Der intelligent vernetzte Messraum

  • Bild 1: Der zukunftsfähige Messraum ist vernetzt und führt über alle Geräte und Standorte hinweg die Messdaten auf einer Plattform zusammen. (Quelle: Zeiss)Bild 1: Der zukunftsfähige Messraum ist vernetzt und führt über alle Geräte und Standorte hinweg die Messdaten auf einer Plattform zusammen. (Quelle: Zeiss)
  • Bild 1: Der zukunftsfähige Messraum ist vernetzt und führt über alle Geräte und Standorte hinweg die Messdaten auf einer Plattform zusammen. (Quelle: Zeiss)
  • Andrzej Grzesiak, Senior Director Systems im Unternehmensbereich Industrial Metrology bei Zeiss

Obgleich immer mehr Qualitätsdaten in oder an der Linie erfasst werden, ist der Messraum für Andrzej Grzesiak, Senior Director Systems im Unternehmensbereich Industrial Metrology bei Zeiss, kein Auslaufmodell. Im Gegenteil: Messungen mit Koordinatenmessgeräten werden auch in der Fabrik der Zukunft aufgrund der hohen Präzision der Messungen die Referenz bleiben. Doch der zukunftsweisende Messraum ist kein isoliertes System mehr. Die Vernetzung innerhalb und über den Messraum hinaus mit anderen Messsystemen steht daher derzeit auf der Agenda vieler Unternehmen – so Grzesiak im Interview mit der inspect.

inspect: In Zeiten von Industrie 4.0 und der geforderten 100%-Kontrolle werden zunehmend Qualitätslösungen in und an der Linie nachgefragt – auch bei Zeiss. Hat der klimatisierte Messraum also überhaupt noch eine Zukunft?

A. Grzesiak: Ja. Und nicht nur das. Der Messraum wird in Zeiten von Industrie 4.0 sogar noch weiter an Bedeutung gewinnen. Nicht obwohl, sondern weil immer mehr andere Messsysteme in und an der Linie eingesetzt werden. Denn um zu garantieren, dass sich die unterschiedlich gewonnenen Messwerte miteinander vergleichen lassen, braucht es Messungen mit hochgenauen Koordinatenmessgeräten. Das heißt, Koordinatenmessgeräte bleiben aufgrund ihrer Präzision auch in der Fabrik der Zukunft die Referenz. Sie liefern sozusagen eine Art Masterplan für die anderen, immer wichtiger werdenden Messverfahren. Und mit den Koordinatenmessgeräten bleibt natürlich auch das Betreiben eines klimatisierten Messraums weiterhin unverzichtbar für die Unternehmen.

inspect: Klassische Koordinatenmesssysteme mit taktilen und optischen Sensoren werden durch rein optische Messsysteme wie z.B. Scanner und kamerabasierte Systeme ergänzt und z.T. auch schon ersetzt. Welche Bedeutung haben KMS in diesem Zusammenhang heute noch?

A. Grzesiak: Da verstärkt andere Messverfahren, wie beispielsweise das optische Messen, Einzug in die Fertigungswelt finden, kämpfen Unternehmen mit einem Problem: Sie müssen die Vergleichbarkeit der Messergebnisse gewährleisten. Aufgrund ihrer Präzision liefern Koordinatenmessgeräte diesen notwendigen Masterplan, also die Referenz, um die Messwerte abgleichen zu können.

Und noch ein Punkt spricht gegen das Aussterben der Koordinatenmessgeräte. Sie messen wie die Zeiss Xenos beispielsweise bis auf 0,3 Mikrometer genau. Das sind 0,0003 Millimeter! Das heißt, mit der Xenos können Abweichungen vom Soll-Wert ermittelt werden, die ungefähr so groß sind, wie ein normales europides menschliches Kopfhaar, das 166 Mal gespalten wurde. Diese Genauigkeit erreicht kein anderes Messsystem, das wir kennen. Und ich bezweifle, dass dies ein nicht-taktiles Messverfahren überhaupt erreichen kann. Mit anderen Worten: Unternehmen können und werden auch in Zukunft nicht auf Koordinatenmessgeräte verzichten. Insbesondere dann nicht, wenn sie engste Toleranzen einhalten müssen.

inspect: Warum ist die Vernetzung aller Teilsysteme so wichtig?

A. Grzesiak: Unternehmen sind zukünftig nur noch überlebensfähig, wenn sie aus Daten Informationen gewinnen und zwar in Echtzeit. Dabei geht es nicht nur um Daten aus einem Teilsystem wie der reinen Fertigung. Je mehr Daten sie haben, desto mehr können sie diese miteinander korrelieren und so Zusammenhänge erkennen, die sie sonst nicht sehen würden. Darum versuchen Firmen heute, alles mit allem zu vernetzen. Das ist sehr erfolgsversprechend. Durch die Auswertung der Messergebnisse und die Korrelation mit den Daten der Fertigungsmaschinen, erkennen Unternehmen beispielsweise jetzt frühzeitig, also bevor Fehler auftreten, wann ein Werkzeug gewechselt werden muss. In Zukunft wird die Messtechnik sogar über Regelkreise autonom die Fertigung steuern und damit eine Nullfehler-Produktion ermöglichen.

inspect: Welche Rolle spielt dabei die Software?

A. Grzesiak: Die Software spielt eine essentielle Rolle, denn sie vernetzt ja die gesamten Teilsysteme. Die Qualitätsdatenmanagement-Software Zeiss PiWeb ermöglicht Messtechnikern beispielsweise erst den Informationsstrom so auszuwerten, dass sie die Produktqualität und Produktivität im Unternehmen vorantreiben. Denn auf PiWeb, wie auch auf anderen Qualitätsmanagement-Softwarelösungen, laufen alle gewonnen Daten zusammen. So können Messtechniker u. a. über die Reportfunktion in Echtzeit und über alle Grenzen hinweg erkennen, ob Qualitätsvorgaben eingehalten werden. Ein Vorteil, der unter anderem die Vergleichbarkeit der Messergebnisse und damit sowohl die Prozesseffizienz als auch die Prozessqualität erhöht.

inspect: Ist der komplett vernetzte Messraum draußen bei Ihren Kunden bereits Realität oder eher noch Zukunftsmusik?

A. Grzesiak: Das, was heute bereits an Vernetzung möglich ist, nutzen derzeit in der Regel nur die großen Firmen. Aber wir beobachten auch bei den kleineren Firmen einen Trend oder zumindest eine Offenheit für die Vernetzung in diesem Bereich. Das hat wahrscheinlich viel damit zu tun, dass das ganze Thema Industrie 4.0 auch bei kleineren Firmen an Fahrt gewinnt. Auch sie springen vermehrt auf den Vernetzungszug auf, selbst wenn sie „nur“ mit einem Messraum arbeiten. So binden sie beispielsweise häufig das Temperaturüberwachungssystem Zeiss Temprar ein. Damit sichern sie die Qualität ihrer Messwerte und ermöglichen den Qualitätsmanagern zugleich mehr Zeit in die Analyse der vorhandenen Qualitätsdaten zu investieren. Um abschätzen zu können, welche Arbeitserleichterung das bietet, muss man wissen, dass die Prüf- und Messmittel sowie die Prüflinge mit wechselnder Temperatur und Luftfeuchtigkeit ihre Eigenschaften ändern. Deshalb müssen Messtechniker permanent die Einhaltung der von den Messgeräteherstellern benannten Grenzwerte prüfen und diese protokollieren. Im Gegensatz zu Temperaturloggern geht Temprar dabei einen großen Schritt weiter. Denn die im Raum verteilten Sensoren können nicht nur die Temperatur bis auf 25 Milli-Kelvin genau messen. Sie sind auch miteinander vernetzt und erfassen automatisch das Raumtemperaturprofil. Laufen die ermittelten Werte aus dem Grenzbereich, warnt das System den Bediener über eine Signallampe am Bildschirm über farblich hervorgehobene Zahlen und auf Wunsch auch zusätzlich per E-Mail. Somit können Anwender sofort ausschließen, dass Messabweichungen von den Sollwerten auf Temperatureinflüsse im Messraum zurückzuführen sind. Zudem dokumentiert das System die gemessenen Daten auch langfristig bzw. wertet diese statistisch über einen gewünschten Zeitraum aus. Und natürlich können die Umgebungsdaten auch in die Qualitätsdatenmanagement-Software PiWeb übergeben und dort mit anderen Werten korreliert werden.

inspect: Welche weiteren Lösungen gibt es für vorhandene „Stand-alone“ Infrastrukturen?

A. Grzesiak: Sehr einfach für Firmen umzusetzen, ist es beispielsweise mit der Software Zeiss Calypso PMI zu arbeiten. Denn die Lösung verringert drastisch den Zeitaufwand der Qualitätsmanager für die Erstellung der notwendigen Prüfpläne. Denn erstmals lässt sich damit die immer öfter standardmäßig im CAD-Modell hinterlegte Product and Manufacturing Information (PMI) mit den aufgeführten Maß-, Form- und Lagetoleranzen automatisch in einen Prüfplan umsetzen. Die gewonnene Zeit können die Experten wiederum in die Fehleranalyse und -vermeidung investieren, was die Ausschussquote senkt und die Effizienz in der Fertigung erhöht.

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