Fortschrittliche Software zur Qualitätsprüfung bietet viele Vorteile, aber die Akzeptanz hinkt hinterher

Hochwertige CMM-Software ermöglicht eine effizientere Datenerfassung, Analyse und Berichterstattung zur Qualitätskontrolle für zuverlässigere 3D-Koordinatenmessungen. | Bildquelle: Mitutoyo

Die Verbesserung und Verkürzung des Produktentwicklungszyklus ist ein wichtiges Ziel für jeden Hersteller und jede Maschinenwerkstatt. Produkte schneller und mit weniger Abfall auf den Markt zu bringen, kann erhebliche Auswirkungen sowohl auf den Kundenservice als auch auf das Endergebnis haben. Da die Unternehmen jedoch in letzter Zeit mit zahlreichen Herausforderungen konfrontiert sind – allen voran ein anhaltender Arbeitskräftemangel – ist es schwieriger geworden, dieses Ziel zu erreichen.

Hier kommt fortschrittliche Qualitätsinspektionssoftware (QIS) ins Spiel. Durch die Automatisierung vieler Prozesse rund um die Erstellung von Inspektionsprogrammen hat QIS das Potenzial, den Mitarbeitern die Möglichkeit zu geben, sich auf andere, wichtigere Aufgaben zu konzentrieren, menschliche Fehler drastisch zu reduzieren und die Geschwindigkeit zu erhöhen unter anderem die Entwicklungszeit verkürzen.

Doch trotz der Vorteile, die QIS bietet, hinkt die Einführung hinterher. Auch wenn die fortschrittlicheren QIS-Softwareplattformen sowohl in Bezug auf Kapital als auch Schulung eine erhebliche Investition darstellen können, sollten Unternehmen ihre Implementierung in Betracht ziehen.

Im einfachsten Sinne ist QIS ein beliebiges Softwareprogramm, das bei der Erfassung von Messdaten hilft. Obwohl es einfache Programme gibt, die Tabellenkalkulationen sehr ähnlich sind, liegt der Trend in der Branche bei fortgeschritteneren Plattformen, die viele Prüfprozesse automatisieren und sich eng mit Koordinatenmessgeräten (KMGs) integrieren lassen.

Bei den modernen QIS-Plattformen von heute dreht sich alles um Kompatibilität und Interoperabilität. Unabhängig davon, mit welcher Art von KMG-Hardware Sie arbeiten – ob Scanner, armbasiert, optisch oder etwas ganz anderes – die modernen QIS-Plattformen von heute lassen sich problemlos nahtlos integrieren. Sie lassen sich auch problemlos mit Ihrer CAD-Software verbinden.

Darüber hinaus ermöglichen sie Ihnen jedoch, Zeit und Ressourcen zu sparen und die Effizienz zu maximieren. Durch die Automatisierung des CAD-basierten KMG-Programmierungsprozesses können fortschrittliche QIS-Plattformen mit wenigen Klicks ein komplettes Messprogramm erstellen. Sie ermöglichen Ihnen außerdem das Festlegen, Speichern und Auswählen von einzubeziehenden Regeln, Merkmalen, Merkmalen oder Messpunkten, wodurch das Risiko menschlicher Fehler verringert wird.

Wenn man sich bei Koordinatenmessungen auf manuelle Prozesse – oder noch schlimmer, handschriftliche Notizen – verlässt, ist menschliches Versagen immer eine Realität. Manchmal werden Maße falsch abgelesen, falsch eingegeben oder die Handschrift ist unleserlich. Unabhängig davon ist das Ergebnis dasselbe: kostspielige Fehler, die Zeit, Material und Geld verschwenden. QIS kann dies beseitigen, indem es den menschlichen Faktor aus der Gleichung herausnimmt.

Außerdem kann dadurch die Zeit, die für die Erstellung und Verarbeitung von Prüfplänen benötigt wird, drastisch reduziert werden. Bei manueller Durchführung kann die Erstellung von Prüfprogrammen Stunden oder bei komplexeren Teilen sogar Tage dauern. Dadurch, dass Qualitätsprüfsoftware die schwere Arbeit übernehmen kann, wird diese Zeit erheblich eingespart. Darüber hinaus bietet es den zusätzlichen Vorteil, dass Programmierer sich auf andere Aufgaben konzentrieren können. Angesichts der Tatsache, dass viele Hersteller und Werkstätten mit Arbeitskräfteproblemen konfrontiert sind und die Branche im Allgemeinen mit einem Mangel an qualifizierten Programmierern konfrontiert ist, kann der Wert von QIS nicht unterschätzt werden.

Durch die Optimierung des Prozesses – und die Reduzierung seiner Fehleranfälligkeit – wird auch der Ausschuss reduziert, der Material und Geld verschwendet.

CAD-basierte CMM-Software automatisiert den Teileprogrammierungsprozess, um den Programmieraufwand und die Programmierzeit drastisch zu reduzieren.

Produktherstellungsinformationen (PMI) sind in der Branche offensichtlich kein neues Konzept. Und die Möglichkeit, zusätzliche Attribute und Informationen in ein 3D-Modell einzutragen – wie unter anderem Materialien, Abmessungen, Toleranzen und Oberflächenbeschaffenheit – ist enorm wertvoll.

Der wahre Wert liegt jedoch in der Möglichkeit, semantisch referenzierte PMIs oder semantische PMIs zu verwenden. Dadurch werden diese Anmerkungen und Merkmale maschinenlesbar, und durch die Verknüpfung mit Ihrem QIS wird der Produkterstellungs- und Prüfprozess weiter automatisiert und rationalisiert. Durch die Integration einer inoffiziellen Form der Standardisierung in den Prozess trägt es auch dazu bei, den Faktor menschliches Versagen weiter zu reduzieren. Da die annotierten Attribute und Informationen von der Software interpretiert und gelesen werden können, müssen Sie sich nicht darauf verlassen, dass jemand sie manuell eingibt, wodurch potenzielle Fehler vermieden werden.

Darüber hinaus wird durch die Delegierung dieses Prozesses an die Maschine sichergestellt, dass jederzeit derselbe Bezugs- und Interpretationsrahmen verwendet wird, da Sie Regeln für Dinge wie die Interpretation von Toleranzen erstellen können. Wenn zwei verschiedene Personen an demselben Teil arbeiten, können sie – und tun dies häufig auch – unterschiedliche Arten der Dateninterpretation oder unterschiedliche Toleranzschwellen haben. Wenn beispielsweise ein Kreis gemessen wird, könnte eine Person denken, dass die Verwendung von fünf Punkten am besten ist, während eine andere Person drei verwendet. Durch das Festlegen von Regeln im QIS werden mögliche Abweichungen bei den Ergebnissen vermieden.

Die Zukunft für fortgeschrittene QIS-Programme ist unglaublich rosig. Wir erwarten in den nächsten fünf bis zehn Jahren eine noch stärkere Automatisierung, da die Software stärker in Koordinatenmessgeräte (KMGs) integriert wird. Wir erwarten auch die Einführung einer übergreifenden „Master“-Software, die alle verschiedenen Maschinen, Softwareplattformen und Module eines Herstellers oder einer Maschinenwerkstatt steuern und koordinieren kann. Dies trägt nicht nur dazu bei, menschliche Fehler weiter zu reduzieren, sondern kann auch die Produktivität und Effizienz steigern.

In diesem Zusammenhang wird QIS auch so erweitert, dass es in Verbindung mit allen Arten von Messsystemen und Sensoren eingesetzt werden kann – von optischen Mess- und Konturmaschinen bis hin zu Rundheitsmaschinen, Härteprüfgeräten und mehr.

Auch die Rückverfolgbarkeit der Daten wird deutlich einfacher und effizienter. Heutzutage sind Datensätze oft isoliert oder an ihre eigenen separaten Plattformen und Systeme gebunden, so dass die Kompilierung aller Daten in einem gemeinsamen Format ein arbeitsintensiver Prozess sein kann. Zukünftige QIS-Iterationen werden in der Lage sein, alle diese Datensätze in einer zentralen, leicht zugänglichen Datenbank zusammenzustellen.

Ebenso werden künftige QIS-Generationen besser in CAD-Software integriert, um einen nahtlosen Arbeitsablauf zu ermöglichen. Durch die vollständige Definition aller Merkmale in einem maschinenlesbaren Format – anstatt alternative Konstruktionsschritte zu erfordern – können diese Informationen gleichzeitig sowohl an die Werkzeugmaschinensoftware als auch an die Software zur Erstellung des Prüfprogramms weitergeleitet werden. Dies ermöglicht die Rückverfolgbarkeit von Materialien und Schneidwerkzeugen bis hin zu Inspektionswerkzeugen und Ergebnissen, sodass alle leicht zugänglich und gemeinsam nutzbar sind.

Da QIS sich ständig weiterentwickelt und weiterentwickelt, stellen wir auch fest, dass es die Abhängigkeit von Papier während des gesamten Design-Build-Prozesses, von der Modellierung über die Überarbeitung bis hin zur Archivierung, erheblich reduziert. Dieser besondere Vorteil wird möglicherweise besonders unterschätzt. Wer musste nicht schon stundenlang in alten Papierakten wühlen, um einen archivierten Schaltplan zu finden, oder einer Papierspur von Designüberarbeitungen folgen, nur um dann festzustellen, dass eine Aufzeichnung verloren ging oder verlegt wurde? Was passiert, wenn Papierunterlagen bei einem Brand oder einem anderen Unfall zerstört oder beschädigt werden?

Mit den fortschrittlichen digitalen Aufzeichnungen, die QIS erstellt und speichert, gehören diese Sorgen und Frustrationen der Vergangenheit an. Ein zusätzlicher Vorteil besteht darin, dass durch die Umstellung von Papierakten auf digitale Aufzeichnungen der für deren Aufbewahrung erforderliche physische Platzbedarf verringert wird.

Toleranzinformationen aus einem 3D-CAD-Modell bestimmen automatisch, welche Merkmale des Teils gemessen werden sollten, um die Konformität mit der Spezifikation zu überprüfen, wodurch menschliche Fehler nahezu ausgeschlossen werden.

Trotz der Vorteile und Vorzüge, die QIS bietet, hinkt die Akzeptanz hinterher. Während einige größere Hersteller es implementiert haben, ist dies bei vielen kleineren Maschinenwerkstätten und Betrieben noch nicht der Fall. Was die Frage aufwirft: Warum?

Die einfachste Antwort ist die finanzielle. Die fortschrittlicheren QIS-Plattformen erfordern eine erhebliche Menge an Kapital. Trotz der Vorteile kann sich diese Investition als schwierig erweisen. Darüber hinaus verfügen einige Unternehmen möglicherweise nicht über das interne Fachwissen, um die Software zu nutzen. Angesichts der Aussicht, inmitten eines schwierigen Arbeitskräftemangels viel Zeit in die Schulung der Arbeitnehmer am Bahnsteig zu investieren, ziehen es diese Unternehmen einfach vor, den Status quo beizubehalten.

Ein weiterer Grund besteht darin, dass fortgeschrittene QIS-Programme einen Paradigmenwechsel in Bezug auf Denken und Betrieb erfordern und die Fertigungsindustrie insgesamt oft langsam und resistent gegenüber Veränderungen sein kann, insbesondere wenn es um gut etablierte Prozesse geht, die über Jahre oder Jahrzehnte funktioniert haben.

Die Realität ist jedoch, dass sich QIS mit dem Wachstum neuer Branchen und dem Markteintritt von immer mehr Akteuren von einem „nice-to-have“ zu einem „must-have“ entwickeln wird. Die Branche der Elektrofahrzeuge (EV) wächst rasant, neue Automobilhersteller betreten den Markt und etablierte Hersteller verlagern ihre Aktivitäten auf die Einführung weiterer Elektromodelle. Diese erfordern neue Teile und Komponenten mit komplexen Designs und Materialien. Ebenso werden Hersteller in der Luft- und Raumfahrt- und Verteidigungsindustrie diese Software nicht nur selbst nutzen, sondern auch von ihren Zulieferern verlangen, dass sie dies tun.

Und die Verkürzung der Markteinführungszeit trägt dazu bei, dass Produkte schneller in die Hände der Kunden gelangen, was immer eine gute Sache ist. Aus wettbewerblicher Sicht werden fortgeschrittene QIS-Programme obligatorisch. Wenn Ihr Unternehmen noch keines nutzt, könnte jetzt ein guter Zeitpunkt sein, damit anzufangen.

Derek Track Leader, leitender Anwendungsingenieur, Mitutoyo America Corp. Für weitere Informationen senden Sie eine E-Mail an [email protected] oder besuchen Sie www.mitutoyo.com.