Vernetzte Sensoren

Null Fehler in der Fertigung

Messgerätehersteller wie Zeiss setzen nach den Messgeräten nun auch deren Umfeld auf die Digitalisierungsagenda. Das Ziel ist klar: die Ermöglichung einer Null-Fehler-Fertigung in einer sich zunehmend selbst steuernden Fabrik.

Auf dem Weg zur Null-Fehler-Produktion sammeln Unternehmen sämtliche Mess- und Prüfdaten und werten diese auch permanent aus.

Das Feedback aus der Produktion via Mess- und Prüfdaten war schon immer essenziell für Fertigungsunternehmen. Doch das, was sich jetzt in den Produktionshallen vollzieht, ist laut Dr. Frank Richter, Geschäftsführer von Carl Zeiss 3D Automation, mehr als ein bloßer Bedeutungszuwachs der Messtechnik. Es ist ein Paradigmenwechsel. Anstatt nur nachgelagert zu erfassen, ob die einzelnen Parameter der Werkstücke den Soll-Werten entsprechen, wird die Mess- und Prüftechnik immer stärker zum Steuerungsinstrument der Fertigung. Das heißt, anstatt Fehler „nur“ zu detektieren, trägt die Messtechnik immer stärker dazu bei, diese zu vermeiden. Ein Bedeutungswandel, der jedoch selbst vielen Beteiligten laut Richter nicht in Gänze bewusst ist. Dabei ist die Digitalisierung und die damit verbundene Datenerhebung, -sammlung und -auswertung sowie die Einbindung der Mess- und Prüfdaten in übergeordnete Systeme wie ERP und Fertigungsplanung bereits weit vorangeschritten. Wie weit, das lässt sich unter anderem an der zunehmenden Digitalisierungstiefe und -breite ablesen.

Zeiss als einer der großen Messgerätehersteller rückt beispielsweise stärker als bisher die Umgebung der Messgeräte in den Fokus seiner Digitalisierungsstrategie. Und das aus gutem Grund: Denn damit Koordinatenmessgeräte ihre maximale Präzision erzielen und so zu stabilen Produktionsprozessen beitragen, müssen Temperaturen, Temperaturschwankungen sowie Luftfeuchtigkeit innerhalb bestimmter Grenzwerte liegen. Werden diese eingehalten, garantieren die Hersteller, dass die angegebene Messunsicherheit gilt. Unternehmen können damit den Unsicherheitsspielraum im Fertigungsprozess voll ausschöpfen, was mitunter Investitionen in präzisere Bearbeitungsmaschinen vermeidet. Um das Temperaturprofil des Messraums oder der Fertigungshalle exakt abzubilden, umfasst das Temperaturüberwachungssystem Tempar neun Sensoren. Die im Raum verteilten Sensoren messen nicht nur die Temperatur bis auf 25 Milli-Kelvin genau. Sie sind auch miteinander vernetzt und erfassen so ohne das Eingreifen der Anwender automatisch das Raumtemperaturprofil. Tempar gibt in Echtzeit verschiedene Temperaturgradienten an. Neben der Temperatur erfasst Tempar über weitere Sensoren optional auch Luftfeuchtigkeit, barometrischen Druck und Luftströmung.

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Auf dem Weg zur Null-Fehler-Produktion sammeln Unternehmen aber nicht nur sämtliche Mess- und Prüfdaten sowie die für die Präzision der Koordinatenmessgeräte relevanten Informationen, sie werten diese auch permanent aus. In PiWeb, einer Softwareplattform von Zeiss, lassen sich die ermittelten Ist-Werte des Werkstücks beispielsweise mit den Temperaturdaten des Raums komfortabel „matchen“. Zahlreiche Autobauer und Zulieferer führen ihre Prozess- und Qualitätsinformationen bereits auf PiWeb zusammen.

Noch entscheiden zwar die Mitarbeiter auf Basis der Auswertungen, wie sie zum Beispiel den Schweißroboter justieren, um auf Abweichungen bei den Messwerten zu reagieren. Doch das wird sich nach Auffassung von Richter ändern. Die Zeiss Softwareplattform wird solche Anpassungen künftig selbstständig initiieren: Entwickeln sich die Messdaten in eine bestimmte Richtung, erhält der Roboter vom System die Anweisung, die Bearbeitung entsprechend anzupassen. Und auch Tempar wird, so die Vision von Richter, zukünftig nicht nur sämtliche Raumdaten erfassen und protokollieren. Es wird auf Grundlage der erfassten Echtzeitdaten in absehbarer Zeit die Klimaanlage beziehungsweise die Heizung automatisch steuern, das heißt ohne Eingriff des Menschen. Ein weiterer wichtiger Schritt hin zur sich selbst steuernden Fabrik. ee

Sensor + Test, Halle 5, Stand 344

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