Neue Datenerfassungstechnologie gewährleistet Geschwindigkeit, Genauigkeit, Skalierbarkeit und Sicherheit

In der Welt der Autorennen sind Zeit und Genauigkeit entscheidend miteinander verflochten, angetrieben von Sekunden. Es überrascht nicht, dass Roush Yates Engines (RYE) aus Mooresville, NC, und seine Fertigungsabteilung, Roush Yates Manufacturing Solutions (RYMS), von diesem Credo geprägt sind, das wiederum beeinflusst, wie es bewertet und entscheidet, wie es die Technologie optimal für seine Welt nutzt -Klasse Fertigungsbetriebe. Als RYE nach Möglichkeiten suchte, die Genauigkeit, Integrität und den Durchsatz seiner Messdaten zu verbessern, fiel die Entscheidung, DataSure 4.0, eine von The L.S. Starrett Co., Athol, Mass., reduzierte sich auf – Sie haben es erraten – Sekunden.

RYE ist der exklusive Motorenbauer von Ford Performance für die Top-Levels von NASCAR, einschließlich des NASCAR Cup und der Xfinity Series, sowie der IMSA Michelin Pilot Challenge. Darüber hinaus ist RYMS ein Unternehmen zur Herstellung von CNC-Teilen mit Erfahrung in der mehrachsigen Bearbeitung von Metall- und Kunststoffteilen mit komplexen Geometrien. Die Eigenproduktion von RYMS umfasst bearbeitete Teile für die Ford FR9 V8 NASCAR-Programme, den Ford Mustang 5.2L V8 und andere Motorsportanwendungen sowie für die Luft- und Raumfahrt, die Verteidigung und andere Industrien.

Das Qualitätsmanagementsystem von RYMS ist nach AS9100 Rev D und ISO 9001 zertifiziert sowie mit International Traffic in Arms (ITAR) und Cybersecurity Maturity Model Certification (CMMC) konform.

Um seine Leistungs- und Unternehmensziele zu erreichen, entschied sich RYE für Messwerkzeuge und Metrologiesysteme von Starrett, um sicherzustellen, dass kritische Designspezifikationen auf dem von der Technik erwarteten und geforderten Niveau erfüllt werden. Motorsport, Verteidigung, Luft- und Raumfahrt sowie die medizinische Fertigung erfordern strenge Standards, um eine gleichbleibende Qualität zu erreichen. Fügen Sie komplexe Anforderungen für leistungsstarke und zuverlässige Teile hinzu, und die Test- und Messprozesse sind noch anspruchsvoller.

RYE verfügt über zwei Qualitätslabore mit den erforderlichen Werkzeugen zum Messen und Prüfen einer Vielzahl von Teilen, die für seine Rennmotoren sowie für externe Kunden hergestellt und geliefert werden.

Die Datenintegrität ist ein wesentlicher Bestandteil der Genauigkeit in der Fertigung. Wenn die Messdaten von Messgeräten falsch aufgezeichnet, übertragen oder protokolliert werden, können mehrere Probleme auftreten. Teile können verschrottet werden, die Produktleistung könnte leiden, Produktionsarbeit und Maschinenzeit können verloren gehen und übermäßig viel Zeit wird für die manuelle Datenerfassung aufgewendet, was auch das Fehlerpotenzial erhöht. Darüber hinaus können keine der Daten ohne ein zuverlässiges automatisiertes System offiziell dokumentiert oder für SPC verifiziert und für Kundenanforderungen rückverfolgt werden – eines, das die Messdaten erfassen kann, um die Fertigung auf Industrie-4.0-Niveau zu erfüllen und sie für die Integration mit anderen Anlagendaten verfügbar zu machen.

Angesichts dessen und der Notwendigkeit, höchste Datenintegrität zu erreichen, überprüfte RYE seinen Inspektions- und Datenerfassungsprozess mit Starrett, einem Entwickler von Datenerfassungssystemen für Messanwendungen zur Qualitätskontrolle. Starrett analysierte den herkömmlichen RYE-Datenerfassungsprozess und stellte fest, dass RYE von der neuesten Datenerfassungstechnologie – seinem DataSure 4.0 (DS4)-System – profitieren würde.

„Wir suchen ständig nach Möglichkeiten, unseren Datenerfassungsprozess zu verbessern und zu beschleunigen“, sagte Alex Marothy, Qualitätskontrolltechniker/Programmierer und Automatisierungsleiter bei RYE. „Maschinisten und Inspektoren notierten einige Messungen in Protokollblättern, die dann in Tabellenkalkulationen auf einem Computer eingegeben werden mussten, was Zeit kostete und möglicherweise zu Fehlern führte, da Bediener Messgeräte falsch ablesen oder falsche Werte aufschreiben könnten.“

Auf der Suche nach einer stärkeren Migration hin zu einer zuverlässigen, nahtlosen digitalen Automatisierung und einer effizienteren Nutzung seiner Daten in allen seinen Einrichtungen gab RYE Starrett den Zuschlag, DS4 Mitte 2020 zu initiieren. RYE entschied sich für eine langsame Implementierung von DS4, beginnend mit einer Vorrichtung zur Anwendung mit mehreren Digitalanzeigen, die für die Motorinspektion entwickelt wurde.

„DataSure 4.0 (DS4) ist das erste drahtlose System, das wir jemals verwendet haben, um Daten in unserer Fertigung durch In-Prozess-Inspektion zu sammeln, also wollten wir klein anfangen, die Ergebnisse überprüfen und Vertrauen bei unserem Team aufbauen“, sagte Todd English, Vice President, Strategische Partnerschaften und Marketing bei RYE.

RYE hat zwei 80.000 ft ² (7.432 m ² ) Produktionsstätten in Mooresville, wobei die DS4-Anwendung auf einer Fläche von 40.000 ft ² ausgeführt wird (3.716 m ² ) CNC-Bearbeitungsbereich, Datenübertragung ca. 200' (61 m). In diesem Bereich gibt es mindestens 15 CNC-Maschinen, daher sind Rauschen und Signale allgegenwärtig, aber trotz der Entfernung und möglicher Umgebungsstörungen funktioniert DS4 reibungslos über ein Remote-Gateway und eine Antenne.

Marothy beschrieb, wie der Plan zum Einsatz von DS4 auf dem Motorhalterungssystem entwickelt wurde. „Früher verwendeten Ingenieure ein Anzeigesystem mit acht Messuhren. Der neue Plan sah vor, acht elektronische Digitalanzeigen Starrett W2900-01 zusammen mit DS4 zu verwenden, um beide Werte dieser spezifischen Anzeige zuzuordnen und zu organisieren, um die Dateneingabe und -überprüfung zu vereinfachen.“

Die Ergebnisse der Anwendung von DS4 auf der Motorhalterung waren beeindruckend. „Im Vergleich zu unserer vorherigen Methodik haben wir unsere Datenerfassungsgenauigkeit und -zeit erheblich verbessert, aber was noch wichtiger ist, die Daten wurden digital übertragen“, sagte Marothy. „Das DS4-System eliminiert effektiv handschriftliche Messwerte und das Übertragen von Werten in Tabellenkalkulationen.“

RYE bewertete DS4 auch anhand der Arbeitsersparnis, indem ermittelt wurde, wie viele Sekunden pro Messung eingespart wurden. „Wir haben festgestellt, dass DS4 acht bis zehn Sekunden pro Messung einspart, und wir führen mehrere tausend Messungen pro Tag durch, wodurch wir jeden Tag über sieben Arbeitsstunden einsparen“, sagte Marothy. Jennifer LaFever, Produktionsleiterin bei RYMS, wies auf weitere systembezogene Vorteile hin. „Wir praktizieren kontinuierliche Verbesserung bei RYE durch unser Kaizen-Programm, zu dem DS4 beiträgt, indem es uns hilft, schneller, genauer und effizienter zu sein.“

Der DS4 arbeitet mit der neuesten drahtlosen Netzwerktechnologie, die kurzwellige Funkfrequenzen verwendet, um Mobiltelefone, Computer und drahtlose elektronische Geräte miteinander zu verbinden, was eine viel höhere Geschwindigkeit, größere Bandbreite und größere Reichweite für einen höheren Datendurchsatz ermöglicht. Die Reichweite von DS4 ist laut Starrett 10- bis 20-mal größer als die jedes anderen Datenerfassungssystems auf dem Markt und kann Daten buchstäblich über Hunderte von Metern, sogar über eine Meile, übertragen, was ideal für größere Fertigungsbetriebe oder mehrere Einrichtungen ist. P>

DS4 zeichnet sich durch höhere Bitraten und eine Hochgeschwindigkeitsverbindung mit weniger als 50 ms Datenübertragungszeit aus und verfügt über ein Netzwerk mit ultraniedriger Latenz, das eine verzögerungsfreie Verarbeitung hoher Datenmengen auch bei voller Auslastung ermöglicht. Benutzer von DS4 können mehrere entfernte Gateways und Repeater verwenden, die als zentrale oder verteilte Punkte für die Datenerfassung dienen, im Gegensatz zu herkömmlichen Systemen, die nur ein Gateway haben.

DS4 basiert auf einer sicheren, proprietären drahtlosen Plattform. Transportierte Daten werden mit einem mehrschichtigen Ansatz verschlüsselt, der den Zugriff von außen auf die Daten verhindert, egal ob passiv oder aktiv. „Wir halten Daten über unsere physischen Teile in unserem Netzwerk unter strenger Sicherheit, um die CMMC- und ITAR-Anforderungen zu erfüllen, und wir sind fest davon überzeugt, dass DS4 die Kriterien erfüllt“, sagte LaFever.

Mit DS4 kann eine neue Netzwerktopologie für einfache oder komplexe Situationen konfiguriert werden, und es können auch verteilte Remote-Gateways verwendet werden. Daten werden von Messgeräten, die entweder über eingebaute Funksender oder extern montierte Endknoten verfügen, an Gateways übertragen und können auf Android- oder iOS-Mobilplattformen und Windows-basierten Computern, einschließlich Laptops, Desktop-PCs, Thin-Client-PCs und Servern, betrieben werden. DS4-Repeater und Bridge-Komponenten können direkt mit SPS und anderen seriellen Hochgeschwindigkeits-Automatisierungsgeräten verbunden werden, um Daten in Echtzeit zu erfassen oder Maschinen ferngesteuert zu betreiben.

DS4 ist mit allen elektronischen Digitalmessgeräten von Starrett sowie mit elektronischen Messgeräten anderer Werkzeughersteller kompatibel und funktioniert mit Messgeräten mit Drahtlosfunktion, wie z. Es ist auch mit elektronischen Messgeräten von Starrett und anderen Werkzeugherstellern kompatibel, indem Starrett DataSure-Endknoten extern an den Messgeräten montiert werden.

RYE erkennt die positiven Auswirkungen, die DS4 in seinem Herstellungsprozess erzielt hat, und hat größere Pläne für die Datenerfassung. „Letztendlich wollen wir DS4 weiter nutzen, indem wir es in unser ERP-System für eine vollständige End-to-End-Datenlösung integrieren, um unsere Organisation dabei zu unterstützen, sich aggressiver in Richtung einer digitalen Industrie 4.0-Fabrik zu bewegen“, sagte English. RYMS wird DS4 auch auf andere Industrieanwendungen ausdehnen – insbesondere in der Luft- und Raumfahrt, Medizin und Verteidigung – durch die Ausweitung des Einsatzes von DS4 auf alle seine Messvorgänge in der CNC-Bearbeitung.

Wie wird RYE wissen, wann DS4 sein volles Potenzial in der Organisation erreicht? „Wir werden anhand der Siege auf und neben der Rennstrecke wissen, dass es funktioniert“, sagte Marothy.

Für Informationen über Roush Yates Engines besuchen Sie bitte www.roushyatesmfg.com oder rufen Sie 704-662-7165 an. Informationen zu The L.S. Starrett Co., besuchen Sie www.starrett.com oder rufen Sie 978-249-3551 an.