad del software consiste en facilitar el uso de funciones extensas y complejas. Al principio, ya hablamos de la escasez de trabajadores cualificados. Cuando la tecnología de medición pasa a la fase de producción, nos encontramos con usuarios cuyo trabajo es, en realidad, algo diferente a la medición. A estas personas ahora se les asigna una tarea adicional: «Coloque la pieza en la máquina de medición y observe qué sale». Y eso es exactamente lo que debe soportar el software. Funcionamiento rápido para expertos que no son expertos en medición y que «solo» quieren ver un resultado correcto o negativo al final. Pero los «expertos» también esperan más y están acostumbrados a usar aplicaciones del sector privado en sus teléfonos inteligentes fáciles de usar.

P: ¿Cómo ve la automatización en la programación de la planta, que simplifica la integración de los sistemas y su ajuste continuo a los cambios en las piezas de producción?

‍R: Veo la tendencia y también entiendo por qué tiene sentido. En muchos sectores, trabajamos con menos empleados en piezas que cambian rápidamente. Los días en los que podíamos producir la misma pieza durante muchos años han terminado en muchos sectores. Las células de producción automatizadas deben adaptarse rápidamente, sin mucho tiempo de reprogramación y configuración. Sin embargo, para mí, esta es una consecuencia lógica de nuestra transformación en la Industria 4.0. Más individualidad y cambios rápidos, y eso incluso con menos personal, porque simplemente no existen. Este es un desafío para todos nosotros, pero una implementación exitosa garantiza nuestro futuro industrial y, por lo tanto, nuestras empresas.

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P: ¿Cómo y quién utilizará los datos generados en las fábricas del futuro?

‍R: Creo que veremos un nuevo perfil de trabajo en el científico de datos de metrología.

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P: ¿Cuál cree que es la hoja de ruta futura de la metrología?

‍R: La precisión y la velocidad son actualmente los principales requisitos de medición de muchos clientes. La reutilización de programas antiguos también es una condición secundaria que se requiere con mucha frecuencia. En mi opinión, hoy en día la velocidad comienza con el diseño: generar rápidamente un plan de pruebas a partir del modelo de diseño con la ayuda del PMI y, posteriormente, un programa de medición adecuado; es lo último en cuanto a todos los sensores disponibles y, junto con la experiencia de usuarios capacitados en unos pocos lugares centrales. Luego, estos programas se transfieren a dispositivos de medición, que pueden ser operados por «personas que no son expertos en tecnología de medición» con aplicaciones muy simples o incluso integrados de forma totalmente automática, y el científico de datos de metrología administra los datos para garantizar un control eficiente del proceso.

La centralización de los conocimientos metrológicos en toda la empresa garantiza una mejor comparabilidad de los resultados, independientemente de la tecnología de máquina o sensor utilizada, y, por lo tanto, crea una mayor independencia de un proveedor específico y un espacio para soluciones innovadoras.

»Incluso en la tecnología de medición, no es lo grande lo que se come lo pequeño, sino lo innovador lo que se come lo lento».

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