Fertigungsmesstechnik rückt in Produktion
Wer eine gleichbleibend hohe Produktqualität bei gleichzeitig hoher Produktionseffizienz erzielen will, stößt zwangsweise auf das Thema Fertigungsmesstechnik. Mit der im Mai auf der Fachmesse „Control 2011“ in Stuttgart veröffentlichten Roadmap „Fertigungsmesstechnik 2020“ hat die VDI/VDE-Gesellschaft Mess- und Automatisierungstechnik (GMA) dazu wesentliche Erkenntnisse zusammengefasst.
Schneller, sicherer, genauer, flexibler – so lauten die zukünftigen Anforderungen an die Fertigungsmesstechnik in allen Branchen. Denn die Bedeutung der Fertigungsmesstechnik für den Unternehmenserfolg nimmt beständig zu, da ist sich Robert Schmitt, Vorsitzender des Fachbereichs Fertigungsmesstechnik der VDI/VDE-Gesellschaft Mess- und Automatisierungstechnik (GMA),sicher. „Qualität ist für Unternehmen jeder Branche ein wichtiges Instrument, um ihre Wettbewerbsfähigkeit zu steigern und zu erhalten“, sagte er während der internationalen Fachmesse „Control 2011“ in Stuttgart. Dort stellte sein Fachbereich auch die neue „Roadmap Fertigungsmesstechnik 2020“ erstmals vor.
Das Strategiepapier stellt die Weichen für eine leistungsstarke Messtechnik, welche auch in Zukunft die Qualität von Produkten und Prozessen gewährleisten und die weltweite Spitzenposition deutscher Technologien sichern soll. „Die heutigen kurzen Produktions- und Innovationszyklen bewirken, dass immer anspruchsvollere Prozesse in immer kürzerer Zeit beherrscht werden müssen. Die Messtechnik hilft dabei, eine transparente und vorhersehbare Produktion zu schaffen“, betonte Schmitt. Flexibilisierung und die automatisierte Datenerfassung seien in diesem Zusammenhang ebenso wichtige Themen wie die Verringerung der Messunsicherheit.
Fertigungsmesstechnik anstelle von Angsttoleranzen
Schmitt weiter: „Dadurch unterstützt die Messtechnik das Streben nach Ressourceneffizienz. Mit ihrer Hilfe können Toleranzen genauer gefasst werden, anstatt mit Angsttoleranzen zu arbeiten.“
Doch nicht nur für die Anwender, sondern auch für die meist mittelständisch organisierten Hersteller von Fertigungsmesstechnik hatte der Fertigungsexperte noch einen Tipp parat: „Bildet Allianzen, um auch in Zukunft wettbewerbsfähig zu sein“, forderte er die Branchenvertreter auf. Denn der größte Wettbewerb komme künftig nicht aus dem eigenen Land, sondern aus Asien.
Nach Ansicht von Dietrich Imkamp von Carl Zeiss Industrielle Messtechnik in Oberkochen stehen in der modernen Produktion durch den technischen Fortschritt in der Fertigungsmesstechnik wesentlich mehr Informationen über Produkte und Fertigungsprozesse zur Verfügung. Daher ist nach seiner Ansicht die messtechnische Erfassung von Qualitätsmerkmalen industriell gefertigter Produkte bereits weitgehend gelöst. „Die Herausforderung für die Fertigungsmesstechnik heute ist die Implementierung von Messtechnik in der industriellen Produktion, so dass die Erfassung der Produktqualität wirtschaftlich realisiert wird“, erläuterte er in Stuttgart.
Die durch die Messtechnik gelieferte höhere Informationsdichte ermögliche es, drohende Verluste durch fehlerhafte Produkte frühzeitig zu erkennen. Sie trage damit wesentlich zur ressourceneffizienten Gestaltung sowie zur Transparenz und Wirtschaftlichkeit der Produktion bei.
Zwar werde es laut Schmitt auch in Zukunft noch Fehler in der Produktion geben. Doch dürften diese nicht von vorneherein eingeplant werden.
Fertigungstechnik und Fertigungsmesstechnik vermischen sich zunehmend
Michael Heizmann, Abteilungsleiter am Fraunhofer-Institut für Optronik, Systemtechnik und Bildauswertung (IOSB) in Karlsruhe, ergänzte dazu, dass Fertigungstechnik und Fertigungsmesstechnik künftig immer stärker miteinander verwoben würden. Dies gelte verstärkt beim Einsatz von Sensorik, wo es nicht nur darum gehe, verschiedene Sensorkonzepte zu kombinieren, sondern auch deren Daten effizient zu verarbeiten.
„Abhilfe kann hier die Sensor- und Informationsfusion schaffen, die zur Charakterisierung von Prozess oder Produkt gezielt mehrere Informationskanäle nutzt“, betonte der Experte und ergänzte: „Die Sensor- und Informationsfusion besitzt insbesondere Potenzial zur Entwicklung leistungsfähiger und gleichzeitig günstiger Messsysteme, ohne spezielle Systeme für jede Anwendung aufwendig und teuer optimieren zu müssen.“
Diese Ansätze seien darüber hinaus erforderlich, um mithilfe von vielen unterschiedlichen Messdaten Fertigungsprozesse permanent und umfassend zu überwachen. Allerdings mache die Erfassung dieser Daten nur dann Sinn, wenn sie – z. B. durch Datamining – auch ausgewertet werden können.
Weitere Anforderungen an die Fertigungskontrolle stellt die fortschreitende Miniaturisierung der zu fertigenden Strukturen. Harald Bosse von der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt (PTB) in Braunschweig sagte dazu: „Eine besondere Herausforderung für die Nano-Messtechnik, sowohl für die Inline- als auch für die Offline-Charakterisierung, ist die im Verhältnis zu den Abmessungen des Nano-Objekts oftmals noch zu ,grobe‘ Messsonde. Das Messsignal gibt häufig nur indirekte Informationen über das Messobjekt und bedarf deshalb einer Abstützung durch Modellierungsverfahren.“
Fertigungsmesstechnik braucht langfristig qualifiziertes Personal
Eines macht die Roadmap aber auch deutlich: Selbst bei einem hohen Automatisierungsgrad bleibt qualifiziertes Personal unerlässlich. Nur dadurch könne langfristig das Potenzial der Fertigungsmesstechnik und damit der Fertigungstechnik ausgeschöpft werden. „Denn erst durch Messen erhält man Kenntnisse über den Fertigungsprozess“, heißt es dort. Dabei zeige sich häufig, dass es sich lohne, eher in eine ausgezeichnete Messtechnik als in eine ohnehin schon gute Fertigungstechnik zu investieren.
Die Roadmap „Fertigungsmesstechnik 2020“ umfasst 116 Seiten mit zahlreichen Grafiken. Sie kann bei der VDI/VDE-Gesellschaft Mess- und Automatisierungstechnik (GMA) in Düsseldorf und per E-Mail an gma@vdi.de für 45 € inkl. Versand und MwSt. bestellt werden. ISBN 978-3-00-034706-1
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