Tecnologia di misurazione integrata nel processo

Notizie sulla metrologia ha recentemente parlato con il Dr. Heiko Wenzel-Schinzer, CDO (Chief Data Officer) del gruppo WENZEL, delle sue opinioni sul ruolo futuro della misurazione dimensionale nella nuova era della produzione intelligente e su come la tecnologia di misurazione integrata nei processi e le sue sfide siano viste sia dal punto di vista dei fornitori che degli utenti.

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D: Quali tendenze vede attualmente nell'assicurazione della qualità?

R: Vedo un cambiamento significativo in molti settori, derivante dalle principali tendenze tecnologiche dell'Industria 4.0, dell'Internet of Things e del passaggio alla mobilità elettrica, ma anche dai problemi, ora in rapida crescita, legati alla carenza di manodopera qualificata in molte aziende. Le innovazioni tecniche comportano un cambiamento significativo nelle parti da misurare, nelle attività di misurazione, ma anche nella posizione della misurazione. La mancanza di risorse umane impone ulteriori requisiti in termini di usabilità delle soluzioni di misurazione.

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D: L'assicurazione della qualità sta diventando sempre più una funzione di produzione diretta. In che modo ciò influisce sulle tradizionali apparecchiature di collaudo dimensionale?

R: Nella produzione, abbiamo a che fare con diverse condizioni ambientali in termini di temperatura, purezza dell'aria, vibrazioni, ecc. La tecnologia di misurazione deve adattarsi qui; deve essere più robusta rispetto alle influenze esterne e analizzarle e compensarle meglio. Naturalmente, si può lavorare tradizionalmente in produzione utilizzando alloggiamenti e sale di misura speciali, ma lo spazio in produzione è ancora più prezioso che in qualsiasi altro punto dell'azienda, quindi questa non è un'opzione a lungo termine. Ma le aspettative in merito alla velocità e alla qualità dei risultati di misurazione sono sempre più alte, il che rende questa sfida davvero entusiasmante per tutti noi.

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D: In che modo l'ubicazione delle apparecchiature di misurazione cambia l'attenzione di un fornitore di apparecchiature?

R: Dal punto di vista del cliente, i requisiti per il fornitore di tecnologie di misura sono piuttosto semplici: proprio come in una sala di misurazione, piccola in termini di spazio, robusta da usare e veloce nella misurazione e valutazione. Per noi, questo significa: ingegneria meccanica innovativa con materiali resilienti, dotare le nostre macchine di sensori e sistemi cyberfisici per il feedback diretto della misurazione nell'ambiente attuale, tempi di misurazione rapidi tramite scansione, testine di misura a 5 assi e sensori ottici e un'estrema attenzione alla facilità d'uso di hardware e software.

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D: Quali sono le principali modifiche che stai apportando come fornitore?

‍R: Vedo i seguenti cinque cambiamenti principali:

- La posizione della misurazione modifica la messa a fuoco

Quando utilizziamo la tecnologia di misurazione nella sala di misurazione, si tratta principalmente di verificare la deviazione dei valori effettivi dai valori target. In definitiva, si tratta di una questione di assoluta precisione: rientriamo nella tolleranza o no? Tuttavia, se la tecnologia di misurazione viene installata direttamente in produzione, vogliamo innanzitutto garantire l'affidabilità del processo della nostra produzione. In definitiva, si tratta quindi della ripetibilità della nostra produzione o dobbiamo riadattare le macchine di lavorazione perché i nostri risultati cambiano in modo indesiderato nel tempo.

- La durata della misurazione è più breve

Se spostiamo il luogo di misurazione in produzione, dobbiamo adattarci al ciclo di produzione e quindi avere meno tempo per la misurazione individuale, soprattutto perché spesso è necessario eseguire campioni più grandi o addirittura un controllo al 100%. Misurazione più rapida: per fare ciò, abbiamo bisogno di sistemi di misura più veloci come i sensori ottici o della veloce testina di misura tattile a 5 assi come Renishaw Revo.

- La quantità di dati misurati aumenta notevolmente

Tradizionalmente, anche prima di iniziare una misurazione, esaminavamo molto attentamente quali caratteristiche ed elementi dovevano essere realmente misurati per garantire la qualità della produzione. Abbiamo toccato e valutato questi punti; il risultato è stato un numero gestibile di punti di misurazione e una valutazione chiaramente mirata con un rapporto di misurazione.

Grazie alla scansione ad alta velocità e alle misurazioni ottiche, possiamo acquisire grandi quantità di dati molto rapidamente. Questo ci aiuta a tenere il passo con i tempi del ciclo di produzione, ma dobbiamo anche abbinare questi dati a ciò che è necessario per controllare il processo. Altrimenti, i dati vengono sprecati. Qui, la collaborazione con i clienti può portare a soluzioni molto innovative per l'elaborazione dei dati.

- La qualità dei dati sta aumentando enormemente

La quantità di dati appena descritta apre naturalmente anche nuove opzioni di valutazione. Innanzitutto, il modo in cui i dati vengono raccolti presenta vantaggi per la qualità dei dati. Non ci occupiamo solo di singoli punti, ma registriamo anche aree, riconosciamo caratteristiche e bordi e quindi abbiamo una visione molto più ampia dell'oggetto di misurazione rispetto a prima. In caso di anomalie, possiamo andare in prossimità dei punti di misurazione effettivamente rilevanti e controllare altre cose; qui la nuvola di punti offre un enorme valore aggiunto.

- Crescita significativa delle tecniche di analisi dei dati

Una delle innovazioni tecniche che influenza in modo significativo anche la tecnologia di misurazione è il data mining, l'apprendimento automatico, numerosi metodi della cosiddetta intelligenza artificiale. Sebbene in passato spettasse all'utente riconoscere le relazioni e gli schemi pertinenti, questi metodi possono attirare la nostra attenzione su nuovi problemi, visualizzarli e quindi renderli oggetto delle nostre analisi. Credo che queste tecniche possano aiutarci molto: non di più, ma nemmeno di meno.‍

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D: In passato, i produttori di dispositivi si sono comprensibilmente concentrati più sulla funzionalità e meno sull'usabilità. Come pensi che questo cambierà in futuro?

‍R: Il nuovo requisito di usabilità per il software è rendere facili da usare funzioni estese e complesse. All'inizio abbiamo già parlato della carenza di manodopera qualificata. Quando la tecnologia di misurazione passa alla produzione, troviamo utenti il cui lavoro è in realtà qualcosa di diverso dalla misurazione. A queste persone viene ora assegnato il compito aggiuntivo: «Posizionare il pezzo sulla macchina di misura e vedere cosa ne esce». Ed è esattamente ciò che il software deve supportare. Funzionamento rapido per i non esperti di misurazione che vogliono «solo» vedere un risultato OK/Not Ok alla fine. Ma anche gli «esperti» si aspettano di più e sono abituati a utilizzare app facili da usare sul proprio smartphone del settore privato.

D: Come vede l'automazione nella programmazione degli impianti, che semplifica l'integrazione dei sistemi e il loro continuo adattamento ai cambiamenti nelle parti di produzione?

‍R: Vedo la tendenza e capisco anche perché ha senso. In molti settori, lavoriamo su componenti in rapida evoluzione con meno dipendenti. I tempi in cui eravamo in grado di produrre la stessa parte per molti anni sono finiti in molti settori. Le celle di produzione automatizzate devono adattarsi rapidamente, senza troppi tempi di riprogrammazione e configurazione. Per me, tuttavia, questa è una conseguenza logica della nostra trasformazione nell'Industria 4.0. Più individualità e cambiamenti rapidi, anche con meno personale, perché semplicemente non esistono. Questa è una sfida per tutti noi, ma un'implementazione di successo garantisce il nostro futuro industriale e quindi le nostre aziende.

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D: Come e da chi verranno utilizzati i dati generati nelle fabbriche del futuro?

‍R: Credo che vedremo un nuovo profilo lavorativo con il Metrology Data Scientist.

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D: Quale pensi sia la tabella di marcia futura per la metrologia?

‍R: Precisione e velocità sono attualmente i principali requisiti di misurazione di molti clienti. La riutilizzabilità dei vecchi programmi è anche una condizione secondaria molto spesso richiesta. A mio avviso, la velocità oggi inizia con la progettazione, generando rapidamente un piano di test a partire dal modello di progettazione con l'aiuto di PMI e quindi un programma di misurazione adeguato; all'avanguardia con tutti i sensori disponibili e insieme all'esperienza di utenti qualificati in alcune sedi centrali. Questi programmi vengono quindi trasferiti su dispositivi di misurazione, che possono essere gestiti da «esperti di tecnologia non di misurazione» con applicazioni molto semplici o addirittura integrati in modo completamente automatico, e i dati vengono quindi gestiti dal Metrology Data Scientist per garantire un controllo efficiente del processo.

La centralizzazione del know-how metrologico a livello aziendale garantisce una migliore comparabilità dei risultati, indipendentemente dalla tecnologia della macchina o del sensore utilizzata, e crea quindi maggiore indipendenza da un fornitore specifico e spazio per soluzioni innovative.

»Anche nella tecnologia di misurazione, non è il grande che mangia il piccolo, ma l'innovativo che mangia il lento».

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