Fertigungsexzellenz durch automatisierte Messtechnik steigern

Moderne Fertigung ist ein datengetriebenes Unterfangen. Das schiere Volumen an Daten, die gesammelt und analysiert werden können, ist überwältigend – und war selbst vor 20 Jahren kaum vorstellbar.

Es trägt direkt zu verbesserter Produktivität bei und unterstützt fortschrittliche Entscheidungsfindung auf Basis prädiktiver Analysen – und ist der Haupttreiber für die zunehmende Einführung automatisierter Messtechnik in der Fertigung.

Automatisiertes Messen hat sich von einem Prozess entwickelt, bei dem primäre Systeme für Inline-Prüfung dedizierte Lehren waren, die speziell für diese Operationen hergestellt wurden, zu einem, bei dem flexiblere Optionen wie CNC-Messsysteme von Herstellern genutzt werden. Diese Entwicklung ist ein natürlicher Fortschritt, da heutige Systeme kostengünstiger sind, erhebliche Zeitersparnisse bei der Anpassung an schnelle Design- oder Prozessänderungen ermöglichen und Konnektivität bieten, um den „Gesundheitszustand“ sowohl des Fertigungsprozesses selbst als auch der ihn umfassenden Systeme kontinuierlich zu überwachen. In Kombination mit SPC-Datenerfassung, Maschinenverfügbarkeit und -auslastung sowie anderen statistischen Prozessdaten verfügen operative Managementteams nun über die Echtzeitdaten, die sie benötigen, um fundiertere Entscheidungen darüber zu treffen, wo Kapitalinvestitionen im Prozess die größte Wirkung erzielen.

Der Weg zur automatisierten Messtechnik

Im Allgemeinen beginnen Hersteller mit dem Design eines marktreifen Produkts und zerlegen das Design dann auf Komponentenebene – welche Teile gefertigt werden müssen. Anschließend wenden sie sich den Engineering-Spezifikationen zu und entwickeln die Toleranzen, die eine bestimmte Komponente einhalten muss, um sicherzustellen, dass die Gesamtbaugruppe innerhalb der erforderlichen Toleranzbereiche liegt und exakte Spezifikationen erfüllt.

An diesem Punkt beginnen Hersteller typischerweise, die Automatisierung der Fertigung – einschließlich Messtechnik – in Betracht zu ziehen, um Prüfgenauigkeit und Qualitätskontrolle zu verbessern und manuelle Prozesse zu ersetzen, die effiziente Produktion behindern können. In der überwiegenden Mehrheit der Fälle ist flexible automatisierte Messtechnik eine gangbare und wünschenswerte Alternative. Es gibt jedoch Ausnahmen – etwa bei Wiederaufbereitungsbetrieben oder kleinen Werkstätten, die veraltete Komponenten, die nicht mehr am Markt sind, reverse-engineern. Die einmalige Prüfung dieser kundenspezifischen, kleinen Serien bedeutet, dass Automatisierung nicht immer vorteilhaft ist.

Automatisierungsvorteile und -hürden

Hersteller, die sich für einen automatisierten Messprozess entscheiden, stellen fest, dass sie neben der Sicherstellung, dass Produkte innerhalb der konstruierten Toleranzgrenzen liegen, auch Kontrollgrenzen festlegen können, um automatische Prozesseinstellungen vorzunehmen und den Prozess in Echtzeit zu überwachen. Und durch die Reduzierung oder Eliminierung bedienerbedingter Fehler können sie auch eine verbesserte Wiederholbarkeit der Prüfprozesse und schnellere Abhilfe bei Abweichungen erreichen, um qualitativ hochwertige Teile zu produzieren. In vielen Fällen ermöglicht dies dem Bediener, sich auf Abhilfemaßnahmen für zuweisbare Ursachen von Produktionsausfällen zu konzentrieren.

Hersteller müssen nicht lange warten, um Prozessverbesserungen zu sehen und ROI aus der Automatisierung zu realisieren. Tatsächlich erreichen viele den ROI fast so schnell, wie der Prozess in die Produktion freigegeben wird. Das kann aber nur geschehen, wenn Organisationen die Einführungsbarrieren überwinden können. Die größte Hürde ist oft die Anfangsinvestition – besonders für einen Hersteller, der sich sorgt, ob er spezialisiertes Personal für die neue Technologie benötigen wird. Neben der Unsicherheit über das richtige Personal für die Technologieunterstützung ist auch die Frage nach den richtigen externen Ressourcen für Implementierung und Fehlersuche eine wichtige Überlegung.

Es ist auch wichtig zu bedenken, dass Automatisierung für jeden Hersteller etwas anderes bedeuten kann. Beispielsweise könnte automatisierte Messtechnik so grundlegend sein wie die Installation eines wertsteigernden Zubehörs an einer bestehenden Messlösung. Oder so komplex wie eine komplette Überholung des Fertigungsprozesses.

Die Branchenzugehörigkeit eines Herstellers kann ebenfalls den Automatisierungsansatz beeinflussen. Viele Branchen, in denen automatisierte Messtechnik bereits Fortschritte macht – wie Automobil, Luftfahrt, Medizintechnik und Halbleiter – haben immer noch langbewährte Methoden und könnten Umweltfaktoren haben, die die Einführung automatisierter Messtechnik beeinflussen. Die meisten „Großspieler“ verstehen jedoch den Wettbewerbsvorteil, den Automatisierung bietet.

Ein abschließender Aspekt: Viele Hersteller sorgen sich um die Lernkurve automatisierter Systeme – unabhängig vom Expertenniveau ihrer Mitarbeiter. Die gute Nachricht: Die meisten Personen mit natürlicher technischer und mechanischer Begabung können automatisierte Messtechnikprozesse ziemlich schnell erlernen – unabhängig von ihrem formalen Schul- oder Berufsbildungsgrad. Dies kann vielen motivierten Mitarbeitern zusätzliche Chancen eröffnen und ihre Karrierewege erheblich beschleunigen.

Betrachtungen zur automatisierten Messtechnik

Die Realität ist, dass automatisierte Messtechnik den Prüfungsfehler nie auf null bringen wird. Keine Technologie kann das, da immer Situationen auftreten werden, die nicht vorhersehbar sind. Automatisiertes Messen kann Hersteller jedoch erheblich näher an null bringen als manuelle Prozesse allein. Der Schlüssel liegt in den Daten, die automatisierte Systeme sammeln können, und in der Fähigkeit der Technologie, nicht nur Geräte und deren Status zu überwachen, sondern tiefer zu gehen und die Leistung einzelner Komponenten zu analysieren.

Beispielsweise können Hersteller Motorkilometer oder die Anzahl der Achsläufe verfolgen und diese Messpunkte nutzen, um genauer zu bestimmen, wann der Lebenszyklus einer Komponente abnimmt, oder präventive Wartung zu planen, bevor ein größerer Ausfall auftritt.

Deshalb werden Fertigungsorganisationen, die in den nächsten fünf bis zehn Jahren keinen automatisierten Messtechnikprozess einführen, sich gegenüber ihrer Konkurrenz in einem deutlichen Nachteil befinden – besonders angesichts des aktuellen Arbeitsmarkts und der niedrigen Arbeitslosenquote. Um hochqualifiziertes Personal anzuziehen und zu halten, müssen Hersteller Mitarbeitern Arbeitswerkzeuge bieten, die sie engagieren und befähigen, produktive Beiträge zum Gesamterfolg des Unternehmens zu leisten. Automatisierte Messtechnik ist ein solches Werkzeug.

Der Automatisierungssprung muss keine Alles-oder-Nichts-Entscheidung sein. Ein inkrementeller Ansatz ist eine gangbare Option. Das beginnt damit, einen vertrauenswürdigen Partner zu finden, der hilft, die richtige automatisierte Lösung für Ihre Fertigungsumgebung und Messherausforderungen zu entwerfen. Sie könnten auch Technologien in einer kontrollierteren Umgebung innerhalb Ihrer Organisation testen, bevor Sie die Automatisierung werksweit ausrollen. Schließlich ist Automatisierung gekommen, um zu bleiben. Das bereits erreichte Wachstum automatisierter Messtechnik in Fertigungsindustrien ist Beweis dafür.