Messtechnik liefert entscheidende Impulse für Industrie 4.0

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Verein Deutscher Werkzeug- maschinenfabriken e. V. (VDW)

Bildverarbeitungssysteme sind als Impulsgeber oder „künstliche Augen“ aus der Fertigungstechnik nicht mehr wegzudenken. Sie helfen Maschinen, Anlagen und Robotern, selbsttätig Entscheidungen zu treffen. Sensorbestückte Werkstücke werden in Zukunft selbsttätig entscheiden, wie sie bearbeitet werden wollen – sie überwachen und steuern ihren eigenen Produktionsprozess.

Weltweit verknüpfte Prozessketten bauen auf Messtechnik auf

Welchen Einfluss das „Internet der Dinge und Dienste“ (Industrie 4.0) auf die Entwicklung der Messtechnik in der industriellen Produktion hat, erläutert Zeiss-Messtechnikexperte Imkamp: „Weltweit verknüpfte Prozessketten prägen die globale industrielle Produktion. Der Trend zu höherer Produktqualität ist ungebrochen. In diesem Umfeld wird der Austausch von Informationen zur Sicherung von Qualität immer wichtiger. Viele von diesen Informationen besonders zum Zustand der Produkte und Produktionsprozesse werden mit Hilfe von Messtechnik ermittelt.“

Leistungsfähigere Messsysteme haben in den vergangenen Jahren zu einer erheblichen Zunahme der Informationsmenge geführt, wie der VDW berichtet. Das erfordere neue Methoden zur Nutzung dieser Informationen. „Methoden zur Verknüpfung messtechnischer Informationen mit dem Produkt, wie sie im Umfeld von Industrie 4.0 entwickelt werden, können hier zur Verbesserung der Informationsnutzung beitragen“, so Imkamp.

Offene Softwaresysteme ermöglichen direkte Verknüpfung von Messergebnissen und Produkt

Beispielsweise können dem Produkt nicht nur die Prüfergebnisse hinzugefügt werde, wie es heute häufig durch einen Messprotokollausdruck realisiert wird, sondern auch rechnergestützte Informationen über den Messvorgang und die eingesetzten Systeme. Dadurch lassen sich die Ergebnisse einfacher nachvollziehen und gegebenenfalls sogar reproduzieren.

Durch die direkte Verknüpfung mit einem einzelnen Produkt entfällt die langwierige Zuordnung zwischen den Ergebnissen und den Produkten. Imkamp erläutert: „Voraussetzung für diese umfassende rechnergestützte Nutzung messtechnischer Informationen sind offene Softwaresysteme, die über geeignete standardisierte Schnittstellen Zugriff auf alle nötigen Daten haben.“

Besondere Anforderungen an die prozessintegrierte Werkstück- und Werkzeugvermessung

Vorsichtig optimistisch äußert sich der Experte über die prozesssichere Realisierbarkeit einer produktionsnahen Qualitätssicherung im webbasierten Fertigungsumfeld – etwa per Smartphone-Apps: „Technologien, die wir heute mehr aus dem Consumer Umfeld kennen, werden sicher auch bei der Qualitätssicherung im Fertigungsumfeld zur Anwendung kommen. Dabei werden jedoch besondere Anforderungen wie beispielsweise an die Zuverlässigkeit und Sicherheit der Datenübertragung zu berücksichtigen sein.“

Besondere Anforderungen werden dabei an die prozessintegrierte Werkstück- und Werkzeugvermessung gestellt. Dabei reicht die Integration von Messtechnik in den Prozess „von Sensoren, die direkt von der Maschine genutzt werden, bis zu eigenständigen Messsystemen, die über Schnittstellen in den Material- und Informationsfluss der industriellen Produktion integriert sind“. Je nach Art der Integration ergeben sich unterschiedliche Anforderungen.

Für alle integrierten messtechnischen Systeme gelte jedoch, dass sie ein unverzichtbarer Bestandteil des Produktionsprozesses sind, an den die gleichen Anforderungen hinsichtlich Ausfallsicherheit und Resistenz gegenüber Umgebungseinflüssen gestellt werden wie an Produktionssysteme. „Damit tun sich manche Labormesssysteme schwer. Die konsequente Weiterentwicklung beispielsweise im Bereich der Koordinatenmesstechnik oder der Computertomographie ermöglicht heute jedoch den produktionsintegrierten Einsatz dieser zuvor Laboren vorbehaltenen Messtechnik“, sagt Imkamp.

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