Tecnologia di misura integrata nel processo

Adattamento della misura alla tecnologia di misura integrata nel processo

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

D: Quali tendenze vede attualmente nel settore del controllo qualità?

R: Vedo un chiaro cambiamento in molti settori derivante dalle principali tendenze tecnologiche Industria 4.0, Internet of Things e il passaggio alla mobilità elettrica, ma anche dai problemi, ora in rapida crescita, della mancanza di lavoratori qualificati in molte aziende. Le innovazioni tecniche stanno portando a un cambiamento significativo dei componenti da misurare, dei compiti di misura, ma anche del luogo di misurazione. La mancanza di risorse umane pone ulteriori requisiti alla fruibilità delle soluzioni di misura.

D: Il controllo qualità sta diventando sempre più una funzione di produzione diretta. In che modo questo influisce sulle tradizionali apparecchiature di controllo dimensionale?

R: Nella produzione, dobbiamo affrontare condizioni ambientali diverse in termini di temperatura, purezza dell'aria, vibrazioni, ecc. La tecnologia di misura deve adattarsi a questo aspetto; deve essere più robusta alle influenze esterne e meglio in grado di analizzarle e compensarle. La tecnologia di misura deve adattarsi; deve essere più robusta contro le influenze esterne e deve analizzarle e compensarle meglio. Naturalmente, è possibile lavorare in modo tradizionale nella produzione, usando armadi speciali e sale di misura, ma lo spazio nella produzione è ancora più prezioso che in altre parti dell'azienda, quindi questa non è un'opzione a lungo termine. Ma le aspettative di velocità e qualità dei risultati delle misurazioni sono sempre più alte, quindi questa è una sfida davvero entusiasmante per tutti noi.

D: In che modo l'ubicazione della metrologia cambia l'obiettivo di un fornitore di apparecchiature?

R: Dal punto di vista del cliente, i requisiti per il fornitore di tecnologia di misura sono piuttosto semplici: precisione come nella sala di misura, ingombro ridotto, robustezza nell'applicazione e velocità di misura e valutazione. Per noi questo significa: ingegneria meccanica innovativa con materiali resistenti, equipaggiamento delle nostre macchine con sensori e sistemi cyber-fisici per un feedback diretto della misura all'ambiente corrente, tempi di misura rapidi grazie alla scansione, alle teste di misura a 5 assi e ai sensori ottici, e un'estrema attenzione alla semplice usabilità di hardware e software.

D: Quali sono i cambiamenti più importanti che state apportando come fornitori?

R: Vedo i seguenti cinque cambiamenti principali:

- La posizione della misura cambia il focus

Quando utilizziamo la tecnologia di misura nella sala di misurazione, si tratta principalmente di verificare la deviazione dei valori effettivi rispetto ai valori target. In definitiva, si tratta di una questione di precisione assoluta: siamo o non siamo in tolleranza? Ma se la tecnologia di misura è installata direttamente nella produzione, allora vogliamo soprattutto garantire l'affidabilità del processo della nostra produzione. Quindi, in ultima analisi, si tratta della ripetibilità della nostra produzione, o se dobbiamo regolare qualcosa sulle 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 abbiamo meno tempo per la misurazione individuale, soprattutto perché spesso devono essere eseguiti campioni casuali più grandi o addirittura un'ispezione al 100%. Misurare più velocemente: per questo abbiamo bisogno di sistemi di misura più veloci, come i sensori ottici o la testa di misura a 5 assi veloce e tattile come Renishaw Revo.

- La quantità di dati misurati aumenta in modo significativo

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

La scansione ad alta velocità e le misure ottiche ci permettono di acquisire grandi quantità di dati in tempi molto brevi. Questo ci aiuta a tenere il passo con il tempo di ciclo della produzione, ma dobbiamo anche abbinare questi dati a quelli necessari per controllare il processo. Altrimenti, i dati vengono sprecati. È qui che la collaborazione con il cliente può portare a soluzioni di elaborazione dati molto innovative.

- La qualità dei dati aumenta enormemente

La quantità di dati appena descritta apre naturalmente anche nuove possibilità di valutazione. Innanzitutto, il modo in cui acquisiamo i dati ha dei vantaggi per la qualità dei dati stessi. Non ci limitiamo ad analizzare i singoli punti, ma registriamo anche le superfici, riconosciamo le caratteristiche e i bordi, ottenendo così una visione molto più ampia dell'oggetto misurato rispetto al passato. In caso di anomalie, possiamo andare nelle vicinanze dei punti di misura effettivamente rilevanti e verificare altre cose; è qui che la nuvola di punti offre un enorme valore aggiunto.

- Crescita significativa delle tecniche di analisi dei dati

Una delle innovazioni tecniche che influenzano in modo significativo la tecnologia di misurazione è il data mining, l'apprendimento automatico, numerosi metodi della cosiddetta intelligenza artificiale. Mentre prima spettava all'utente individuare correlazioni e schemi rilevanti, questi metodi possono farci conoscere nuovi fatti, visualizzarli e quindi renderli oggetto delle nostre analisi. Credo che queste tecniche possano sostenerci fortemente: non di più, ma nemmeno di meno.

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

R: Il nuovo requisito per l'usabilità del software consiste nel rendere facili da usare funzioni estese e complesse. All'inizio abbiamo già parlato della mancanza di lavoratori qualificati. Quando la tecnologia di misura passa alla produzione, troviamo utenti il cui compito è in realtà diverso dalla misurazione. A queste persone viene ora affidato il compito aggiuntivo di "mettere il pezzo sulla macchina di misura e vedere cosa viene fuori". Ed è proprio questo che il software deve supportare. L'operazione rapida per i non esperti di misurazione che vogliono "solo" vedere un risultato Ok / non Ok alla fine. Ma anche gli "esperti" si aspettano di più e sono abituati ad applicazioni facili da usare sui loro smartphone dal settore privato.

D: In che modo l'automazione nella programmazione degli impianti semplifica l'integrazione degli impianti e il loro continuo adattamento ai cambiamenti delle parti di produzione?

R: Vedo la tendenza e capisco anche perché ha senso. In molti settori, lavoriamo con un numero inferiore di dipendenti su pezzi che cambiano rapidamente. I tempi in cui si poteva produrre lo stesso pezzo per molti anni sono finiti in molti settori. Le cellule di produzione automatizzate devono adattarsi rapidamente, senza necessità di riprogrammazione e tempi di allestimento. Ma per me questa è una logica conseguenza della nostra trasformazione in Industria 4.0. Più individualità e cambiamenti rapidi, e anche con meno personale perché semplicemente non esiste. Si tratta di una sfida per tutti noi, ma un'attuazione riuscita garantirà il nostro futuro industriale e quindi le nostre aziende.

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

R: Credo che con il Metrology Data Scientist vedremo una nuova descrizione del lavoro.

D: Qual è secondo lei la roadmap futura della metrologia?

R: Precisione e velocità sono attualmente i requisiti principali di molti clienti per la tecnologia di misura. Anche la riutilizzabilità dei vecchi programmi è una condizione secondaria molto spesso richiesta. Dal mio punto di vista, la velocità oggi inizia con la progettazione, utilizzando il PMI per generare rapidamente un piano di test dal modello di progetto e quindi un programma di misura adeguato; lo stato dell'arte con tutti i sensori disponibili e insieme alla competenza di utenti addestrati in pochi punti centrali. Questi programmi vengono poi trasferiti a dispositivi di misura che possono essere utilizzati da "non esperti di metrologia" con applicazioni molto semplici o addirittura integrati in modo completamente automatico; i dati vengono poi gestiti dal Metrology Data Scientist per garantire un controllo efficiente dei processi.

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

"Anche in metrologia non è il grande che mangia il piccolo, ma l'innovativo che mangia il lento".

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