Quality Engineering 01.2024
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Ausgabe 01 | 2024<br />
www.qe-online.de<br />
Interview<br />
Roundtable<br />
KI bietet Chancen für die<br />
Messtechnik, aber es gibt Hürden<br />
» Seite 24<br />
Lieferkettengesetz<br />
Unternehmen ziehen nach<br />
einem Jahr Bilanz<br />
» Seite 10<br />
E-Mobilität<br />
Dichtheit von Batterien<br />
wird automatisiert geprüft<br />
» Seite 48<br />
Jens Düffert, Witte Barskamp:<br />
„Auch Spannvorrichtungen<br />
werden zunehmend<br />
smart“<br />
» Seite 6<br />
TITELSTORY<br />
Systemcheck<br />
pusht Prozesse<br />
in Backbranche<br />
» Seite 16<br />
Qualität in der Fertigung
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2 <strong>Quality</strong> <strong>Engineering</strong> » 01 | 2024<br />
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» EDITORIAL<br />
Daten als Treibstoff<br />
Daten sind das neue Öl. Zugegeben – dieser Satz ist schon reichlich abgedroschen.<br />
Er wird seit einigen Jahren in jedem zweiten Vortrag zum Thema<br />
Digitalisierung verwendet. Aber dieser Satz wird so oft wiederholt, weil<br />
er eben stimmt. Und egal, ob der Vergleich mit dem Öl nun genau passt –<br />
Daten halten unser Leben am Laufen. Sie sind die Basis für neue Geschäftsmodelle<br />
und technologische Innovationen. Und sie sind der Treibstoff<br />
für alle Systeme, die mit künstlicher Intelligenz – also KI – arbeiten.<br />
KI hat mittlerweile auch in der Qualitätssicherung Einzug gehalten.<br />
Daher widmen wir uns einmal mehr in der <strong>Quality</strong> <strong>Engineering</strong> diesem<br />
Fokus-Thema. Dabei betrachten wir nicht nur die Bildverarbeitung, wo<br />
sich der Einsatz von Machine Learning und anderen Technologien schon<br />
etabliert hat. Mit einem Kreis von Experten haben wir während eines<br />
virtuellen Roundtables auch über die Möglichkeiten von KI in der<br />
Messtechnik gesprochen (Seite 24). Dabei hat sich herausgestellt, dass<br />
das Thema in diesem Bereich zwar erst am Anfang steht, aber schon<br />
jetzt ein großes Potenzial zu sehen ist.<br />
Ein ebenfalls noch recht junges Thema ist das Lieferkettensorgfaltspflichtengesetz<br />
oder LKSG. Genauso monströs wie das Wort selbst mögen<br />
manchem Unternehmen auch die Herausforderungen erscheinen, die damit<br />
verbunden sind. Laut einer BME-Umfrage ziehen die Firmen nach einem<br />
Jahr nur eine mäßig positive Bilanz (Seite 10). Doch die gute Nachricht:<br />
Es gibt Software-Anbieter, die bei der Bewältigung der Herausforderungen<br />
helfen (Seite 12). Deren Lösungen unterstützen dabei, die Informationen<br />
aus vielen verschiedenen Quellen zusammenzuführen. Denn auch beim<br />
LKSG sind Daten das Entscheidende. Sie sorgen für die nötige Transparenz.<br />
Letztlich war auch bei unserem digitalen Innovationsforum das Thema<br />
Daten allgegenwärtig (Seite 20). In dem einleitenden Panel haben wir mit<br />
den Referenten über die Chancen und Herausforderungen der Digitalisierung<br />
diskutiert. Und auch in den Vorträgen spielten Daten und Software<br />
eine wichtige Rolle – auch wenn die Metapher mit dem Öl dort meines<br />
Wissens ausnahmsweise nicht verwendet wurde.<br />
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<strong>Quality</strong> <strong>Engineering</strong> » 01 | 2024 3<br />
micro-epsilon.de/opto
» INHALT 01 | 2024 42. JAHRGANG<br />
Künstliche Intelligenz<br />
steht in der<br />
Messtechnik noch<br />
am Anfang. Doch<br />
vielversprechende<br />
Anwendungen gibt<br />
es schon.<br />
IM FOKUS<br />
Smarte<br />
Hilfe für<br />
Mess techniker<br />
» Seite 24<br />
Bild: <strong>Quality</strong> <strong>Engineering</strong><br />
MANAGEMENT<br />
Interview<br />
Witte-Geschäftsführer Jens Düffert spricht über die<br />
Zukunft der Spanntechnik in der Qualitätssicherung 06<br />
Alles was Recht ist<br />
Produkthaftung: Wie lassen sich Kosten und<br />
Schäden beweisen? 09<br />
Sorgfaltspflichten<br />
Ein Jahr Lieferkettengesetz: Unternehmen<br />
ziehen eine erste Zwischenbilanz 10<br />
Supply Chain<br />
Software schafft Transparenz in der<br />
Lieferkette 12<br />
Eine Redaktion – zwei Meinungen<br />
Fairer Einkauf: Was kann man als<br />
Verbraucher tun? 14<br />
Personalmanagement<br />
Künstliche Intelligenz bringt Wandel für<br />
Mitarbeiter und Unternehmen 15<br />
Dokumentenmanagement<br />
Professioneller Systemcheck sorgt für<br />
Software-Optimierung 16<br />
<strong>Quality</strong> Day<br />
Experten diskutieren über Chancen und Risiken der<br />
Digitalisierung in der Qualitätssicherung 20<br />
Normierung<br />
Regelwerke bieten Freiraum, um interne Audits<br />
moderner umzusetzen 22<br />
IM FOKUS<br />
Künstliche Intelligenz<br />
Roundtable der <strong>Quality</strong> <strong>Engineering</strong> zeigt<br />
Möglichkeiten des KI-Einsatzes in der Messtechnik auf 24<br />
Automobilindustrie<br />
BMW in Dingolfing prüft Karosserieteile mit<br />
Unterstützung von KI 29<br />
Optische Messtechnik<br />
Neues Messgerät prüft Rauheit auf<br />
einen Klick 32<br />
Zeichenerkennung<br />
Edge Learning automatisiert das Lesen von<br />
Verpackungs-Codes 34<br />
KUNSTSTOFF<br />
Materialprüfung<br />
Statisches Universalprüfgerät sichert Qualität<br />
von Spielwaren 38<br />
Medizintechnik<br />
Berührungsloses Messen sorgt für<br />
perfekte Oberflächen 40<br />
TECHNIK<br />
Technische Sauberkeit<br />
Bestimmung von Restschmutz-Partikeln in<br />
der Großmotorenfertigung 43<br />
Bildverarbeitung<br />
Vollautomatische 100-%-Prüfung von Hersteller<br />
von Turbolader-Baugruppen 46<br />
Batterieproduktion<br />
Dichtheitstechnik bei der Massenfertigung von<br />
Lithium-Ionen-Zellen 48<br />
Sensorik<br />
Digitalisierung: Die Intelligenz sitzt<br />
im Anschlussstecker 51<br />
News und Produkte 53<br />
4 <strong>Quality</strong> <strong>Engineering</strong> » 01 | 2024
Industrie<br />
Bild: zaie/stock.adobe.com<br />
Ein Jahr Lieferkettensorgfaltspflichtengesetz (LKSG): Unternehmen ziehen<br />
mäßig positive Zwischenbilanz.<br />
» Seite 10<br />
Das<br />
Kompetenz-<br />
Netzwerk<br />
der Industrie<br />
Bild: Zeiss<br />
Zur Bestimmung der Herkunft kritischer Restschmutz-Partikel bei<br />
Großmotoren nutzt Innio ein Rasterelektronenmikroskop von Zeiss.<br />
» Seite 43<br />
16 Medienmarken für alle wichtigen<br />
Branchen der Industrie<br />
Information, Inspiration und Vernetzung<br />
für Fach- und Führungskräfte in der Industrie<br />
Praxiswissen über alle Kanäle:<br />
Fachzeitschriften, Websites, Events,<br />
Newsletter, Whitepaper, Webinare<br />
QUALITY WORLD<br />
Umweltanalytik<br />
Forscher bringen Ewigkeitschemikalien<br />
zum Leuchten 58<br />
Firmenindex 59<br />
Impressum 59<br />
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<strong>Quality</strong> <strong>Engineering</strong> » 01 | 2024 5
MANAGEMENT » Interview<br />
Interview mit Witte-Barskamp-Geschäftsführer Düffert<br />
„Messtechnik in der Fabrik braucht<br />
automatisierte Spannvorrichtungen“<br />
Die Spanntechnik für die Mess- und Prüftechnik wird in Zukunft zunehmend<br />
digitalisiert, sagt Jens Düffert, Geschäftsführer von Witte Barskamp. Im Interview<br />
berichtet er außerdem, welche Geschäftsfelder er weiter ausbauen will.<br />
Dazu gehören die Automatisierung und auch die Lohnmesstechnik.<br />
» Sabine Koll<br />
Herr Düffert, Spanntechnik gilt in<br />
der Qualitätssicherung nicht gerade<br />
als „sexy“ Produkt. Wie sehen<br />
Sie das?<br />
Jens Düffert: Ob etwas sexy ist, liegt ja<br />
mehr oder weniger im Auge des Betrachters.<br />
Aber nein, Sie haben schon recht:<br />
Wir stellen rein technische Produkte her –<br />
und die müssen zunächst einmal funktional<br />
sein und nicht emotional berühren.<br />
Doch auf der anderen Seite hören wir im<br />
Gespräch mit unseren Kunden immer<br />
wieder, dass sie unsere Spannsysteme<br />
sehr mögen, weil sie gut konstruiert sind,<br />
sehr schön gefertigt sind und eine gute<br />
Haptik haben. Sie wirken im Vergleich zu<br />
Über Jens Düffert<br />
Wettbewerbsprodukten, welche die gleiche<br />
Funktionalität haben, einfach professioneller.<br />
Das spricht viele Kunden an, im<br />
Sinne von „das mag ich lieber“ oder „damit<br />
arbeite ich lieber“. Insofern sind unsere<br />
Spannsysteme vielleicht doch sexy.<br />
Nun ist es ja so, dass sich viele<br />
Unternehmen in der Qualitätssicherung<br />
ihre Spannmittel selbst<br />
bauen. Wann wird zu Ihren Systemen<br />
gegriffen?<br />
Düffert: Keine Frage, viele Unternehmen<br />
bauen ihre Vorrichtungen selbst oder nutzen<br />
ganz einfache Dinge wie Knetmassen,<br />
um Bauteile auf der Messmaschine zu fi-<br />
Jens Düffert, Maschinenbauingenieur und studierter Betriebswirt,<br />
stieg 2009 bei Witte Barskamp ein. Seit 2016 ist er Geschäftsführer<br />
und seit 2021 Mitgesellschafter. Im März 2023<br />
wurde er zum alleinigen Geschäftsführer, da die bisherigen<br />
Mitgeschäftsführer – Firmengründer Horst Witte und dessen<br />
Sohn Andreas – sich aus dem operativen Geschäft zurück -<br />
gezogen haben. Das Unternehmen beschäftigt heute über<br />
200 Mitarbeiter – den Großteil davon am Unternehmenssitz im<br />
niedersächsischen Bleckede bei Lüneburg. Für den globalen<br />
Vertrieb gibt es Niederlassungen in den USA, in Mexiko und<br />
Singapur sowie mehr als 60 Vertriebs- und Service-Partner auf<br />
allen fünf Kontinenten.<br />
xieren. Wenn man ein Bauteil über einen<br />
längeren Zeitraum auf der Messmaschine<br />
hat und dann nie wieder, dann ist das<br />
auch sicher okay. Unser Alufix-Baukastensystem<br />
kommt immer dann zum Zug,<br />
wenn man sehr flexibel sein möchte,<br />
wenn man modulare Messmittel braucht,<br />
die man schnell montieren und schnell zu<br />
einem neuen Messmittel ummontieren<br />
kann. Ein Lohnfertiger hat ja typischerweise<br />
sehr viele verschiedene Messaufgaben<br />
und Bauteile. Für ihn kommt es darauf<br />
an, relativ zügig zwischen verschiedenen<br />
Bauteilen zu wechseln – und unsere<br />
Systeme sorgen dafür, dass die Messaufgaben<br />
bei gleicher Qualität und mit<br />
gleicher Genauigkeit erledigt werden.<br />
Wiederholbarkeit und Wiederholgenauigkeit<br />
sind die großen Vorteile. Unsere Systeme<br />
rechnen sich oft schon nach der<br />
zweiten oder dritten Messaufgabe. Hinzu<br />
kommt, dass auch Nicht-Messtechniker<br />
die Systeme einfach aufbauen können.<br />
Welche Erwartungen haben die<br />
Anwender in der Qualitätssicherung<br />
vor allem an die Spanntechnik?<br />
Sie haben ja ein zweites großes<br />
Standbein in der Zerspanung<br />
– unterscheiden sich Erwartungen?<br />
Düffert: Zwischen diesen Bereichen gibt<br />
es sehr große Unterschiede. Im Zerspanungsbereich<br />
wirken ja große dynamische<br />
Kräfte, da muss die Spanntechnik dafür<br />
sorgen, dass sich das Bauteil beim Bear-<br />
6 <strong>Quality</strong> <strong>Engineering</strong> » 01 | 2024
eiten nicht löst. In der Messtechnik hingegen<br />
geht es darum, dass man bestimmte<br />
Messpunkte wiederholbar supergenau<br />
ermittelt. Da wirken keine Kräfte von außen<br />
auf das Bauteil. Da kann man viel filigraner<br />
aufbauen, da kommt es eher auf<br />
Wiederholgenauigkeit an.<br />
Welche Entwicklungen prägen<br />
nach Ihrer Einschätzung derzeit<br />
die Messtechnik – und was bedeutet<br />
dies für die Spanntechnik?<br />
Düffert: Wir haben ja ein starkes Standbein<br />
in der Automobilindustrie, und hier<br />
ist vor allem der Trend zur Atline- beziehungsweise<br />
Inline-Messtechnik deutlich<br />
spürbar. Damit verbunden ist, dass immer<br />
mehr optisch gemessen wird. Das heißt,<br />
es findet eine Verlagerung der Aufgaben<br />
vom Messraum in die Fertigung statt. Und<br />
auch im Messraum wird zunehmend optisch<br />
gemessen; bei einigen Kunden geschieht<br />
dies bereits heute zu 100 %. Für<br />
die Messvorrichtung ist es im Prinzip egal,<br />
ob taktil oder optisch gemessen wird. Das<br />
beeinflusst unser Geschäft also nicht. Allerdings<br />
sehen wir auch, dass im einen<br />
oder anderen Bereich bereits virtuell gemessen<br />
wird – und wenn sich dies zunehmend<br />
durchsetzt, braucht es natürlich<br />
tendenziell weniger Spanntechnik.<br />
Jens Düffert hat bei Witte Barskamp neue Strukturen geschaffen, um etwa die Geschwindigkeit<br />
bei Kundenprojekten zu erhöhen.<br />
Bild: Witte Barskamp<br />
Wird die Digitalisierung die<br />
Spanntechnik verändern?<br />
Düffert: Ja, durch die digitalen Möglichkeiten<br />
wird es Veränderungen am<br />
Markt geben. Wir denken über den Ausbau<br />
unseres Online-Konfigurators nach.<br />
Auch bei uns geht die Entwicklung dahin,<br />
Intelligenz in die Vorrichtungen zu<br />
bringen. Diese Entwicklung wird sicher<br />
nicht den klassischen Vorrichtungsbau<br />
ersetzen, doch in Zukunft wird man beide<br />
Welten miteinander kombinieren.<br />
Was heißt das konkret, wenn Sie<br />
sagen, Sie wollen Intelligenz in<br />
die Spanntechnik bringen?<br />
Düffert: Denkbar wäre es, dem Messtechniker<br />
bereits im Messprogramm Vorschläge<br />
zu unterbreiten, wo er einen<br />
»Denkbar wäre es in Zukunft, dem<br />
Messtechniker bereits im Messprogramm<br />
Vorschläge zu unterbreiten, wo er<br />
einen Spanner oder eine Messplatte<br />
positionieren sollte. Damit könnte man dem<br />
Messtechniker die Arbeit erleichtern.«<br />
Spanner oder eine Messplatte positionieren<br />
sollte. Das wird eine Software sein,<br />
die über eine Schnittstelle mit der Messgeräte-Software<br />
verbunden ist. Damit<br />
könnte man dem Messtechniker die Arbeit<br />
erleichtern. Auch könnte man für die<br />
vorausschauende Wartung der Vorrichtungen<br />
Sensorik darin verbauen, sodass es<br />
erst gar zu einem Stillstand durch Versagen<br />
oder Bruch kommt. Dann könnte man<br />
einfache Dinge abfragen, wie zum Bei-<br />
spiel, ob alle Spanner an der richtigen<br />
Stelle gesetzt sind, ob sie richtig gespannt<br />
sind oder ob ein Bauteil richtig liegt. Dafür<br />
kann man dem Bauteil oder der<br />
Spannvorrichtung die notwendigen Informationen<br />
mitgeben. Das heißt, die<br />
Spannvorrichtung erhält Sensorik. Solche<br />
Produkte sind bei uns in der Entwicklung.<br />
Wann wird es solche intelligente<br />
Spanntechnik bei Ihnen geben?<br />
<strong>Quality</strong> <strong>Engineering</strong> » 01 | 2024 7
MANAGEMENT » Interview<br />
Düffert: Die ersten Neuheiten werden<br />
wir bereits dieses Jahr auf den Markt<br />
bringen. Doch in der Breite rechne ich<br />
schon noch mit ein oder zwei Jahren Entwicklungszeit<br />
bis zur Marktreife. Wir sind<br />
tief in der Entwicklung drin. Zudem wollen<br />
wir den Bereich der Automatisierung<br />
künftig noch weiter ausbauen.<br />
Was haben Sie im Bereich Automatisierung<br />
vor?<br />
Düffert: Wir sehen, dass die Qualitätssicherung<br />
in vielen Unternehmen ein großer<br />
Kostenblock ist, den man reduzieren<br />
muss. Hinzu kommt der Fachkräftemangel.<br />
Vor diesem Hintergrund werden wir<br />
oft gefragt, wie man Aufgaben so automatisieren<br />
kann, dass sie nicht mehr<br />
zwingend der Messtechniker übernehmen<br />
disierte Produkte, aber auch an solche, die<br />
wir als Projektgeschäft gezielt für die individuellen<br />
Anforderungen des Kunden<br />
entwickeln und fertigen. Wir haben nicht<br />
umsonst den Ruf, dass wir vor allem dann<br />
gefragt sind, wenn es kompliziert wird.<br />
In welchen Märkten sehen Sie für<br />
automatisierte Vorrichtungen und<br />
Transportsysteme Potenzial?<br />
»Der Trend geht dahin, dass man<br />
zunehmend übergreifend automatisierte<br />
Lösungen zwischen Messräumen und<br />
Fertigung benötigt. Das können auch<br />
selbstfahrende mobile Plattformen sein.<br />
Oder auch Hebetechnik.«<br />
muss. Wir bieten ja heute schon vollautomatisierte<br />
Systeme an – beispielsweise<br />
Beladetechnik oder unsere Strukturplatten<br />
für die Bauteillogistik. In diese Richtung<br />
denken wir weiter. Ich glaube, der<br />
Trend geht dahin, dass man zunehmend<br />
übergreifend automatisierte Lösungen<br />
zwischen Messräumen und Fertigung benötigt.<br />
Das können auch selbstfahrende<br />
mobile Plattformen sein. Oder auch Hebetechnik.<br />
Das sehe ich als einen weltweit<br />
wachsenden Markt an.<br />
Welche Rolle spielt hier die Digitalisierung?<br />
Düffert: Ohne Digitalisierung wird es<br />
auch hier nicht gehen: So wird in Zukunft<br />
das Transportmittel mit dem Messgerät<br />
kommunizieren, um zum Beispiel zeitig<br />
das nächste Bauteil aus der Fertigung<br />
zum Koordinatenmessgerät im Messraum<br />
zu bringen. Wir denken dabei an standar-<br />
Düffert: Ich muss vielleicht klarstellen,<br />
dass wir nicht generell in das Geschäft<br />
etwa mit fahrerlosen Transportsystemen<br />
einsteigen wollen. Das beherrschen andere<br />
besser. Unser Fokus wird immer auf der<br />
Kombination mit der Messtechnik liegen.<br />
Um aber auf Ihre Frage zu kommen: Die<br />
Automobilindustrie ist da sicher der Vorreiter,<br />
dem andere Branchen folgen werden.<br />
Global gesehen registrieren wir eine<br />
starke Nachfrage vor allem in Europa und<br />
den USA. Dort sind wir mit einer Vertriebsniederlassung<br />
ja genauso vertreten<br />
wie auf dem chinesischen Markt, den wir<br />
über unsere Niederlassung in Singapur<br />
bedienen.<br />
Und wie hat sich der chinesische<br />
Markt für Sie entwickelt?<br />
Düffert: Auf der einen Seite kaufen die<br />
chinesischen Industrieunternehmen –<br />
dem Wunsch der Regierung entsprechend<br />
– zunehmend heimische Produkte. Dadurch<br />
ist der Markt für uns schwieriger<br />
geworden, zumal es dort Kopierer unserer<br />
Produkte gibt, die mit Dumpingpreisen<br />
auf den Markt gehen. Auf der anderen<br />
Seite gibt es ja gerade in der chinesischen<br />
Automobilindustrie viele neue OEMs, bei<br />
denen wir mit unseren Produkten punkten<br />
können. Vollautomatisierte Lösungen wie<br />
unsere Strukturplatten können unsere<br />
chinesischen Wettbewerber eben noch<br />
nicht. Solch komplexe Produkte sind unsere<br />
Chance.<br />
Gibt es weitere Geschäftsbereiche,<br />
die Sie ausbauen wollen?<br />
Düffert: Ja, wir forcieren derzeit unser<br />
Projektgeschäft in der Form, dass wir unsere<br />
gesamte Expertise – von der Konzeption<br />
und Konstruktion über die Fertigung<br />
und Montage bis hin zur Messtechnik –<br />
als Dienstleistung am Markt anbieten. Vor<br />
allem bei voluminösen, komplexen, anspruchsvollen<br />
Teilen mit hohen Toleranzanforderungen<br />
sehen wir uns da als den<br />
richtigen Partner für unsere Kunden. Wir<br />
haben zum Beispiel mehrere Messmaschinen<br />
mit sehr großen Verfahrwegen, über<br />
die ein normaler Lohnmesstechnikbetrieb<br />
in der Regel nicht verfügt.<br />
Was haben Sie ansonsten noch<br />
verändert?<br />
Düffert: Wir haben intern neue Strukturen<br />
geschaffen, um etwa die Geschwindigkeit<br />
bei Kundenprojekten zu erhöhen.<br />
Das geht in Richtung Lean Management.<br />
So haben wir zum Beispiel ein Kundencenter<br />
eingerichtet, in dem zentral alle<br />
Anfragen eingehen und an das Projektmanagement<br />
weitergeleitet werden. Auch<br />
gestalten wir unsere Fertigung Richtung<br />
smarte Fabrik um; wir haben sieben sich<br />
selbst organisierende Fertigungsinseln<br />
mit allen Gewerken und moderner Logistik<br />
geschaffen. Das sorgt für kurze Wege<br />
und schnellere Durchlaufzeiten. Das<br />
heißt, wir haben die komplette Organisation<br />
gewissermaßen umgekrempelt. Unsere<br />
Kunden und Mitarbeiter bilden wir in<br />
der eigens dafür neu geschaffenen Witte<br />
Akademie aus. In der Außenwirkung haben<br />
wir unsere Markenstrahlkraft geschärft.<br />
Damit sind wir für die Zukunft<br />
sehr viel besser aufgestellt, um unsere<br />
Ideen in die Tat umzusetzen. Unser Ziel ist<br />
letztlich Wachstum in einem moderaten<br />
Rahmen – organisch mit bestehenden<br />
und neuen Produkten und Services, aber<br />
vielleicht sogar anorganisch durch Zukäufe.<br />
8 <strong>Quality</strong> <strong>Engineering</strong> » 01 | 2024
Alles was Recht ist<br />
Wie lassen sich Kosten und<br />
Schäden beweisen?<br />
Selbst bei größtmöglicher Sorgfalt besteht ein Risiko, dass es im Rahmen einer<br />
Geschäftsbeziehung zu ungeplanten Kosten kommt, die weiterbelastet werden sollen.<br />
Firmen sind dann oft mit der Forderung nach Plausibilisierung dieser Kosten<br />
konfrontiert und fragen sich, welche konkreten Nachweise zu erbringen sind.<br />
In der <strong>Quality</strong> <strong>Engineering</strong> informiert reuschlaw regelmäßig über rechtliche Themen.<br />
Beispielhafte Fälle hierfür können<br />
sein, dass durch ein mangelhaftes<br />
Produkt Aufwendungen entstanden sind<br />
(etwa für Nachbesserungsarbeiten) oder<br />
ein Lieferant im Vertrauen auf weitere<br />
Bestellungen des Kunden Material beschafft<br />
und bezahlt hat, das infolge ausbleibender<br />
Bestellungen nicht mehr genutzt<br />
werden kann. Aus rechtlicher Perspektive<br />
gilt grundsätzlich: Jede Partei<br />
muss die Tatsachen beweisen, die für sie<br />
günstig sind. Die sogenannte Beweislast<br />
trägt daher die Partei, die die Kosten geltend<br />
macht. Diese Partei hat sowohl das<br />
Bestehen als auch die Höhe zu beweisen.<br />
Wie diese Beweislast erfüllt wird (Beweismaß),<br />
ist davon abhängig, wie ein<br />
damit befassendes Gericht dies beurteilen<br />
würde. Im Grundsatz gilt diesbezüglich<br />
§286 Abs. 1 ZPO, wonach das Gericht von<br />
der Wahrheit der Tatsachen überzeugt<br />
werden muss. Der Bundesgerichtshof<br />
(BGH) verlangt hierfür einen „für das<br />
praktische Leben brauchbare[n] Grad von<br />
Gewissheit, der verbleibenden Zweifeln<br />
Schweigen gebietet, ohne sie völlig auszuschließen“<br />
(VI ZR 164/18, Rn. 8).<br />
Im Detail hilft diese Aussage des BGH<br />
für die Frage nach den konkreten Anforderungen<br />
an einen Beweis jedoch nicht<br />
weiter. Genügt es etwa, plausible Kalkulationen<br />
zu übermitteln, oder müssen vielmehr<br />
Rechnungen vorgelegt werden?<br />
Müssen gar die Belege von erfolgten<br />
Überweisungen vorgelegt werden?<br />
Hier gilt: Es kommt darauf an. Es gibt<br />
zwar gerichtlich entschiedene Fälle (zum<br />
Beispiel das Urteil des LG Magdeburg vom<br />
11.08.2015 – 11 O 617/15), die die Vorlage<br />
von Überweisungsbelegen fordern. Allerdings<br />
ist aufgrund der diesbezüglichen<br />
Ermessensentscheidung von Gerichten<br />
stets der Einzelfall für die Anforderungen<br />
an den konkreten Nachweis maßgeblich.<br />
Ist es infolge der dargelegten Beweise<br />
streitig, ob und in welcher Höhe Kosten<br />
tatsächlich entstanden sind, obliegt es<br />
dem Gericht, im Rahmen seiner Ermessensentscheidung<br />
die Höhe eines Anspruchs<br />
„unter Würdigung aller Umstände“<br />
zu schätzen (§ 287 ZPO). Das kann im<br />
Ergebnis sowohl vor- als auch nachteilhaft<br />
sein. Daher empfiehlt es sich, entsprechende<br />
Nachweise stets so konkret<br />
und vollständig wie möglich zu erbringen.<br />
Da die Frage nach (konkreteren) Nachweisen<br />
über Kosten immer nur dann relevant<br />
wird, wenn die Gegenseite oder ein<br />
gegebenenfalls involviertes Gericht die<br />
bisherigen Nachweise als unzureichend<br />
rügt, kann es taktisch klug sein, Nachweise<br />
schrittweise zu erbringen. So können<br />
etwa zunächst interne Kalkulationen als<br />
Beweismittel vorgelegt werden. Dadurch<br />
kann erheblicher Aufwand für die häufig<br />
zeitaufwendige Aufbereitung von weiteren<br />
Unterlagen gespart werden. Um schon<br />
nicht in die Lage zu kommen, keine ausreichenden<br />
Belege zur Hand zu haben,<br />
sollten Nachweise für entstandene Kosten<br />
systematisch erfasst und verwaltet<br />
werden.<br />
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Bild: Reusch Rechtsanwälte<br />
Bild: merklicht/stock.adobe.com<br />
<strong>Quality</strong> <strong>Engineering</strong> » 01 | 2024 9
» MANAGEMENT<br />
Ein Jahr Lieferkettengesetz: Integritynext und BME ziehen Zwischenbilanz<br />
Sorgfaltspflichten fordern<br />
die Unternehmen<br />
Nach dem ersten Jahr des Lieferkettensorgfaltspflichtengesetzes (LKSG)<br />
ziehen Unternehmen ab 3000 Mitarbeitenden eine mäßig positive Bilanz.<br />
Laut Studie von Integritynext und dem Branchenverband BME stellen<br />
zeitlicher und organisatorischer Aufwand, Transparenz sowie<br />
Datenqualität die größten Herausforderungen bei der Umsetzung dar.<br />
Laut Studie beurteilen mehr als drei Viertel der Unternehmen ihre Lieferanten unter Nachhaltigkeitsaspekten oder planen dies zu tun.<br />
Bild: zaie/stock.adobe.com<br />
Unternehmen sehen einen bedeutenden<br />
Hebel für mehr Nachhaltigkeit<br />
in ihrer Lieferkette. Das gaben 66 % der<br />
Befragten im Rahmen einer Studie an, die<br />
Integritynext, ein Cloud-Lösungsanbieter<br />
für das Management von Nachhaltigkeit<br />
in der Lieferkette, gemeinsam mit dem<br />
Bundesverband Materialwirtschaft, Einkauf<br />
und Logistik (BME) veröffentlicht<br />
hat. Darin wurden insgesamt 244 Unternehmen,<br />
darunter vorwiegend Mitgliedsunternehmen<br />
des BME, zur Umsetzung<br />
des Lieferkettensorgfaltspflichtengesetz<br />
(LKSG) befragt. In der mittlerweile dritten<br />
Ausgabe der Studie konnten die Unternehmen<br />
zum ersten Mal von ihren praktischen<br />
Erfahrungen mit dem Gesetz berichten.<br />
Das LKSG ist am 1. Januar 2023 in Kraft<br />
getreten, um nachhaltiges und verantwortungsvolles<br />
unternehmerisches Handeln<br />
entlang der gesamten Lieferkette zu<br />
etablieren. Es regelt umfangreiche Sorgfalts-<br />
und Berichtspflichten der Unternehmen<br />
bezüglich ihrer Lieferkette. Dem<br />
Gesetz unterliegen seit dem 1. Januar<br />
2023 alle Unternehmen mit Sitz in<br />
Deutschland und mehr als 3000 im Inland<br />
Beschäftigten, seit dem 1. Januar 2024<br />
nun auch Unternehmen ab 1000 Mitarbeitenden.<br />
Bilanz: Gute Erfahrungen<br />
überwiegen<br />
Bisher ziehen Unternehmen eine mäßig<br />
positive Bilanz zum ersten Jahr des<br />
Gesetzes. Mit Kernelementen wie dem<br />
Aufbau eines Risikomanagementsystems<br />
(58 %) und der Durchführung regelmäßiger<br />
Risikoanalysen (41 %) bei allen direkten<br />
Lieferanten haben die bereits 2023<br />
betroffenen Unternehmen gute bezie-<br />
10 <strong>Quality</strong> <strong>Engineering</strong> » 01 | 2024
hungsweise sehr gute Erfahrungen gemacht.<br />
38 % aller befragten Unternehmen<br />
geben außerdem an, das LKSG helfe<br />
ihnen signifikant dabei, Nachhaltigkeit im<br />
Unternehmen und der Lieferkette in der<br />
Praxis voranzutreiben.<br />
Schwierigkeiten sehen bereits betroffene<br />
Firmen jedoch vor allem in Bereichen<br />
wie dem Ergreifen von Abhilfemaßnahmen<br />
zur Risikominimierung und bei der<br />
Umsetzung der Sorgfaltspflichten bei<br />
mittelbaren Zulieferern. Weniger als ein<br />
Drittel (30 %) der Befragten gab an, damit<br />
gute bis sehr gute Erfahrungen gesammelt<br />
zu haben. Mit der Umsetzung<br />
der Sorgfaltspflichten bei mittelbaren Zulieferern<br />
haben lediglich 14 % gute bis<br />
sehr gute Erfahrungen gemacht. Dies<br />
könnte daran liegen, dass es für Unternehmen<br />
zunehmend schwierig ist, Transparenz<br />
über unmittelbare Lieferanten hinaus<br />
zu gewinnen.<br />
Risikomanagementsysteme<br />
sind unerlässlich<br />
Um die Lieferkette monitoren zu können,<br />
benötigen Unternehmen ein funktionierendes<br />
Risikomanagementsystem für<br />
ESG-Belange (Environmental, Social and<br />
Governance). Mittlerweile geben 80 %<br />
der Befragten an, ein solches System in<br />
Planung oder bereits implementiert zu<br />
haben. 2021 lag diese Zahl noch bei 57 %.<br />
Das Monitoring der Lieferkette ist jedoch<br />
komplex. Deshalb nutzen 84 % der<br />
Unternehmen Softwarelösungen, um beispielsweise<br />
Daten-Risikoanalysen durchzuführen<br />
oder Reportings zu erstellen.<br />
88 % der Softwarenutzer setzen dabei<br />
auf das Know-how von Drittanbietern.<br />
Trotz aller Bemühungen beschränken<br />
sich Einblicke in die Lieferkette bisher oft<br />
auf direkte Zulieferer. Der Überblick über<br />
die gesamte Lieferkette bleibt eine Herausforderung,<br />
da komplexe Lieferkettenbeziehungen<br />
oftmals die notwendigen<br />
Einblicke erschweren. Insgesamt haben<br />
mehr als drei Viertel der Befragten (76 %)<br />
zumindest teilweise Transparenz über ihre<br />
direkten Zulieferer. Allerdings ist zu bedenken,<br />
dass bedeutende Nachhaltigkeitsrisiken<br />
wie Zwangs- oder Kinderarbeit<br />
in vielen Branchen auf den untersten<br />
Lieferkettenebenen zu verorten sind.<br />
Bild: BME<br />
„Die Zahlen belegen, dass wir in der Umsetzung<br />
des LKSG schon viel erreicht habe“, sagt BME-<br />
Hauptgeschäftsführerin Dr. Helena Melnikov.<br />
„Unternehmen brauchen aber weiterhin Hilfe -<br />
stellung, um das volle Potenzial ihrer Lieferkette<br />
nachhaltig und sicher ausschöpfen zu können.“<br />
Für Unternehmen mit 3000 oder mehr<br />
Mitarbeitenden stellt zudem die Qualität<br />
der benötigten Daten eine große Herausforderung<br />
dar (50 %). Daneben sehen Unternehmen<br />
zeitlichen und organisatorischen<br />
Aufwand als die größten Hürden<br />
bei der Einhaltung der Sorgfaltspflichten.<br />
Besonders überraschend: Nur ein Zehntel<br />
Die schriftliche Online-Umfrage<br />
wurde im Zeitraum von September<br />
bis Ende Oktober 2023<br />
durchgeführt und richtete sich<br />
in erster Linie an die Mitgliedsunternehmen<br />
des BME. Der<br />
Schwerpunkt lag auf Unternehmen<br />
aus dem produzierenden<br />
Gewerbe und technologieintensiven<br />
Branchen, die häufig besonders<br />
komplexe Lieferketten<br />
aufweisen. Knapp ein Drittel<br />
der 244 teilnehmenden Firmen<br />
hat über 3000 Angestellte und<br />
fällt somit seit dem 1. Januar als<br />
erste Gruppe unter das LKSG.<br />
der bereits betroffenen Unternehmen<br />
nimmt die Berichterstattung als Herausforderung<br />
wahr. Kosten und budgetäre<br />
Fragen nennen nur 13 % als negativen<br />
Aspekt.<br />
Doch auch Unternehmen, die vor der<br />
Umsetzung des LKSG stehen, haben noch<br />
großen Handlungsbedarf. So fühlen sich<br />
nur 22 % von ihnen gut oder sehr gut<br />
vorbereitet, regelmäßige Risikoanalysen<br />
ihrer unmittelbaren Zulieferer durchzuführen.<br />
Nur ein Viertel der zukünftig betroffenen<br />
Unternehmen sehen der geforderten<br />
Dokumentation und Berichterstattung<br />
gut bis sehr gut vorbereitet entgegen.<br />
Hier gilt es Unternehmen aus den Erfahrungen<br />
anderer lernen zu lassen und<br />
die richtigen Tools und Prozesse rechtzeitig<br />
einzuführen.<br />
„Die Zahlen belegen, dass wir in der<br />
Umsetzung des LKSG schon viel erreicht<br />
haben. Unternehmen brauchen aber weiterhin<br />
Hilfestellung, um das volle Potenzial<br />
ihrer Lieferkette nachhaltig und sicher<br />
ausschöpfen zu können“, betont BME-<br />
Hauptgeschäftsführerin Dr. Helena Melnikov.<br />
Während unmittelbare Lieferanten<br />
bei der Umsetzung der Sorgfaltspflichten<br />
schon gut vorankämen, bestehe bei den<br />
mittelbaren Zulieferern aber noch großer<br />
Handlungsbedarf.<br />
Über die Studie<br />
Über ein Drittel umfasst zudem<br />
Unternehmen mit 1000 bis<br />
3000 Mitarbeitenden, für die<br />
das LKSG erstmalig seit dem<br />
1. Januar 2024 gilt. Die übrigen<br />
Unternehmen mit weniger als<br />
1000 Angestellten sind nicht<br />
direkt vom LKSG betroffen.<br />
Die komplette Studie kann<br />
bei Integritynext angefordert<br />
werden unter:<br />
https://hier.pro/<br />
XluZT<br />
<strong>Quality</strong> <strong>Engineering</strong> » 01 | 2024 11
» MANAGEMENT<br />
Software-Plattform hilft beim LKSG<br />
Transparenz in der<br />
Lieferkette<br />
Die Grundlage, um das Lieferkettensorgfaltspflichtengesetz zu erfüllen, sind<br />
Informationen. Doch die Daten liegen in vielen unterschiedlichen Quellen<br />
und zum Teil in unstrukturierter Form vor. Start-ups wie Osapiens stellen<br />
dafür Software bereit, die bestimmte Aufgaben automatisiert übernimmt.<br />
» Markus Strehlitz<br />
Unternehmen müssen<br />
für das LKSG eine riesige<br />
Menge an Daten<br />
analysieren. Bei tausenden<br />
von Lieferanten<br />
lässt sich das kaum<br />
manuell bewältigen.<br />
Bild: Production Perig/stock.adobe.com<br />
feranten hat. Dann lässt sich das vielleicht<br />
mit einem Excel Sheet bewältigen“,<br />
so Wawrzinek. Bei Unternehmen mit<br />
1000, 10.000 oder sogar 100.000 Lieferanten<br />
sei dies eine deutlich komplexere<br />
Aufgabe. Und diese ließe sich kaum ohne<br />
eine spezialisierte Software bewältigen.<br />
Sein Unternehmen stellt Firmen genau<br />
eine solche Software zu Verfügung. Im<br />
Zuge des LKSG und weiterer Richtlinien in<br />
Sachen Nachhaltigkeit entsteht gerade<br />
eine Art Ökosystem aus Anbietern, die<br />
Unternehmen dabei helfen, mit den<br />
wachsenden Anforderungen fertig zu<br />
Unternehmen stünden vor einer großen<br />
Herausforderung, sagt Stefan<br />
Wawrzinek, Co-Founder des Start-ups<br />
Osapiens. Um das Lieferkettensorgfaltspflichtengesetz<br />
(LKSG) zu erfüllen, müssten<br />
sie sicherstellen, dass ihre Lieferketten<br />
nachhaltig sind – also dass es keine<br />
Fälle von Kinderarbeit, Diskriminierung<br />
und Umweltschäden gibt. Das bedeutet:<br />
Unternehmen müssen sämtliche Lieferanten<br />
analysieren, die Risiken identifizieren<br />
und dann entsprechende Abhilfemaßnahmen<br />
einleiten. „Das ist noch relativ einfach,<br />
wenn ein Unternehmen nur 50 Liewerden.<br />
Denn die Herausforderungen sind<br />
in der Tat groß. Die Informationen, die<br />
dafür benötigt werden, liegen in vielen<br />
verschiedenen Quellen vor. Und sie sind<br />
nicht nur in Tabellen zu finden, sondern<br />
verstecken sich auch in unstrukturierten<br />
Formaten wie zum Beispiel langen Texten.<br />
Das wird deutlich, wenn Wawrzinek erklärt,<br />
wie die Software von Osapiens arbeitet.<br />
„Wir werten weltweit sehr viele<br />
Quellen aus, die etwa von NGOs oder von<br />
Regierungen zur Verfügung gestellt werden.<br />
Daraus berechnet unsere Software<br />
dann, welches Risiko potenziell für einen<br />
12 <strong>Quality</strong> <strong>Engineering</strong> » 01 | 2024
estimmten Lieferanten in einer bestimmten<br />
Industrie entstehen könnte.“<br />
Neben Berichten der verschiedenen Organisationen<br />
und Institutionen werden auch<br />
Zeitungsartikel analysiert. „Unsere Software<br />
liest quasi jeden Tag mehrere tausend<br />
Zeitungsquellen – national und international.<br />
Dabei versucht sie zu erkennen:<br />
Ist in dieser Zeitung ein Bericht enthalten,<br />
der potenziell eine Gefahr im Zusammenhang<br />
mit dem LKSG beinhalten<br />
könnte? Und ist eines meiner Unternehmen<br />
davon betroffen?“<br />
Dafür nutzt Osapiens auch Künstliche<br />
Intelligenz (KI). Im Gegensatz zu bestimmten<br />
Indizes wie etwa dem Human<br />
Freedom Index befinden sich in den Zeitungsartikeln<br />
keine konkreten Zahlenwerte.<br />
In einem solchen Text werde lediglich<br />
beschrieben, wie das Risiko aussieht, so<br />
Wawrzinek. „Unsere KI liest diesen Text<br />
und evaluiert automatisch: Welches Risiko<br />
ist in dem Text enthalten und wie kritisch<br />
ist das Risiko?“<br />
Workflow-Engine<br />
verschickt Fragebögen<br />
Die Software analysiert aber nicht nur das<br />
Risikopotenzial. Sie unterstützt auch bei<br />
den operativen Maßnahmen, die daraus<br />
folgen. Mit einer integrierten Workflow-<br />
Engine lassen sich bestimmte Prozesse<br />
automatisieren. Das Tool verschickt zum<br />
Beispiel selbstständig Fragebögen an die<br />
Lieferanten aufgrund von bestimmten<br />
Kriterien. „Wenn es nach zwei Wochen<br />
darauf keine Antwort gibt, geht die Software<br />
davon aus, dass etwas nicht stimmt,<br />
und fragt noch einmal nach. Das Gleiche<br />
passiert nach weiteren zwei Wochen.“<br />
Falls es dann noch immer keine Rückmeldung<br />
gebe, werde der Fall an die zuständigen<br />
Mitarbeiter weitergeleitet.<br />
Zu jedem Lieferanten wird eine digitale<br />
Akte angelegt. Aus dieser heraus kann die<br />
Software auch Vorschläge für bestimmte<br />
Maßnahmen machen, die im LKSG klar definiert<br />
sind. Das können zum Beispiel vertraglichen<br />
Anpassungen sein. Die Durchführung<br />
der Maßnahme wird dann wiederum<br />
in der Akte festgehalten. „Es ist ein wesentlicher<br />
Vorteil unserer Lösung, dass alles,<br />
was vorfällt, dokumentiert und Auditsicher<br />
abgelegt wird“, erklärt Wawrzinek.<br />
Software-Lösungen wie die von Osapiens<br />
können die Mitarbeiter in den Unternehmen<br />
entlasten, indem sie diesen<br />
gerade durch die Automatisierungsfunktionen<br />
viele Aufgaben abnehmen. Denn<br />
das Personal im Einkauf, in den Compli -<br />
ance-Abteilungen und im Qualitätsmanagement<br />
kann sich ohnehin nicht über<br />
mangelnde Beschäftigung beklagen. Die<br />
Anforderungen durch das LKSG kommen<br />
nun noch zusätzlich hinzu.<br />
Laut Wawrzinek ist noch mit mehr Arbeit<br />
zu rechnen. Das LKSG sei erst der Anfang.<br />
„Es wird noch viele weitere Gesetze<br />
im Bereich Nachhaltigkeit geben, die<br />
ebenfalls Transparenz einfordern.“ Dazu<br />
zählt etwa die Corporate Sustainability<br />
Reporting Directive (CSRD). Diese sei<br />
noch deutlich komplexer als das LKSG, so<br />
Wawrzinek. Die Berichtspflicht umfasse<br />
bis zu 1300 KPIs. Und auch dafür bräuchten<br />
Unternehmen die Unterstützung<br />
durch eine spezialisierte Software.<br />
Osapiens verfolgt daher ein Plattformkonzept.<br />
Auf dem sogenannten Osapiens-<br />
Hub will der Anbieter alle Funktionen bereitstellen,<br />
die für eine ganzheitliche<br />
Transparenz sorgen. „Unternehmen wollen<br />
nicht für jedes neue Gesetz eine eigene<br />
Software“, sagt Wawrzinek. „Sondern<br />
sie wollen eine einzige Plattform nutzen,<br />
Bild: Osapiens<br />
die all das, was man aus einer Anforderung<br />
gelernt hat, auch auf andere überträgt.“<br />
Mehr Flexibilität dank<br />
der Cloud<br />
Bereitgestellt wird diese Plattform in der<br />
Cloud, wobei Wawrzinek betont, dass alle<br />
Daten Eigentum des Anwenderunternehmens<br />
bleiben und die Technologie in einem<br />
deutschen Rechenzentrum betrieben<br />
wird. Ein Vorteil einer Cloud-Lösung sei,<br />
dass sie viel Flexibilität biete, um mit den<br />
bereitgestellten Software-Funktionen<br />
schnell auf neue rechtliche Anforderungen<br />
reagieren zu können.<br />
Um von den Vorteilen einer Software<br />
wie der von Osapiens profitieren zu können,<br />
bedarf es aber einer soliden Basis. „Je<br />
mehr Daten ein Unternehmen schon in<br />
digitaler Form hat, desto schneller lässt<br />
sich eine Lösung wie unsere umsetzen“,<br />
erklärt Wawrzinek. Die Stammdaten seien<br />
die Grundlage, auf der die Software aufsetzt.<br />
Ein funktionierendes Stammdatenmanagement<br />
und eine konsolidierte digitale<br />
Ablage sind zwar keine triviale Aufgabe.<br />
Doch das ist die Hausaufgabe, die<br />
Unternehmen zunächst erledigen müssen,<br />
um sich beim LKSG Unterstützung durch<br />
Software zu holen.<br />
Die Software von<br />
Osapiens zeigt das<br />
Risikopotenzial auf.<br />
Dafür durchforstet<br />
sie auch weltweit<br />
Zeitungsartikel.<br />
<strong>Quality</strong> <strong>Engineering</strong> » 01 | 2024 13
Bild: Oleg/stock.adobe.com<br />
Die gesamte Lieferkette im<br />
Blick zu behalten, das ist im<br />
privaten Umfeld schwierig.<br />
Eine Redaktion – zwei Meinungen<br />
Einfacher Einkauf?<br />
Das Management der Lieferkette ist ein essenzielles Thema für jedes<br />
Unternehmen. Aber wie steht man eigentlich im privaten Umfeld dazu?<br />
Wie wichtig ist es, genau zu schauen, wo und was man kauft? Die Redaktion<br />
von <strong>Quality</strong> <strong>Engineering</strong> hat dazu zwei unterschiedliche Meinungen.<br />
Bild: Studioline Photography<br />
Sabine Koll, Redaktion<br />
<strong>Quality</strong> <strong>Engineering</strong>,<br />
bestellt möglichst<br />
nichts beim großen A.<br />
Es ist zeitaufwendig, das<br />
Lieferkettengesetz gewissermaßen<br />
im Alltag umzusetzen.<br />
Ein paar Regeln habe ich<br />
mir diesbezüglich aber auferlegt:<br />
So bestelle ich keine Ware<br />
online beim großen A, weil<br />
ich die Arbeitsbedingungen<br />
für die Beschäftigten alles andere<br />
als gutheiße. Das heißt,<br />
dass ich manchmal länger recherchieren<br />
muss, wo ich ein<br />
Produkt beziehen kann. Beim<br />
Kauf von Kleidung schaue ich außerdem genau hin,<br />
wo und wie die Ware produziert wurde. Auch in<br />
China oder Bangladesch, so habe ich mittlerweile gelernt,<br />
kann im Hinblick auf Menschenrechte und<br />
Umwelt durchaus ordentlich produziert werden. Bei<br />
Lebensmitteln achte ich möglichst auf heimische<br />
Produkte. Das Gemüse aus dem eigenen Garten zahlt<br />
natürlich stark darauf ein. Auch ersetze ich beim<br />
Backen Ahornsirup durch Rübenkraut von der Grafschaft.<br />
Aber ohne Kompromisse geht‘s nicht: Ich will<br />
weder auf Bananen noch auf Schokolade verzichten<br />
– auch wenn letztere aus Waldenbuch kommt.<br />
Als Otto-Normalverbraucher<br />
bei der Auswahl von<br />
Produkten zu erkennen, ob<br />
diese auf nachhaltige Weise<br />
hergestellt wurden, ist<br />
schwierig. Bei Lebensmitteln<br />
gibt immerhin das Bio-Siegel<br />
eine Orientierung – doch über Markus Strehlitz,<br />
eine faire Produktion sagt dieses<br />
auch nichts aus. Bei Klei-<br />
<strong>Engineering</strong>, braucht<br />
Redaktion <strong>Quality</strong><br />
dung ist es noch schwieriger. nicht immer Neuware.<br />
Sind Hosen oder T-Shirts, die<br />
in einem asiatischen Schwellenland<br />
gefertigt wurden, aus Nachhaltigkeitsperspektive<br />
automatisch fragwürdig? Ich weiß es einfach<br />
nicht. Es gibt Firmen, die laut eigener Aussage<br />
fair produzieren lassen. Von denen habe ich auch das<br />
eine oder andere Kleidungsstück im Schrank. Aber<br />
man kann sich ja nicht nur mit wenigen Marken ausstatten.<br />
Ich kaufe mittlerweile zunehmend Second-<br />
Hand-Mode in den entsprechenden Online-Shops.<br />
Dort gibt es eine riesige Auswahl zu guter Qualität.<br />
Ich kann dabei zwar auch nicht prüfen, wie die<br />
Sachen hergestellt wurden. Aber ich habe immerhin<br />
einen Beitrag zur Kreislaufwirtschaft geleistet.<br />
Bild: Tom Oettle<br />
14 <strong>Quality</strong> <strong>Engineering</strong> » 01 | 2024
MANAGEMENT «<br />
KI und Personalmanagement<br />
Wandel für Mitarbeiter<br />
und Unternehmen<br />
Künstliche Intelligenz (KI) hat mittlerweile Einfluss auf alle Bereiche<br />
des Lebens – dazu zählt auch das Personalwesen. Das reicht<br />
von speziellen Tools für das Talentmanagement bis zum Umgang<br />
mit den Ängsten der Mitarbeiter vor der Technologie.<br />
Eines der größten Diskussionsthemen in der<br />
Wirtschaft ist der zu erwartende, immer stärker<br />
werdende Einsatz von KI. Vor allem das Personalmanagement<br />
wird sich hier mit den weitreichenden<br />
Problemstellungen, welche die gesamte Arbeitswelt<br />
betreffen können, befassen müssen.<br />
Konkrete Beispiele hierfür sind:<br />
• Veränderungen, die das Arbeitsumfeld „Personal“<br />
betreffen: Einführung von KI-gestützten Tools für<br />
das Talentmanagement und die Automatisierung<br />
von wiederkehrenden Aufgaben wie der Auswahl<br />
von Bewerbungen. Dies erfordert Schulungen für<br />
Mitarbeiter, um sich mit den neuen Technologien<br />
vertraut zu machen und effektiv damit arbeiten zu<br />
können. Außerdem muss sich die Personalarbeit<br />
gezielt über neue Berufsbilder, Ausbildungsrichtungen<br />
und so weiter informieren, die in den einzelnen<br />
Fachabteilungen eines Unternehmens entstehen.<br />
• Datenschutz und Ethik: Implementierung von KIbasierten<br />
Analyse-Tools für Mitarbeiterleistungen<br />
und -verhalten. Es wird notwendig werden, Datenschutzrichtlinien<br />
zu aktualisieren und sicherzustellen,<br />
dass Mitarbeiter über die Art der gesammelten<br />
Daten informiert sind und deren Verwendung<br />
verstehen.<br />
• Angst vor Arbeitsplatzverlust: Mit dieser Thematik<br />
proaktiv umgehen und zum Beispiel klar kommunizieren,<br />
dass KI als Unterstützung für Mitarbeiter<br />
dient und die menschliche Arbeitskraft ergänzt,<br />
anstatt sie zu ersetzen.<br />
• KI-Fachkräftemangel: Schaffung von Schulungsprogrammen<br />
für bestehende Mitarbeiter, um ihre<br />
Fähigkeiten im Umgang mit KI zu verbessern. Wie<br />
unter Punkt 1 bereits angedeutet, auch die entsprechenden<br />
Wege und Maßnahmen suchen und<br />
beherrschen, um die Einstellung externer Talente<br />
mit entsprechender KI-Expertise realisieren zu<br />
können.<br />
Die Beratungsgruppe wirth + partner informiert in <strong>Quality</strong> <strong>Engineering</strong> regelmäßig über<br />
Personal und Karriere.<br />
Dies sind nur einige Beispiele, welche die ganze<br />
Bandbreite der KI-Thematik aufzeigen sollen. Welche<br />
konkreten Maßnahmen im einzelnen Unternehmen<br />
und auf welche Weise umgesetzt werden müssen,<br />
hängt natürlich von den individuellen Aufgabenstellungen<br />
und Arbeitsinhalten ab, die in einer Firma zu<br />
bewältigen sind.<br />
Welche kulturellen Veränderungen<br />
und was für Auswirkungen die<br />
Künstliche Intelligenz auf die Zusammenarbeit<br />
im Unternehmen<br />
entstehen können, werden wir erst<br />
in der Zukunft sehen. Um eine positive<br />
Einstellung und Akzeptanz zu<br />
erreichen, wird es aber vor allem<br />
Aufgabe der Führungsebene sein,<br />
die Bedeutung von KI in der Unternehmensstrategie<br />
zu betonen.<br />
Bild: wirth + partner<br />
Udo Wirth<br />
wirth + partner<br />
www.wirth-partner.com<br />
Bild: tomertu/stock.adobe.com<br />
<strong>Quality</strong> <strong>Engineering</strong> » 01 | 2024 15
» MANAGEMENT<br />
Professioneller Systemcheck sorgt für Software-Optimierung<br />
Frischer Wind in den<br />
Managementprozessen<br />
Bei Bäko Hansa vereinfacht ein Integriertes Managementsystem von<br />
Consense die standortübergreifende Dokumentation, das im Laufe<br />
der Zeit um spezielle Module erweitert wurde. Ein Systemcheck nach<br />
gut einem Jahrzehnt hat eine ganze Reihe von Ansätzen zur<br />
Optimierung aufgedeckt, die nun schrittweise umgesetzt werden.<br />
Bäko Hansa ist Teil des genossenschaftlichen<br />
Verbandes Bäko, der Produkte und Dienstleistungen<br />
für das Bäcker- und Konditorhandwerk bietet.<br />
Um von der Auftragsannahme bis zur Auslieferung<br />
die Abnehmer rundum zufriedenzustellen und<br />
die Effizienz der Genossenschaft stetig zu verbessern,<br />
werden alle organisatorischen, kaufmännischen und<br />
technischen Abläufe kontinuierlich überprüft und<br />
optimiert. Dabei leistet das Integrierte Managementsystem<br />
IMS Enterprise von Consense seit 2011 elektronische<br />
Unterstützung.<br />
Mithilfe der Software hat das Unternehmen ein<br />
umfassendes zentrales Dokumentenmanagementsystem<br />
aufgebaut, das die transparente Steuerung und<br />
die revisionssichere Archivierung von Dokumenten<br />
und Prozessen übernimmt. Alle Mitarbeitenden der<br />
Mehr Transparenz: Das Managementsystem erfasst alle Prozessschritte und ordnet Zuständigkeiten eindeutig zu.<br />
Bild: Bäko Hansa<br />
16 <strong>Quality</strong> <strong>Engineering</strong> » 01 | 2024
Bild: Bäko Hansa<br />
Alle Vorgaben unter<br />
einem Hut: Neben dem<br />
Qualitätsmanagement<br />
organisiert IMS Enterprise<br />
bei Bäko Hansa<br />
auch weitere Normen<br />
und Richtlinien — zum<br />
Beispiel lebensmittelrechtliche<br />
Anforderungen<br />
(HACCP).<br />
fünf Standorte haben Zugang zu IMS Enterprise –<br />
viele nur lesend, andere auch mit Änderungsberechtigungen.<br />
„Hinter der Einführung der Software stand<br />
das Ziel, unsere standortübergreifende Dokumenta -<br />
tion zu vereinfachen, zum Beispiel durch die elektronische<br />
Lenkung von Informationen mit eindeutiger<br />
Zuordnung. Das sollte uns bei der Umsetzung der<br />
Anforderungen aus der Qualitätsmanagementnorm<br />
DIN EN ISO 9001 unterstützen“, sagt Carolin Feuerhahn,<br />
Teamleiterin Qualitätsmanagement. In den<br />
über zehn Jahren hat sich die Nutzung des Managementsystems<br />
mehr als bewährt. Inzwischen werden<br />
neben dem Qualitätsmanagement auch weitere Normen<br />
und Richtlinien mit der Software organisiert –<br />
darunter Vorgaben aus Bio, KAT, RSPO, Energie- und<br />
Arbeitsschutzmanagement sowie lebensmittelrechtliche<br />
Anforderungen (HACCP) und demnächst auch<br />
IFS Wholesale am Standort Hildesheim.<br />
System lässt sich flexibel an<br />
neue Anforderungen anpassen<br />
Beim Aufbau des Systems profitierte das Unternehmen<br />
von der flexiblen Gestaltung der Softwarelösungen.<br />
Die Basissoftware lässt sich durch verschiedene<br />
Module erweitern. Damit können Firmen und Organisationen<br />
das Integrierte Managementsystem ihren<br />
besonderen Bedürfnissen optimal anpassen.<br />
So fallen bei Bäko Hansa jährlich etwa 130 interne<br />
Audits an, die mit viel Aufwand bei der Planung,<br />
Durchführung und Nachbereitung verbunden sind.<br />
Hier nutzt das genossenschaftlich organisierte Unternehmen<br />
inzwischen das Modul Consense Auditmanagement,<br />
das durch Zeitpläne, automatische<br />
Terminüberwachungen und Benachrichtigungen bei<br />
Verzögerungen oder Ergebnisabweichungen die Abläufe<br />
und die weitere Bearbeitung unterstützt. „Die<br />
internen Audits planen und dokumentieren wir seit<br />
der Einführung des softwarebasierten Systems jetzt<br />
viel effizienter“, so Carolin Feuerhahn. „Wir erleben<br />
außerdem, dass durch die stetige Kontrolle das Verständnis<br />
für die Sinnhaftigkeit von Prozessvorgaben<br />
bei unseren Beschäftigten gestiegen ist. Interne Audits<br />
wurden früher als ein Vorgang wahrgenommen,<br />
der Abweichungen offenlegt. Inzwischen werden sie<br />
auch als Chance verstanden, um Verbesserungsvorschläge<br />
einzubringen – und das wird rege genutzt.“<br />
Maßnahmenmanagement erfasst<br />
zentral alle Aufgaben<br />
Manchmal sind es nur Kleinigkeiten, die den Arbeitsalltag<br />
entscheidend erleichtern können und sich in<br />
relativ kurzer Zeit umsetzen lassen. Mitarbeitende<br />
von Bäko Hansa wünschten sich zum Beispiel die Ergänzung<br />
einer Information im Warenwirtschaftsprogramm,<br />
um im Arbeitsalltag nicht zwischen mehreren<br />
Programmen hin und her springen zu müssen und<br />
damit Zeit zu sparen. In einem anderen Fall kam der<br />
Vorschlag, bei der „Pick-by-voice“-Kommissionierung<br />
die Angabe des zu packenden Gesamtvolumens in<br />
Litern gleich zu Anfang der Ansage<br />
an die ausführende Person mitzuteilen,<br />
damit diese direkt die richtige<br />
Verpackungsgröße wählt und<br />
notwendige Ladehilfsmittel hinzuziehen<br />
kann.<br />
Sinnvolle Verbesserungsvorschläge<br />
des Teams wie diese sollen<br />
schnell übernommen werden. Dabei<br />
hilft im Arbeitsalltag ein weiteres<br />
Modul – das Consense Maßnahmenmanagement.<br />
Es erfasst zentral<br />
alle anstehenden Aufgaben aus unterschiedlichen<br />
Quellen, weist diese<br />
den zuständigen Beschäftigten<br />
Bild: Consense<br />
Dr. Stephan Killich<br />
Geschäftsführung<br />
Consense<br />
www.consense-gmbh.de<br />
<strong>Quality</strong> <strong>Engineering</strong> » 01 | 2024 17
» MANAGEMENT<br />
„Wir haben auf Basis der Ergebnisse dann einen Projektplan<br />
für 2023 erstellt und einige Maßnahmen beschlossen,<br />
mit denen wir unser System für die Nutzenden<br />
zukünftig noch attraktiver und benutzerfreundlicher<br />
gestalten wollen“, so Carolin Feuerhahn.<br />
Dazu führte Bäko Hansa Anfang 2023 zunächst eine<br />
Umfrage unter den Beschäftigten durch. Darin wurde<br />
unter anderem danach gefragt, für wie wichtig die<br />
Mitarbeitenden das Integrierte Managementsystem<br />
in ihrem Arbeitsalltag halten, wie häufig sie es nutzen<br />
und welche Funktionen sie hauptsächlich anwenden.<br />
Dabei kristallisierte sich Verbesserungspooder<br />
Organisationseinheiten zur Ausführung zu und<br />
steuert die Planung, Durchführung und Dokumentation.<br />
„Mit dem Maßnahmenmanagement lenken wir<br />
nicht nur alle aus den Audits hervorgehenden Korrekturmaßnahmen<br />
und Empfehlungen, wir nehmen<br />
auch die Verbesserungsvorschläge unserer Mitarbeitenden<br />
mit auf und überprüfen später die Ausführung.<br />
Unsere Belegschaft erlebt, dass Vorschläge auf<br />
diese Weise schnell umgesetzt werden. Das schafft<br />
Akzeptanz für das System“, erklärt die Qualitätsmanagement-Teamleiterin.<br />
Seit der Einführung von IMS Enterprise ist inzwischen<br />
ein Jahrzehnt vergangen, in dem sich sowohl<br />
das Unternehmen als auch die Software weiterentwickelt<br />
haben. Darum hat Bäko Hansa im Jahr 2022<br />
von Consense einen Systemcheck durchführen lassen.<br />
Die Experten aus dem Bereich Management-<br />
Consulting, der Beratungsdienstleistungen des Softwareentwicklers<br />
umfasst, führten eine professionelle<br />
Analyse des bestehenden Managementsystems<br />
durch. Sie überprüften, ob das System noch zu den<br />
aktuellen Anforderungen passt und alle Möglichkeiten,<br />
welche die Software bietet, vollständig ausnutzt.<br />
Umfrage deckt<br />
Verbesserungspotenzial auf<br />
Zum Unternehmen<br />
Bild: Bäko Hansa<br />
Die Bäko-Gruppe ist ein<br />
deutschlandweiter genossenschaftlicher<br />
Verband,<br />
der seine Mitglieder und<br />
einen weiteren Kundenkreis<br />
mit Produkten und<br />
Dienstleistungen für das<br />
Bäcker- und Konditorhandwerk<br />
beliefert. Bäko Hansa<br />
mit der Zentrale in Hamburg<br />
und vier weiteren<br />
Standorten beschäftigt<br />
275 Mitarbeitende und versorgt<br />
rund 1.000 Abnehmer<br />
mit Rohstoffen, Bedarfsgegenständen,<br />
Reinigungsmitteln,<br />
Maschinen, Geräten,<br />
Ladeneinrichtung und<br />
mehr.<br />
Das Kerngeschäft des Unternehmens<br />
ist die Logistik,<br />
darunter auch die Filialkommissionierung.<br />
Im<br />
hauseigenen Verteilzentrum<br />
werden Artikel für<br />
verschiedene Filialen der<br />
Mitglieder und des Kundenkreises<br />
in individuellen<br />
Stückzahlen, teilweise in<br />
Kleinstmengen, zusammenstellt.<br />
Für die Belieferung<br />
steht ein Fuhrpark mit<br />
50 Lkw bereit.<br />
18 <strong>Quality</strong> <strong>Engineering</strong> » 01 | 2024
tenzial heraus, mit dem sich die Verantwortlichen<br />
des Unternehmens im Rahmen ihres Projekts „Akzeptanz<br />
erhöhen“ 2023 aktiv beschäftigten.<br />
„Im Rahmen des Systemchecks haben wir wertvolle<br />
Hinweise erhalten, wie sich Systemeinstellungen<br />
im Hintergrund und auch solche, die für die Nutzenden<br />
sichtbar sind, weiter optimieren lassen, um das<br />
System noch ansprechender zu gestalten. Das haben<br />
wir nach der Umfrage genutzt, um Anpassungen vorzunehmen“,<br />
berichtet Carolin Feuerhahn. „So haben<br />
wir zum Beispiel die im Hintergrund festgelegten<br />
Geltungsbereiche überarbeitet, um unsere Mitarbeitenden<br />
nicht mit Informationen zu überfrachten.<br />
Auch die Sichtbarkeiten im Managementsystem haben<br />
wir ein wenig eingeschränkt: Unser System enthält<br />
über 1.000 Elemente. Grundsätzlich sollen alle<br />
unsere Beschäftigten einen weitreichenden Einblick<br />
erhalten. An manchen Stellen machen jedoch Einschränkungen<br />
der Sichtbarkeit Sinn, um unseren<br />
Mitarbeitenden bei der Informationssuche das Auffinden<br />
der für ihren Arbeitsbereich relevanten Inhalte<br />
zu vereinfachen.“<br />
Neue Website soll<br />
Begeisterung steigern<br />
Im nächsten Schritt steht bei Bäko Hansa die Überarbeitung<br />
der Startseite auf der Agenda, um diese optisch<br />
aufzufrischen und noch einladender zu gestalten.<br />
Das Integrierte Managementsystem des Unternehmens<br />
wurde im Laufe der Jahre zwar stetig optimiert,<br />
aber der Fokus richtete sich dabei lange Zeit<br />
besonders auf die Inhalte. „Auch bei der Con sense<br />
Software hat sich innerhalb eines Jahrzehnts viel getan:<br />
Es gibt inzwischen viele tolle neue Möglichkeiten,<br />
mit denen sich das System nicht nur inhaltlich,<br />
sondern auch optisch noch ansprechender und anwendungsfreundlicher<br />
ausrichten lässt. Das wollen<br />
wir jetzt unbedingt nutzen“, sagt Carolin Feuerhahn.<br />
„Mit der Neugestaltung unserer Start seite haben wir<br />
bereits begonnen und sind davon überzeugt, dass wir<br />
damit die Begeisterung unter unseren Beschäftigten<br />
für das Managementsystem weiter steigern können.“<br />
Eine Wiederholung der firmenweiten Befragung in<br />
etwa einem Jahr soll dies bestätigen.<br />
Bild: Bäko Hansa<br />
„Die internen Audits<br />
planen und dokumentieren<br />
wir seit der Einführung<br />
des softwarebasierten<br />
Systems viel<br />
effizienter“, berichtet<br />
Carolin Feuerhahn,<br />
Teamleiterin Qualitätsmanagement.<br />
Ausbaufähiges System:<br />
Das Modul Prüfmittelmanagement<br />
unterstützt<br />
das Unternehmen<br />
dabei, die vorgegebenen<br />
Prüffristen<br />
von Anlagen und Geräten<br />
einzuhalten.<br />
Bild: Bäko Hansa<br />
<strong>Quality</strong> <strong>Engineering</strong> » 01 | 2024 19
» MANAGEMENT<br />
<strong>Quality</strong> Day zeigt Chancen und Risiken auf<br />
Digitalisierung verändert<br />
die Mess- und Prüftechnik<br />
Der Trend zur Digitalisierung drückt längst auch der Qualitätssicherung<br />
ihren Stempel auf. Welches Potenzial Software-basierte Lösungen<br />
eröffnen und welche rechtlichen Fallstricke es zu beachten gilt, darüber<br />
diskutierten Branchenexperten beim <strong>Quality</strong> Day von <strong>Quality</strong><br />
<strong>Engineering</strong>, der am 30. Januar in virtueller Form stattfand.<br />
» Dr. Frank-Michael Kieß<br />
Der einführende Roundtable am <strong>Quality</strong> Day diskutierte über Status Quo und Zukunft der Digitalisierung in der Qualitätssicherung (von oben links nach unten<br />
rechts): Markus Strehlitz, Sabine Koll (beide Redaktion <strong>Quality</strong> <strong>Engineering</strong>), Dirk Klenner (Hexagon), Lukas Hengster (Fabasoft), Michael Balke (Werth), Ismail<br />
Söyleyici (Aptean) und Jens Keil (Visometry).<br />
Bild: <strong>Quality</strong> <strong>Engineering</strong><br />
Wareneingangskontrolle auf Papier,<br />
Prüfpläne in Form von Excel<br />
Sheets – in Zeiten von Smartphone und<br />
Cloud mutet das anachronistisch an. Digitalisierung<br />
eröffnet die Chance, Datenbrüche<br />
in der Fertigungskette zu reduzieren<br />
und durch intuitive Bedienung und<br />
Automatisierung von Messsystemen dem<br />
Fachkräftemangel entgegenzuwirken.<br />
Wie sich eine unternehmensübergreifende<br />
Qualitätskontrolle in einem gemeinsamen<br />
CAQ-System als Software-asa-Service<br />
(SaaS) umsetzen lässt, erläuterte<br />
Lukas Hengster, Head of Sales and<br />
Business Development beim Linzer Softwareanbieter<br />
Fabasoft. Er stellte klar, dass<br />
bei getrennten Systemwelten Prüfinformationen,<br />
etwa in schon in der Waren-<br />
eingangskontrolle, teils per E-Mail oder<br />
telefonisch ausgetauscht würden. Dies<br />
koste Zeit und berge die Gefahr von Fehleingaben<br />
und Dateninkonsistenz. Abhilfe<br />
könne einen Cloud-basierte Softwarelösung<br />
schaffen, auf die alle am Prozess Beteiligten<br />
via Browser zugreifen können.<br />
Zulieferer, Hersteller und Kunden erhielten<br />
so stets Zugriff auf die aktuellen Daten.<br />
20 <strong>Quality</strong> <strong>Engineering</strong> » 01 | 2024
Wichtig seien in diesem Zusammenhang<br />
ausgefeilte Berechtigungskonzepte, die<br />
regeln, wer worauf Zugriff hat. Und dass<br />
der Ort, wo die Daten gehostet werden,<br />
dem jeweiligen nationalen Recht unterliege.<br />
In der Realität ist jedoch oftmals noch<br />
kein CAQ- oder MES-System vorhanden.<br />
So jedenfalls beschreibt Ismail Söyleyici,<br />
Account Manager bei Aptean, die Ausgangslage<br />
in vielen Unternehmen. „Oft<br />
finden wir noch Excel und Papier in der<br />
Qualitäts- und Produktionskontrolle vor.“<br />
So seien die Anwender damit beschäftigt,<br />
ständig zwischen diversen Softwareinseln<br />
hin und her zu springen, um die notwendigen<br />
Daten einzusammeln. In seinem<br />
Vortrag zeigte Söyleyici auf, wie ein<br />
durchgängiges MES-System alle Prozesse<br />
von der Projekterstellung bis zur Reklamationsbearbeitung<br />
unterstützen kann.<br />
Er nahm die Zuhörer mit auf eine spannende<br />
Reise durch den PDCA-Zyklus<br />
(Plan, Do, Check, Act) als ein universelles<br />
Modell zur Optimierung des Qualitätsmanagements<br />
in Unternehmen, das letztlich<br />
einen kontinuierlichen Verbesserungsprozess<br />
beschreibt.<br />
Multisensorik auf dem<br />
Vormarsch<br />
Über technologische Trends in der Messtechnik<br />
und eigene Produktinnovationen<br />
berichtete Michael Balke, Leitung Business<br />
Development bei Werth. So setze<br />
sich die Multisensorik immer mehr durch.<br />
Vom einfachen Tischgerät bis hin zum<br />
hochpräzisen KMG mit großem Messvolumen<br />
lassen sich bei Werth nicht mehr nur<br />
klassische taktische und optische Messungen<br />
durchführen. Mit bis zu 12 unterschiedlichen<br />
Sensoren kann eine Fülle<br />
von Merkmalen auf einem Gerät erfasst<br />
werden.<br />
Außerdem warf Balke einen Blick auf<br />
neue Entwicklungen in der Computertomografie<br />
(CT). Werth bietet mittlerweile<br />
auch kleine, kaum mehr als schreibtischgroße<br />
Geräte an, die hohe Messgeschwindigkeit<br />
beí hoher Auflösung bieten. Ein<br />
integriertes Werkstückwechselsystem erlaubt<br />
mannlose Bedienung für schichtübergreifende<br />
Messungen ohne zusätzliche<br />
Robotik. Mit einer neu entwickelten<br />
Submikrometer-Fokusröhre sind auch<br />
Auflösungen im nm-Bereich möglich.<br />
Generell sieht Balke steigende Anforderungen<br />
an die Messtechnik – durch komplexere<br />
Werkstücke, engere Toleranzen<br />
und steigende Dokumentationspflicht.<br />
Daneben gehe der Trend klar zur Messung<br />
vieler Punkte, um verschiedene Merkmale<br />
zugleich zu definieren und zu analysieren.<br />
Wie Unternehmen mit automatisierter<br />
Messtechnik dem Fachkräftemangel entgegenwirken<br />
und gleichzeitig Fertigungsprozesse<br />
optimieren können, erläuterte<br />
Dirk Klenner, Business Development Sales<br />
& Automation beim Messtechnik-Multi<br />
Hexagon. Als Beispiel zeigte er die Roboter-geführte<br />
Automationszelle Presto. Sie<br />
kombiniert einen Laserscanner mit Software,<br />
die in der Lage ist, die Pfade, die<br />
später in der realen Welt gebraucht werden,<br />
virtuell zu erstellen. Dazu führt man<br />
ein virtuelles Abbild der Zelle samt Aufnahme<br />
und Prüfmerkmalen ein und lässt<br />
automatisiert oder teils mit händischem<br />
Eingriff einen Pfad planen. Robotik-<br />
Kenntnisse sind dafür nicht erforderlich.<br />
Der Bediener vor Ort muss das Programm<br />
dann nur noch ausführen.<br />
Eine Zukunftstechnik, die im Begriff ist,<br />
viele industrielle Bereiche zu transformieren,<br />
ist Augmented Reality (AR). Mit einem<br />
Überblick über beispielhafte Applikationen<br />
zeigte Jens Keil, Head of Product<br />
Experience/Founder bei Visometry, das Innovationspotenzial<br />
von AR in der Qualitätskontrolle<br />
auf. Indem CAD-Daten in<br />
Echtzeit und vor Ort auf das Bild des Bauteils<br />
überlagert werden, mutiert das Tablet<br />
zum Prüfwerkzeug. Fertigungsprozesse<br />
lassen sich so optimieren, beschleunigen<br />
und flexibler machen.<br />
Dass die digitale Transformation für die<br />
Unternehmen allerdings nicht nur technische<br />
Chancen, sondern auch rechtliche<br />
Fallstricke mit sich bringt, machte Stefan<br />
Hesse, Leiter des Bereichs Digital Business<br />
bei der Kanzlei Reuschlaw, in seiner Keynote<br />
deutlich. Neben der Datenschutzthematik<br />
sind dies insbesondere die steigenden<br />
Anforderungen an die IT-Sicherheit.<br />
Die Anfang vergangenen Jahres in<br />
Kraft getretene NIS2-Richtline (Network<br />
and Information Security Directive) der<br />
EU wird aktuell in nationales Recht um-<br />
gesetzt und betrifft nicht nur IT-Dienstleister,<br />
sondern auch Unternehmen, die<br />
im verarbeitenden Gewerbe aktiv sind, sei<br />
es im Maschinenbau, in der Medizintechnik<br />
oder im Automobilsektor – und das<br />
schon ab 50 Beschäftigten und einer Jahresbilanzsumme<br />
über 10 Millionen Euro.<br />
Ein großer Teil der deutschen Industrie ist<br />
also betroffen. Die Unternehmen müssen<br />
sich mit den Themen Cyber-Risikomanagement,<br />
Kontrolle und Überwachung<br />
sowie Umgang mit Zwischenfällen und<br />
Geschäftskontinuität befassen – sonst<br />
drohen Haftung und Sanktionen.<br />
Rechtliche Vorgaben<br />
fördern Cloud-Services<br />
Sich auf Lösungen im eigenen Serverraum<br />
zurückzuziehen, wo man „alles im Griff“<br />
zu haben glaubt, ist für Kessler keine so<br />
gute Idee. „Wir sehen einen klaren Trend,<br />
IT-Services an professionelle Dienstleister<br />
auszulagern.“ Denn für Unternehmen sei<br />
es zunehmend schwierig, die Cybersecurity-Zusagen,<br />
die man von Cloud-Anbietern<br />
bekommt, auch mit On-Premise-Systemen<br />
umzusetzen.<br />
Unternehmen sollten sich auf einen höheren<br />
Regelungsbedarf einstellen, auch<br />
im Verhältnis zu den Akteuren in der Lieferkette<br />
und zu den Dienstleistern. Cybersicherheit<br />
müsse einen viel höheren Stellenwert<br />
haben als bisher, organisiert geregelt<br />
und durch Verträge abgesichert<br />
werden. Zugleich sei dies nur ein Vorgriff<br />
auf kommende Regularien zum Einsatz<br />
von Künstlicher Intelligenz (KI), die die<br />
Unternehmen neuerlichen Haftungsrisiken<br />
aussetzen dürften.<br />
Webhinweis<br />
Den kompletten Webcast<br />
zur Veranstaltung können<br />
Sie kostenlos anfordern<br />
unter:<br />
https://hier.<br />
pro/4VXxL<br />
<strong>Quality</strong> <strong>Engineering</strong> » 01 | 2024 21
» MANAGEMENT<br />
Interne Audits moderner umsetzen<br />
Mehr Risiko und<br />
Kommunikation wagen<br />
Interne Audits sehen häufig so aus: Die Auditoren gehen freudlos ihrer Pflicht<br />
nach. Geschäftsführer und externer Auditor nehmen die Ergebnisse nur am<br />
Rande zur Kenntnis. Dabei bieten Regelwerke wie die ISO 19011die Möglichkeit<br />
für innovative Vorgehensweisen. Dafür ist nur etwas Mut gefragt.<br />
Interne Audits werden von allen Managementsystem-Normen<br />
gefordert.<br />
Diese müssen systematisch, dokumentiert<br />
und unabhängig durchgeführt werden.<br />
Nun beschreiben diese Anforderungen<br />
zwar, welche internen Audits gemacht<br />
werden müssen – aber nicht wie. Beste<br />
Voraussetzungen also, interne Audits zu<br />
modernisieren.<br />
Interne Audits sind ein wirkungsvolles<br />
Kommunikationsinstrument. Das beginnt<br />
mit dem Auditor, der (über fachliche Kompetenzen<br />
hinaus) mit seiner Einstellung<br />
und seinem Verhalten die Themen und<br />
Fragen gut balanciert, um in einem gemeinsamen<br />
Dialog zu klaren Feststellungen<br />
zu gelangen: freundlich und wertschätzend<br />
im Gespräch, verbindlich in der<br />
Sache, fokussiert auf Prozesse. Und ja, Humor<br />
und Lächeln sind im Audit tatsächlich<br />
KI für Remote Audits<br />
auch erlaubt – wenn es denn passend ist.<br />
Interne Audits können auch Spaß machen,<br />
wenn man gemeinsam überlegt, Abläufe<br />
noch besser zu gestalten.<br />
So entwickelt sich der interne Auditor<br />
im Laufe der Zeit vom „Konformitätsfeststeller“<br />
zum internen Berater, Coach,<br />
Ideengeber und „Verbindungsschaffer“ zu<br />
anderen Prozessbeteiligten. Und deshalb<br />
lohnt es sich vor einem Audit auch, sich in<br />
die Lage der interessierten Parteien zu<br />
versetzen. Welche Anforderungen haben<br />
Geschäftsleitung und Auditierte an interne<br />
Audits? Keine? Dann wird es Zeit, dies<br />
zu ändern. Denn Unternehmensstrategie,<br />
Ziele und Veränderungen wollen ja erfolgreich<br />
gemanagt werden.<br />
Audits können dabei unterstützen.<br />
Auch in der Managementbewertung kann<br />
ja nicht nur ein simpler Rückblick auf<br />
Eine in der ISO 19011 genannte Auditmethode ist das Remote<br />
Audit. Diese Form des Audits via Videokonferenz oder auch<br />
hybrid in Kombination mit Audits vor Ort ist seit der Pandemie<br />
auf dem Vormarsch. Dabei gilt: Nur bei Audits vor Ort können<br />
alle Beteiligten wirklich alle Sinne für das Audit nutzen. Führt<br />
man den Gedanken „Remote Audit“ aber kreativ fort, so bestehen<br />
in Zukunft gute Chancen, dass die künstliche Intelligenz<br />
dem Auditor für reine Konformitätsbewertungen im Hintergrund<br />
Arbeit abnehmen kann – mit dem Vorteil, dass sich<br />
dieser so noch besser auf die Menschen und den interaktivemotionalen<br />
Part von Audits konzentrieren kann.<br />
Audits erfolgen, sondern auch auf (künftige)<br />
Auditziele und -schwerpunkte sowie<br />
neue Prozesse und Systeme, die zur strategischen<br />
Entwicklung des Unternehmens<br />
beitragen. Der Auditor sollte den Prozessverantwortlichen<br />
vorab fragen, welche<br />
Schwerpunkte dieser sich wünscht. Mag<br />
sein, dass diese Frage überrascht – aber<br />
sie erklärt sich von selbst und zeigt Wirkung,<br />
wenn nach dem Audit impulsstarke<br />
Feststellungen zurückgemeldet werden.<br />
Ein Hebel für eine ebenso effiziente wie<br />
effektive Auditdurchführung liegt in der<br />
risikobasierten Auditplanung. Der Fokus<br />
sowie die Tiefe des Audits sollten auf Prozesse,<br />
Bereiche und Produkte beziehungsweise<br />
Dienstleistungen gerichtet werden,<br />
bei denen aktuelle Risiken und Chancen<br />
bestehen oder abzusehen sind. Dabei gilt<br />
es, nicht alle Prozesse penibel nach dem<br />
anstehenden Auditzyklus zu auditieren,<br />
sondern vielmehr nach deren Relevanz.<br />
Dies hat dann auch Einfluss auf die Auswahl<br />
der Auditteams. Nicht jeder muss<br />
über alle erforderlichen Kompetenzen<br />
verfügen – das Auditteam in der Summe<br />
hingegen sehr wohl. Mit diesem Ansatz<br />
können Audits ganzheitlich und unter einem<br />
risikobasierten Einbezug der gesamten<br />
Organisation durchgeführt werden<br />
und dabei natürlich auch mehrere Regelwerke<br />
abdecken.<br />
Diese Form des integrierten Auditierens<br />
gelingt in der Praxis oft noch zu wenig.<br />
Dabei können sich Auditoren viel Handwerkszeug<br />
aus der ISO 19011:2018 aneignen<br />
– dem Leitfaden für das Auditieren<br />
von Managementsystemen. Dieser ist für<br />
interne Audits und Lieferantenaudits gut<br />
22 <strong>Quality</strong> <strong>Engineering</strong> » 01 | 2024
Bild: BullRun/stock.adobe.com<br />
anwendbar und beschreibt Auditprinzipien,<br />
Begriffe sowie Auditphasen bis hin<br />
zu Empfehlungen zu den Kompetenzen<br />
von Auditoren. Empfehlenswert ist der<br />
Anhang A mit Kurzanleitungen zu ausgewählten<br />
Themen.<br />
Neue Methoden sorgen<br />
für mehr Effizienz<br />
In der ISO 19011 geht es auch um Auditmethoden.<br />
So gibt es etwa Alternativen<br />
zum klassischen Auditinterview. Nicht<br />
wenige Unternehmen gehen hier neue<br />
Wege, um die Audits so etwas interessanter<br />
und effizienter zu machen. Ein paar<br />
Beispiele:<br />
• Schnittstellenaudit: Die beteiligten Bereiche<br />
auditieren sich wechselseitig.<br />
Nicht selten kommen so Schnittstellenprobleme<br />
und Missverständnisse<br />
zwischen Bereichen auf eine möglichst<br />
objektive Art und Weise zutage.<br />
• Stellvertreteraudit: Hier werden bewusst<br />
die Stellvertreter von Rollen und<br />
Funktionen auditiert. Dabei werden<br />
mögliche Stärken und Schwächen beim<br />
Informations- und Wissenstransfer<br />
deutlich.<br />
• In eine Rolle/ein Szenario gehen: bewusst<br />
etwas schauspielerisch darstellen,<br />
in eine Rolle schlüpfen (neuer oder<br />
beschwerender Kunde, Bewerber etc.)<br />
oder ein mögliches Szenario nachstellen<br />
(Bombenfund, Cyberangriff etc.).<br />
Hier werden Prozesse noch einmal<br />
ganz anders – nämlich situativ – betrachtet<br />
und diskutiert.<br />
• Audit/-Prozessworkshop: Alle wichtigen<br />
am Prozess Beteiligten werden zu<br />
einem Termin eingeladen, in dem der<br />
Auditor seine Fragen in die Runde hinein<br />
moderiert. Hier könnte es unterschiedliche<br />
Antworten und Erkenntnisse<br />
geben, die als Handlungsbedarf beziehungsweise<br />
Maßnahmen festgehalten<br />
werden können.<br />
Manchmal unangenehm sind Abweichungen,<br />
also Nichtkonformitäten. Doch diese<br />
zeigen Risiken auf, aus denen möglicherweise<br />
teure Folgen erwachsen. Mit der<br />
Abweichung können diese Risiken offengelegt<br />
und entschärft werden. Auf der<br />
anderen Seite sollten auch Stärken sowie<br />
Best Practices und sicherlich auch Verbesserungspotenziale<br />
hervorgehoben<br />
werden.<br />
Gute Kommunikation ist auch am Ende<br />
des Audits wichtig. Beim Abschlussgespräch<br />
kommen alle wesentlichen Feststellungen<br />
auf den Tisch. Idealerweise<br />
können Risiken, Chancen und Nutzen benannt<br />
werden. Wenn möglich auch, was<br />
dies geschätzt in Euros bedeutet. Der Auditbericht<br />
sollte zeitnah (circa 14 Tage)<br />
Der interne Auditor sollte Berater, Coach<br />
und Ideengeber sein und Verbindungen<br />
zu anderen Prozessbeteiligten schaffen.<br />
alle Fakten und Feststellungen angemessen<br />
umfangreich darstellen. Auch ein<br />
Feedback der Beteiligten zum Audit darf<br />
dazugehören. Der Bericht ist am besten so<br />
gut und verständlich, dass er von vorne<br />
bis hinten gerne gelesen wird – und sogar<br />
für Personen nachvollziehbar ist, die beim<br />
Audit nicht anwesend waren. Das sollte<br />
eigentlich selbstverständlich sein, ist aber<br />
in der Praxis nicht immer der Fall.<br />
Der Mut, interne Audits zu verändern,<br />
ist also bei allen Beteiligten gefragt. Die<br />
meisten Regelwerke lassen dafür durchaus<br />
Möglichkeiten.<br />
Christian Ziebe<br />
Auditor<br />
DQS<br />
www.dqsglobal.com<br />
Bild: DQS<br />
<strong>Quality</strong> <strong>Engineering</strong> » 01 | 2024 23
IM FOKUS » Künstliche Intelligenz<br />
Bild: <strong>Quality</strong> <strong>Engineering</strong><br />
Der Roundtable: (von oben links nach unten<br />
rechts) Markus Strehlitz, Sabine Koll (beide<br />
<strong>Quality</strong> <strong>Engineering</strong>), Thomas Lankmair (Bruker<br />
Alicona), Dr. Harald Bosse (PTB), Detlef Ferger<br />
(Werth) und Karl Jürgen Lenz (OGP).<br />
Roundtable zum Einsatz von KI in der Messtechnik<br />
Smarte Hilfe für<br />
Messtechniker<br />
Künstliche Intelligenz (KI) ist in der Bildverarbeitung längst angekommen.<br />
Doch in der Messtechnik steht der Einsatz noch ganz am Anfang, wie unser<br />
Roundtable zeigt. Vor allem Messunsicherheiten sowie Vertrauen und<br />
Zuverlässigkeit stellen noch große Herausforderungen dar. Dabei birgt<br />
KI viele Chancen – etwa als smarter Assistent für Messtechniker.<br />
» Sabine Koll und Markus Strehlitz<br />
24 <strong>Quality</strong> <strong>Engineering</strong> » 01 | 2024
KI ist in vielen industriellen Anwendungen gerade<br />
ein Riesenthema. Wo stehen wir denn heute beim<br />
Thema KI in der Messtechnik?<br />
Dr. Harald Bosse: Wir beschäftigen uns in der<br />
PTB schon lange mit KI-Methoden, insbesondere im<br />
Bereich der medizinischen Bildgebung am Standort<br />
Berlin. Doch in der dimensionellen Messtechnik für<br />
das Fertigungsumfeld ist KI erst in den letzten Jahren<br />
ein Thema für uns geworden. Spannend wird es dann,<br />
wenn es darum geht, auf das Internationale Einheitensystem<br />
(SI) rückgeführte Werte der Messergebnisse<br />
zu erhalten. Wir sind heute noch nicht so weit,<br />
dass wir dies bei allen KI-basierten Lösungen schon<br />
machen können. Doch wir sind auf dem Weg.<br />
Karl Jürgen Lenz: Provokativ würde ich sagen,<br />
dass es KI in der Fertigungsmesstechnik heute noch<br />
gar nicht gibt. In der Bildverarbeitung werden<br />
Machine Learning und neuronale Netze bereits genutzt<br />
– aber mit dem Riesennachteil, dass man tausende<br />
Bilder braucht, um die KI einzulernen. Doch so<br />
viele Defektbilder, wie man benötigt, gibt es leider<br />
nicht. Das heißt, das Generieren der Defektbilder ist<br />
das Bottleneck. Uns ist zumindest noch keine KI-Anwendung<br />
bekannt, die dies kann. Insofern ist auch da<br />
das klassische Muster-Matching nach wie vor viel<br />
einfacher zu nutzen.<br />
Herr Dr. Bosse, inwiefern befasst sich die PTB mit<br />
dem Thema?<br />
Bosse: Wir befassen uns mit KI in der Messtechnik,<br />
da zum Beispiel zu eichenden Geräte schon Bestandteile<br />
von KI-Software enthalten könnten. Nehmen<br />
Sie als Beispiel Geschwindigkeitsmessgeräte im Verkehrsbereich.<br />
Da könnte es durchaus sein, dass ein<br />
Hersteller KI-basierte Elemente verwendet, um die<br />
Performance der Geräte zu verbessern. Auf der anderen<br />
Seite ist es so, dass wir auf Seiten der PTB den<br />
Zustand eines Messgeräts immer nur zu einem bestimmten<br />
Zeitpunkt untersuchen und bewerten. Das<br />
heißt, wir können in dem Moment wirklich nur „eingefrorene“<br />
Versionen von Messgerätesoftware prüfen.<br />
Bei selbstlernenden Systemen aber stehen wir<br />
vor der Herausforderung, dass diese morgen ja schon<br />
schlauer sind als heute. Der Hersteller muss somit<br />
letztlich das System, wenn er die Software KI-seitig<br />
weiterentwickelt, einer erneuten Prüfung durch uns<br />
unterziehen lassen.<br />
Herr Lankmair und Herr Ferger, Sie haben bei Bruker<br />
Alicona und Werth ja bereits künstliche Intelligenz<br />
für die Messtechnik im Einsatz. Teilen Sie die<br />
Einschätzung von Herrn Lenz, dass wir noch ganz<br />
am Anfang stehen?<br />
Thomas Lankmair: Ich stimme Herrn Lenz zu,<br />
dass wir erst ganz am Anfang stehen, wenn wir über<br />
KI in der dimensionalen Messtechnik sprechen. Nicht<br />
einmal die Potenziale liegen auf dem Tisch. Allerdings<br />
setzen wir KI bereits in Nischen ein – zum Beispiel<br />
nutzen wir Deep Learning für die Klassifikation<br />
von Oberflächen, meist dort, wo die Standardparameter<br />
der klassischen Rauheitsmessung nicht mehr<br />
ausreichen. Wir setzen KI natürlich auch zur Segmentation<br />
der Oberfläche ein, wenn es also darum<br />
geht, Bereiche zu segmentieren, beschneiden oder<br />
filtern. Ein weiterer Bereich ist die Optimierung unserer<br />
eigenen Algorithmen für Technologien wie zum<br />
Beispiel Advanced Focus Relation, um diese Fokuspunkte<br />
besser bestimmen zu können, um Rauschen<br />
herauszubekommen, um Optimierungen durchzuführen.<br />
Standard in unserer Software ist für gewisse<br />
Anwendungsfälle auch das smarte Erstellen von<br />
Messplänen für Koordinatenmessgeräte anhand von<br />
PMI-Daten. PMI steht für Product and Manufacturing<br />
Information.<br />
Detlef Ferger: Auch wir setzen KI derzeit bereits<br />
ein, und zwar in der CT – und sehen hier ein sehr großes<br />
Potenzial für die Zukunft. Dies gilt gerade für die<br />
Bildanalyse und -auswertung von CT-Daten, speziell<br />
bei der Erkennung und Behebung von Artefakten.<br />
Dies sind ja Störungen, die durch unerwartete Absorptionen<br />
oder Streuungen der Röntgenstrahlung<br />
im Werkstück auftreten. Hier gibt es mittlerweile<br />
Ansätze, um KI zu trainieren und damit möglichst<br />
artefaktfreie Messergebnisse zu bekommen. Das setzen<br />
wir bereits ein und da ist noch lange nicht das<br />
Ende der Fahnenstange erreicht.<br />
Die Roundtable-Teilnehmer<br />
• Dr. Harald Bosse, Leiter der Abteilung 5<br />
Fertigungsmesstechnik, PTB<br />
• Detlef Ferger, Vertriebsleiter/Prokurist, Werth<br />
Messtechnik<br />
• Thomas Lankmair, Director Applications<br />
Competence Center, Bruker Alicona<br />
• Karl Jürgen Lenz, Geschäftsführer, OGP Messtechnik<br />
<strong>Quality</strong> <strong>Engineering</strong> » 01 | 2024 25
IM FOKUS » Künstliche Intelligenz<br />
Und wie sehen Sie das Zusammenspiel von KI und<br />
PMI-Daten?<br />
Ferger: Das Erstellen von Messabläufen mit PMI-<br />
Daten im Zusammenspiel mit KI hat tatsächlich für<br />
mich einen besonderen Charme. Die KI könnte im Zusammenspiel<br />
mit PMI dem Anwender Lösungsvorschläge<br />
für die Messung machen und ihm dann die<br />
Hand führen. Es wird nach meiner Einschätzung niemals<br />
so sein, dass die KI für Messgeräte fertige Messprogramme<br />
inklusive Messstrategien und sinnvoller<br />
Sensorikauswahl erstellt, aber sicherlich kann sie<br />
Vorschläge unterbreiten, um dem Bediener die Hand<br />
zu führen und das Ganze zu optimieren – die KI sozusagen<br />
als intelligenter Assistent.<br />
Lankmair: Die Krux ist allerdings, dass PMI-Daten<br />
nach wie vor in der Praxis kaum verfügbar sind.<br />
Lenz: Ich stolpere im Augenblick noch darüber, dass<br />
PMI oder auch Step regelbasierte Abläufe beschreiben.<br />
Was haben diese denn mit KI zu tun?<br />
Ferger: PMI ist ja im Moment noch sensoriklos. Die<br />
Idee dahinter ist, dass die KI in Zukunft Aussagen dazu<br />
treffen kann, dass man ein Merkmal A am besten<br />
mit der Bildverarbeitung erfasst, ein Merkmal B mit<br />
einem Taster und das Merkmal C mit einem Liniensensor.<br />
Sie macht somit Vorschläge, anhand derer der<br />
Messtechniker entscheiden kann, ob diese plausibel<br />
sind – ähnlich wie Chat-GPT dies heute schon beim<br />
Erstellen von Texten macht. Hat man einen ersten<br />
Entwurf, kann man diesen anhand verschiedener Kriterien<br />
dann verfeinern und optimieren. Aber ich gebe<br />
zu, man muss dafür natürlich noch sehr viel mehr<br />
über den Prozess, über die Eigenschaften des Werk-<br />
stücks sowie über die Möglichkeiten der Messmaschine<br />
wissen – Informationen, die die reinen CAD-<br />
Daten nicht bieten. Das Thema ist hochkomplex.<br />
Lenz: Ich verstehe den Ansatz. Das ist allerdings<br />
noch richtige Zukunftsmusik – und ich befürchte,<br />
dass wir jetzt über KI-Anwendungen nachdenken, die<br />
genauso gut ohne KI lösbar sind.<br />
Bosse: Im Moment mag das stimmen, aber das Anwenden<br />
regelbasierter Ansätze benötigt eben ein<br />
entsprechendes Erfahrungswissen bei den Anwendern<br />
in der Industrie. Vor dem Hintergrund des allgegenwärtigen<br />
Fachkräftemangels gehe ich davon aus,<br />
dass Anwender auch in der Messtechnik auf lange<br />
Sicht Werkzeuge wie Chat-GPT nutzen werden, um<br />
Messprogramme zu erstellen oder ihre selbst erstellten<br />
Messprogramme zu optimieren. Und letztlich –<br />
und das muss uns klar sein – wird das Erfahrungswissen,<br />
das wir heute haben, irgendwann Chat-GPT zur<br />
Verfügung stehen, weil es in irgendwelchen Handbüchern<br />
steht. Auf solche verfügbaren Informationen<br />
greifen derartige KI-Systeme zu.<br />
Lenz: Aus diesem Grund ist es nicht nur bei uns in<br />
der Organisation zum Beispiel verboten, Chat-GPT zu<br />
verwenden. Die New York Times etwa verklagt Open<br />
AI und Microsoft, weil diese Millionen von Artikeln<br />
der Zeitung verwendet haben, um ihre KI-Technologien<br />
zu trainieren. Die New York Times sagt meines<br />
Erachtens zu Recht, dass es sich hierbei um Urheberrechtsverletzungen<br />
handelt. Beim Erstellen von<br />
Messprogrammen hätten wir die gleiche Situation.<br />
Bosse: Letztlich versetzt man Open-AI oder Microsoft<br />
mit solchen Abfragen in die Lage, herauszufin-<br />
Bild: <strong>Quality</strong> <strong>Engineering</strong><br />
Bild: <strong>Quality</strong> <strong>Engineering</strong><br />
Bild: <strong>Quality</strong> <strong>Engineering</strong><br />
Dr. Harald Bosse: „Vor dem Hintergrund des allgegenwärtigen<br />
Fachkräftemangels gehe ich davon aus,<br />
dass Anwender auch in der Messtechnik auf lange<br />
Sicht Werkzeuge wie Chat-GPT nutzen werden,<br />
um Messprogramme zu erstellen oder ihre selbst<br />
erstellten Messprogramme zu optimieren.“<br />
Detlef Ferger: „Auch wir setzen KI derzeit bereits<br />
ein, und zwar in der CT – und sehen hier ein sehr<br />
großes Potenzial für die Zukunft. Dies gilt gerade<br />
für die Bildanalyse und -auswertung von CT-Daten,<br />
speziell bei der Erkennung und Behebung von<br />
Artefakten.“<br />
Thomas Lankmair: „Was geschieht, wenn ein<br />
Unternehmen, das KI zur Messung einsetzt, etwa<br />
den Zulieferer für das Schneidwerkzeug ändert?<br />
Dann habe ich einen veränderten Parameter, der<br />
eventuell im Training nicht berücksichtigt wurde<br />
– und die KI-Messsoftware liefert falsche Daten.“<br />
26 <strong>Quality</strong> <strong>Engineering</strong> » 01 | 2024
Der Test von elektronischen Flachbaugruppen<br />
braucht bezahlbare Adaptionen<br />
den, was in einem Unternehmen gerade von Interesse<br />
ist. Das muss jedem Unternehmen bewusst sein,<br />
wenn es solche KI-Tools einsetzt. Und dies gilt nicht<br />
nur für OEMs, sondern auch für ihre Zulieferer. Man<br />
gibt sein Know-how damit ein Stück weit preis.<br />
Ist der Einsatz von KI nicht letztlich eine Ver -<br />
trauensfrage – in dem Sinne, dass ich der KI<br />
vertrauen muss, dass sie das Messprogramm zum<br />
Beispiel richtig erstellt hat? Ist sie letztlich nicht<br />
doch eine Black Box, an die ich Kontrolle abgebe –<br />
selbst dann, wenn ich sie „nur“ als Assistenzsystem<br />
nutze?<br />
Lenz: Genau das sehe ich als großes Problem an:<br />
Wir können nicht nachvollziehen, wie die Entscheidung<br />
zustande gekommen ist. Hinzu kommt die Messunsicherheit:<br />
Wenn in der Bilderkennung neuronale<br />
Netze 95 % der Fälle richtig erkennen, so mag das zu<br />
Jubel führen. Für uns in der Messtechnik ist dies definitiv<br />
zu wenig. Eine solche Definition für Messunsicherheit<br />
können wir nicht tolerieren.<br />
Lankmair: Vertrauen und Zuverlässig sind zwei<br />
verschiedene Paar Schuhe. Vertrauen bedeutet:<br />
Glaubt der Menschen an die Ergebnisse und oder<br />
auch an den Prozess? Zuverlässigkeit betrifft die Prozessstabilität.<br />
Und genau dies sehe ich momentan eigentlich<br />
als eine der größten Gefahren. Das Thema<br />
neuronale Netzwerke, selbstlernende Systeme ist extrem<br />
komplex. Und ich sehe die Riesengefahr, dass in<br />
naher Zukunft Unternehmen mit fehlender Kompetenz<br />
und Know-how in diesem Bereich die Messunsicherheit<br />
falsch oder vielleicht auch überhaupt nicht<br />
quantifizieren – und somit für viele andere verbrannte<br />
Erde hinterlassen werden.<br />
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Karl Jürgen Lenz: „Zwar sitzen die KI-Player mehrheitlich in den<br />
USA, doch unsere Stärke in Europa ist ganz klar die Messtechnik<br />
einschließlich der Software. Das sollten wir nutzen, um<br />
daraus einen Wettbewerbsvorteil zu generieren – analog zur<br />
Entwicklung im Bereich Industrie 4.0.“<br />
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<strong>Quality</strong> <strong>Engineering</strong> » 01 | 2024 27
IM FOKUS » Künstliche Intelligenz<br />
Sprechen Sie von Neueinsteigern im Bereich der<br />
Messtechnik?<br />
Lankmair: Ja, genau. Es ist heute ja keine Raketenwissenschaft<br />
mehr, ein KI-System zu entwickeln.<br />
Doch was geschieht zum Beispiel, wenn ein Unternehmen<br />
den Zulieferer für das Werkzeug ändert?<br />
Dann habe ich einen veränderten Regelparameter<br />
drin – und die KI-Messsoftware liefert falsche Daten.<br />
Ich will damit sagen, dass es diese Unsicherheitsfaktoren,<br />
die in ein Messergebnis beeinflussen, gibt. Die<br />
Komplexität ist hoch, und die Transparenz ist sehr<br />
niedrig.<br />
»Die Vertrauensfrage ist für mich<br />
entscheidend. Wir können nicht<br />
nachvollziehen, wie die KI<br />
Entscheidungen getroffen hat. «<br />
Karl Jürgen Lenz, OGP<br />
Lenz: Da bin ich ganz bei Ihnen. Ich habe in der Vergangenheit<br />
schon oft erlebt, dass ein Player auf dem<br />
Markt überzogen und damit das Vertrauen der Kunden<br />
verspielen hat. Dieses Vertrauen wieder aufzubauen<br />
dauert sehr lange und kostet alle Beteiligten,<br />
inklusive Kunden, sehr viel Geld. Deshalb wäre es<br />
schön, wenn die PTB als eine der wichtigen Institutionen<br />
in unserem Bereich Regeln für KI aufstellt. Es<br />
muss Nachweiskriterien geben für die Zuverlässigkeit<br />
solcher Systeme. Das können wir als Hersteller nicht<br />
leisten.<br />
Ferger: Wir als Hersteller sind aber durchaus dafür<br />
verantwortlich, dass das Mikrometer auch das Mikrometer<br />
bleibt. Dafür gibt es die Spezifikationen unserer<br />
Messgeräte und ebenfalls Richtlinien und Normen,<br />
die auch die PTB in ihrer Obhut hat. Und wenn<br />
ein Messgerät mit KI entsprechende Messwerte liefert,<br />
dann muss in den Standards dafür gesorgt werden,<br />
dass auch in den Wartungsintervallen und in<br />
den Annahmetests die KI wieder entsprechend gefordert<br />
ist, sodass quasi der Prozess konstant läuft.<br />
Herr Dr. Bosse, wer ist letztlich verantwortlich?<br />
Bosse: Der Schlüssel zum Erfolg von KI in der Fertigungsmesstechnik<br />
ist meines Erachtens, dass Hersteller,<br />
Anwender und Metrologie-Institute wie die<br />
PTB nicht die Situation entstehen lassen dürfen, dass<br />
wir künftig zwei Welten haben – sozusagen einmal<br />
die klassische Messtechnik mit dem gewohnten Messunsicherheitsbegriff<br />
und auf der anderen Seite<br />
Messtechnik mit KI-Anteilen. Wir kommen in Teufels<br />
Küche, wenn die Marktbeteiligten sich nicht mehr<br />
auf eine gemeinsame, verlässliche Basis beziehen.<br />
Jeder, der ein KI-basiertes Messsystem entwickelt,<br />
muss sich die Frage stellen: Hast du Dir überlegt, mit<br />
welcher Messunsicherheit das Ergebnis spezifiziert<br />
werden kann? Das lässt sich vergleichen mit der Entwicklung<br />
bei der Auswertung von 3D-Daten aus Koordinatenmessgeräten.<br />
Hier gibt es unterschiedliche<br />
Auswertekriterien, sodass wir als PTB irgendwann in<br />
der Vergangenheit gefragt wurden: Könnt Ihr uns<br />
nicht sagen, welche die richtige Auswertung ist? Dies<br />
hat dazu geführt, dass wir Softwaretests heute als<br />
Validierung von Auswertealgorithmen als Dienstleistung<br />
anbieten. Dies wollen wir künftig analog auch<br />
für den Einsatz von KI-Methoden anbieten. Das<br />
heißt, wir möchten gerne Messgeräteherstellern<br />
Testmöglichkeiten anbieten, sodass diese ihren Kunden<br />
Informationen dazu liefern können, wie gut zum<br />
Beispiel Optimierungsalgorithmen für Bildauswertungen<br />
sind. Die PTB ist auch Partner im EU-Projekt<br />
AI-Matters, in dem es um Prüfung von KI-basierten<br />
Methoden im Fertigungsumfeld geht.<br />
Was kann die PTB als nationales Metrologie-Institut<br />
noch tun, um das Thema voranzubringen?<br />
Bosse: Zu Beginn hat Herr Lenz ja erwähnt, dass<br />
man für den Einsatz von KI in der Bildverarbeitung<br />
sehr viele Bilddaten unterschiedlicher Art für das<br />
Training der KI benötigt, um verlässliche Referenzdaten<br />
zu erhalten. Wir können uns vorstellen, vergleichbare<br />
Referenzdaten für andere Sensoren zur<br />
Verfügung stellen, denn die PTB versteht ja sehr gut,<br />
wie eigentlich ein Messergebnis zustande kommt,<br />
welche Faktoren die Messunsicherheit jeweils beeinflussen<br />
und wie die Komponenten eines Messgeräts<br />
wirken. Das heißt, man hat einen Prüfling, ein Messsystem<br />
– wie etwa ein Mikroskop –, ein CT oder ein<br />
Koordinatenmessgerät. Dies erlaubt es uns, auf Basis<br />
einer physikalischen Modellbildung, die die Geräteeigenschaften<br />
inklusive der Wechselwirkung des Sensors<br />
beschreibt, simulierte Messsignale generieren zu<br />
können. Mit diesen simulierten Messsignalen können<br />
wir zum Beispiel entweder optische, elektronenmikroskopische<br />
oder CT-Daten simulieren und damit<br />
Referenzdaten zur Verfügung stellen. Wir können im<br />
digitalen Zwilling des Messgeräts auch mit den Parametern<br />
ein wenig spielen, indem wir zum Beispiel die<br />
Daten verrauschen oder im Fokus etwas variieren.<br />
Diesen Service gibt es noch nicht, er ist bei uns gerade<br />
in der Entwicklung.<br />
28 <strong>Quality</strong> <strong>Engineering</strong> » 01 | 2024
Prüfprozesse bei BMW in Dingolfing<br />
Mit KI schon ab dem ersten<br />
Werkstück inspizieren<br />
Bei BMW in Dingolfing ist eine Prüfzelle in Betrieb, die schon ab der ersten<br />
Karosserie mit der kamerabasierten Sichtprüfung beginnt. Die Gesamtlösung<br />
von Vision-Tools besteht aus KI-basierter Auswertung und virtueller Inbetriebnahme<br />
und erstellt Bildvarianten vorab auf Basis der CAD-Daten von BMW.<br />
Geplant wird das Prüfsystem unter Beachtung von Störkonturen anhand der CAD-Daten. Eine Optimierung der Kamera- und Beleuchtungsanordnung<br />
anhand der erzeugten virtuellen Bilddaten ermöglicht eine präzise Montage und Inbetriebnahme.<br />
Bild: Vision-Tools<br />
Endmontage im BMW-Werk in Dingolfing:<br />
Im Minutentakt laufen Modelle<br />
des neuen 4er Cabrios über eine<br />
Montagelinie in die Prüfzelle ein. Mithilfe<br />
zweier Kameras analysiert die Station<br />
vollautomatisch, ob im Bereich der beiden<br />
Heckleuchten jeweils drei Gummistopfen<br />
vorhanden beziehungsweise korrekt gesteckt<br />
sind. Die Inspektionseinheit arbeitet<br />
zuverlässiger und präziser als das<br />
menschliche Auge. Fehler und Unregelmäßigkeiten<br />
jedweder Art registriert das<br />
Kamerasystem sofort, per Display erhält<br />
ein Mitarbeiter den Auftrag zur Nachbesserung.<br />
Optische Systeme zur automatisierten<br />
Qualitätskontrolle sind in vielen Branchen<br />
längst Standard. Dazu zählen einfache<br />
Farbsensoren und Code-Lesegeräte ebenso<br />
wie komplexe 3D-Mehrkamera-Messsysteme.<br />
In vielen Anwendungen kommen<br />
konventionelle Bildanalysemethoden zum<br />
Einsatz. In der Anwendung von KI-Algorithmen<br />
benötigen optische Qualitätsprüfsysteme<br />
in industriellen Montageund<br />
Fertigungsanlagen zum Training allerdings<br />
eine große Anzahl von Bildern.<br />
Prüffähige Bauteile oder Produkte stehen<br />
jedoch vor dem Serienstart in aller Regel<br />
nicht zur Verfügung – und somit auch<br />
noch keine Bilder. Das effektive Training<br />
kann daher erst mit dem Produktionsstart<br />
beginnen. Je nach Aufgabenstellung und<br />
Komplexität verschiebt sich das finale<br />
„Go“ für den Prüfprozess zeitlich weit<br />
Wolfgang Zosel<br />
PR-Kom<br />
im Auftrag von<br />
Vision-Tools<br />
www.vision-tools.com<br />
<strong>Quality</strong> <strong>Engineering</strong> » 01 | 2024 29
IM FOKUS » Künstliche Intelligenz<br />
Über Vision-Tools<br />
Vision-Tools bietet neben einer breiten Produktpalette und<br />
Bildanalyse-Software kundenspezifische Komplettlösungen<br />
und Systeme für nahezu alle Bereiche der industriellen Produktion.<br />
Die Einsatzbandbreite umfasst insbesondere die optische<br />
Qualitätskontrolle, Identifikation und Roboterführung.<br />
Der Hersteller sieht sich als Vorreiter bei der virtuellen Inbetriebnahme<br />
KI-basierter Prüf- und Inspektionsprozesse in der<br />
Industrie. Im Forschungsverbund mit dem KIT – Karlsruher<br />
Institut für Technologie, der HKA – Hochschule Karlsruhe und<br />
weiteren Industriepartnern wurden seit 2009 in verschiedenen<br />
Projekten die Grundlagen dazu erarbeitet.<br />
Farbe, Position oder andere Materialeigenschaften<br />
werden per Zufall erzeugt: synthetisch erzeugte<br />
Kamerabilder mit simulierten Bauteil-Varianten<br />
für das robuste KI-Training.<br />
Bild: Vision-Tools<br />
nach hinten. Ist die zu prüfende Stückzahl<br />
klein, sind Aufwand und Kosten pro Prüfteil<br />
vergleichsweise hoch.<br />
„Bis vor kurzem konnten wir eine Prüfzelle<br />
erst dann in Betrieb nehmen, wenn<br />
ausreichend Referenzbilder von echten<br />
Fahrzeugen vorlagen. Je nach Prüf- und<br />
Merkmalsumfang kommt dies mitunter<br />
einer Herkulesaufgabe mit erheblichem<br />
Zeitaufwand gleich“, erläutert Christian<br />
S., der für die Montage zuständige Steuerungstechnikplaner<br />
und Bildverarbeitungsspezialist<br />
im BMW-Werk Dingolfing.<br />
Prozesse effizienter und nachhaltiger gestalten,<br />
mittels digitalisierter Daten mehr<br />
Flexibilität für veränderte Aufgabenstellungen<br />
schaffen und damit Zeit und Geld<br />
sparen sind Zielsetzungen nicht nur in der<br />
Automobilbranche. Gemeinsam mit den<br />
Bildverarbeitungsexperten von Vision-<br />
Tools Bildanalyse Systeme forcierte BMW<br />
eine Lösung, die verlässliche Bilddaten<br />
bereits vor dem Serienstart zur Verfügung<br />
stellt. Vision-Tools pflegt seit mehr als 30<br />
Jahren eine enge Projektpartnerschaft mit<br />
BMW. „Wir schätzen insbesondere die<br />
hohe Kompetenz, das ausgeprägte Knowhow,<br />
die Ergebnisorientierung und das<br />
Engagement der Mitarbeiter von Vision-<br />
Tools bei der Umsetzung neuer Aufgaben“,<br />
betont Christian S.<br />
BMW hat 70 Prüfzellen von<br />
Vision-Tools im Einsatz<br />
Im BMW-Montagewerk Dingolfing sind<br />
inzwischen rund 70 Prüfzellen der Bildverarbeitungsexperten<br />
aus Waghäusel im<br />
Einsatz. Die in dieser Form einzigartige<br />
Prüfzelle des Unternehmens zur Stopfenkontrolle<br />
am Heckleuchtentopf arbeitet<br />
nur auf den ersten Blick wie eine gewöhnliche<br />
Prüfstation. Dahinter steckt<br />
ein Ansatz, der einem Paradigmenwechsel<br />
bei Prüf- und Inspektionsprozessen<br />
gleichkommt. Dazu wird im ersten Schritt<br />
auf Basis der vom Kunden zur Verfügung<br />
gestellten CAD-Daten zu Produkt und<br />
Produktionsumgebung ein Simulationsszenario<br />
aufgebaut. Da die Abmessungen<br />
der Prüfstation in aller Regel bekannt<br />
sind, werden bereits im virtuellen Raum<br />
Kameras und Beleuchtungen ergebnis -<br />
optimal platziert. Zudem wird, sofern<br />
verfügbar, die Simulationsumgebung mit<br />
einer Abbildung aus der Vorserie oder<br />
der Produktentwicklung abgeglichen und<br />
validiert.<br />
Prozessseitig stehen für die Simulation<br />
für jede Baugruppe eine Vielzahl von<br />
Randomisierungsparametern zur Verfügung:<br />
so zum Beispiel Positions- und<br />
Materialtoleranzen, Farb- und Beleuchtungsunterschiede,<br />
Fremdlichteinflüsse,<br />
Bildunschärfen, Bildverzeichnungen und<br />
viele mehr. In die Simulation fließen somit<br />
all jene Merkmale ein, die im realen<br />
In wenigen Schritten vom CAD-Modell zum virtuellen Trainingsbild: Synthetisch erzeugte Kamerabilder aus CAD-Daten für das KI-Training ermöglichen die<br />
Prüfung ab dem ersten Bauteil im realen Bildverarbeitungsprozess.<br />
Bild: Vision-Tools<br />
30 <strong>Quality</strong> <strong>Engineering</strong> » 01 | 2024
Bild: Vision-Tools<br />
Die Montagekontrolle durch KI-unterstützte Fehlerauswertung<br />
der Prüfmerkmale am realen Bauteil<br />
war bei BMW bereits ab dem ersten Fahrzeug<br />
möglich.<br />
Prüflauf auftreten und Einfluss auf das<br />
Bildergebnis nehmen können. Diese werden<br />
per Zufallsgenerator innerhalb vorab<br />
eingestellter Grenzen kontinuierlich verändert<br />
und so die gewünschte Anzahl individueller,<br />
virtueller Bilder erzeugt. Anwender<br />
erhalten auf diese Weise vor dem<br />
Serienstart beliebig viele virtuelle, realitätsnahe<br />
Abbildungsvarianten des Prüffeldes.<br />
Die erstellten Bilder enthalten<br />
gleichzeitig die Label-Daten beziehungsweise<br />
Annotationen und können sofort<br />
und ohne weitere Bearbeitung zum Training<br />
eines KI-Algorithmus verwendet<br />
werden.<br />
System erzeugt virtuell<br />
Fehlerbilder in hoher Zahl<br />
Der Aufwand im Vorfeld rechnet sich in<br />
aller Regel: In vielen Fällen ist es kaum<br />
möglich oder schlicht zu teuer, sämtliche<br />
denkbaren Fehler als Werkstücke aufzubauen<br />
und diese als reale Bilder für Trainings-<br />
und Validierungszwecke zur Verfügung<br />
zu stellen. In der virtuellen Welt<br />
hingegen lassen sich Werkstückkombinationen<br />
und Fehlerbilder mit wesentlich<br />
größeren Toleranzen und in hoher Zahl<br />
praktisch per Knopfdruck erzeugen. Von<br />
Vorteil ist darüber hinaus, dass Aufbau<br />
und Datensatz als digitaler Zwilling unmittelbar<br />
in eine Station mit vergleichbaren<br />
Anforderungen übernommen werden<br />
können. Erfordert die Aufgabenstellung<br />
eine Erweiterung des Prüfumfangs, ist die<br />
digitale Bilddatengrundlage vergleichsweise<br />
einfach und mit überschaubarem<br />
Aufwand adaptierbar.<br />
Das Beispiel BMW zeigt, dass der Einsatz<br />
eines kostengünstigen, flexiblen und<br />
skalierbaren KI-basierten Bildverarbeitungssystems<br />
machbar und wirtschaftlich<br />
ist. Dank der synthetischen Bildgene -<br />
rierung standen beim Produktionsstart<br />
ausreichend realitätsnahe Gut- und<br />
Schlechtbeispiele in höchster Qualität zur<br />
Verfügung – ohne dass je ein reales Abbild<br />
des Prüffelds vorlag. Die Prüfzelle<br />
konnte somit mit dem ersten Fahrzeug ihren<br />
Betrieb aufnehmen.<br />
Erkennungsrate von Beginn<br />
an bei nahezu 100 %<br />
Dass die Erkennungsrate von Beginn an<br />
bei nahezu 100 % lag und damit die Erwartungen<br />
des Auftraggebers weit übertraf,<br />
ist auch auf die hohe Qualität der<br />
CAD-Daten zurückzuführen. Sind diese<br />
nicht detailgenau oder zeigen sie das Produkt<br />
lediglich idealisiert, sinkt die Erkennungsrate<br />
rapide. Nach dem Anlauf der<br />
Produktion lässt sich das Set virtuell erzeugter<br />
Bilder mit realen Bilddaten anreichern:<br />
Diese werden sukzessive eingelernt<br />
und sind in der Lage, die Erkennungsrate<br />
weiter zu optimieren. „KI-basierte Bildauswertungssysteme<br />
wie die von Vision-<br />
Tools werden bald auch in anderen Industriebranchen<br />
Standard sein“, ist Christian<br />
S. überzeugt. Mit der Trainingsumgebung<br />
Visioncockpit und der dezentralen Edge-<br />
Device VOE-Aibox wird Vision-Tools seine<br />
KI-basierten Vision-Lösungen in Zukunft<br />
weiter ausbauen und intuitiver bedienbar<br />
an den Wünschen der Kunden ausrichten.<br />
Webhinweis<br />
Wie die virtuelle Inbetriebnahme<br />
von KI-gestützten<br />
Bildverarbeitungssystemen<br />
funktioniert,<br />
zeigt Vision-Tools in<br />
diesem Video:<br />
https://hier.<br />
pro/1PBqH<br />
Multisensor<br />
Großbild-<br />
Messgerät<br />
Bildfeld:<br />
100 [mm]<br />
<strong>Quality</strong> <strong>Engineering</strong> » 01 | 2024 31
IM FOKUS » Künstliche Intelligenz<br />
Bruker Alicona ergänzt sein Angebot an optischen Messgeräten<br />
Rauheit auf einen Klick<br />
Mit dem Focus X präsentiert Bruker Alicona ein neues optisches Messgerät,<br />
das laut Hersteller nicht nur besonders schnell und vielseitig ist. Die integrierte<br />
Software Metmax, die mit Künstlicher Intelligenz arbeitet, sorgt auch dafür,<br />
dass sich bestimmte Aufgaben automatisieren lassen und Rauheitsmessungen<br />
auch ohne Expertenwissen durchgeführt werden können.<br />
» Markus Strehlitz<br />
Bruker Alicona hat eine Lücke in seinem Portfolio<br />
geschlossen. Während der Vorstellung<br />
des neuen optischen Messgeräts Focus X in Graz<br />
erklärte Geschäftsführer Urban Muraus, dass dieses<br />
zwischen dem Einstiegsgerät Infinitefocus SL<br />
und dem höherklassigen G6 positioniert sei. Damit<br />
werde optische 3D-Präzisionsmesstechnik auch<br />
für Unternehmen zum Thema, die sich bislang nur<br />
mit der taktilen Technik beschäftigt haben. Und er<br />
sparte dabei nicht mit Superlativen. Das Focus X<br />
sei das schnellste Messgerät seiner Präzisionsklasse.<br />
Heißt konkret: Das neue Gerät liefert Millionen<br />
Messpunkte innerhalb von Sekunden.<br />
„Die Messtechnik muss sich der Produktion anpassen<br />
und nicht umgekehrt“, so Muraus. Hochauflösende<br />
Darstellungen der Geometrie dürften<br />
heutzutage auch in der optischen Messtechnik<br />
nicht stundenlang auf sich warten lassen. „Speed,<br />
Speed, Speed“, sei daher die Vorgabe bei der Entwicklung<br />
der Technologie gewesen.<br />
Bild: <strong>Quality</strong> <strong>Engineering</strong><br />
Advanced Focus Variation nun<br />
auch für ein breiteres Publikum<br />
Außerdem ist das Focus X laut Muraus auch das<br />
vielseitigste Messgerät seiner Klasse. Ausgestattet<br />
mit der Advanced-Focus-Variation-Technik lassen<br />
sich Maß, Lage, Form und Rauheit mit einem optischen<br />
Sensor messen. Advanced Focus Variation<br />
hat Bruker Alicona erstmals beim optischen Messgerät<br />
µCMM eingeführt. Die Technik ist laut Hersteller<br />
besonders gut für Messungen an extrem<br />
glatten Oberflächen geeignet und schneller als die<br />
Vorgänger-Technologie der Fokus-Variation. Focus<br />
X mache Advanced Focus Variation nun auch für<br />
ein breiteres Publikum zugänglich, so Muraus.<br />
Das Focus X liefert<br />
Millionen Messpunkte<br />
innerhalb<br />
von Sekunden.<br />
32 <strong>Quality</strong> <strong>Engineering</strong> » 01 | 2024
Das Focus X eignet sich für Messungen an komplexen<br />
und schwierig zu erreichenden Oberflächen, wie<br />
sie zum Beispiel in der Mikropräzisionsfertigung vorkommen.<br />
Dabei komme das Gerät auch mit kleinen<br />
Radien und spitzen Winkeln zurecht, heißt es von<br />
Anbieterseite. Focus X sei „der perfekte Partner bei<br />
geringen Toleranzen“.<br />
„Wir wissen auch über die Wichtigkeit der 3D-Darstellung<br />
von Bauteilen Bescheid“, ergänzt Muraus.<br />
Mit der Real-3D-Technologie wird das Bauteil aus<br />
verschiedenen Blickwinkeln gemessen. Die unterschiedlichen<br />
Visualisierungen werden dann zu einem<br />
3D-Bild fusioniert. „Hochpräzise Dreh- und Kippachsen<br />
sorgen dafür, dass die verschiedenen Perspektiven<br />
bedient werden können“, erklärt der Geschäftsführer.<br />
„Die generierten 3D-Daten ermöglichen dann<br />
eine Messung von Kontur und Form, aber auch von<br />
Abweichungen.“ Laut Muraus ist das Focus X auch<br />
eine Antwort auf die fortschreitende Miniaturisierung.<br />
Gerade bei sehr kleinen Teilen mit hohen Genauigkeitsanforderungen<br />
spiele das Gerät seine Stärken<br />
aus.<br />
Zu diesen Stärken zählt unter anderem die Rauheitsmessung.<br />
Denn diese lässt sich laut Hersteller<br />
besonders einfach umsetzen, da sie benutzerfreundlich<br />
gestaltet ist. Anwender benötigen kein Expertenwissen,<br />
um eine zuverlässige, akkurate und präzise<br />
Rauheitsmessung durchzuführen, die auch ISO-konform<br />
ist. „Das Messen der Rauheit ist nach wie vor<br />
ein Bereich mit vielen Restriktionen. Man muss zum<br />
Beispiel genau wissen, welche Parameter anzusetzen<br />
sind“, erklärt Muraus. Mit dem Focus X sei dies nun<br />
vorbei. Der Bruker-Alicona-Chef spricht dabei von<br />
der One-Click-Roughness, die das Gerät ermögliche.<br />
Wissen über 3D-Messung<br />
ist Teil der Software<br />
Verantwortlich dafür ist die Software. Mit dem Focus<br />
X bietet Bruker Alicona ein weiteres optisches Messgerät,<br />
bei dem die Bedienersoftware Metmax zum<br />
Einsatz kommt. Diese arbeitet mit Künstlicher Intelligenz<br />
und gibt Nutzern die Möglichkeit, bestimmte<br />
Aufgaben zu automatisieren. Das Wissen, wie<br />
3D-Daten erfasst und ausgewertet werden, sei Teil<br />
der Software, so der Hersteller.<br />
Sobald der CAD-Datensatz eines Bauteils geladen<br />
und ausgerichtet wurde, bestimmt der Anwender per<br />
Mausklick, welche GD&T- (Form- und Lage-Toleranz)<br />
beziehungsweise PMI-Merkmale (Product Manufacturing<br />
Information) gemessen werden sollen.<br />
Metmax wählt automatisch die passende Strategie<br />
zur 3D-Messung des Bauteils. Dabei berechnet sie<br />
automatisch Antastrichtungen, Kipp- und Rotationswinkel<br />
sowie Verfahrwege in XYZ. Bevor die Messung<br />
gestartet wird, sichert eine virtuelle Simulation den<br />
kollisionsfreien Messablauf. Die Messung wird vom<br />
Bediener per Mausklick gestartet und erfolgt dann<br />
völlig automatisch. Nachdem das Bauteil in 3D gemessen<br />
wurde, werden die 3D-Daten ebenfalls automatisch<br />
ausgewertet.<br />
Um Bauteile messen zu können, müssten sich Anwender<br />
keine Gedanken mehr zur Messstrategie machen,<br />
verspricht Bruker Alicona in der Beschreibung<br />
seiner Software. „Das nimmt ihnen die intelligente<br />
Algorithmik von Metmax ab.“<br />
Bild: Bruker Alicona/dieSonne<br />
Geeignete Anwendungen für Focus X inklusive seiner<br />
Bediensoftware sieht Muraus zum Beispiel in der<br />
Medizintechnik. In einer so sensiblen Industrie spiele<br />
die optische Messtechnik eine besonders wichtige<br />
Rolle. Eine Herausforderung stelle etwa die Beschaffenheit<br />
der Bauteile dar, berichtet Muraus. Implantate<br />
oder auch Prothesen zeichnen sich häufig durch<br />
steile Flanken, komplexe Formen und nicht zuletzt<br />
hochglänzende Oberflächen aus. Hinzu kommen Anforderungen<br />
an die Rauheit, da die Oberflächenbeschaffenheit<br />
ausschlaggebend dafür ist, wie ein Implantat<br />
im Körper angenommen wird. Mit Focus X<br />
lassen sich diese Herausforderungen laut dem Geschäftsführer<br />
bewältigen und Messungen automatisiert,<br />
rückführbar, wiederholgenau und berührungslos<br />
durchführen.<br />
Focus X kann seit dem 5. Februar bei Bruker Alicona<br />
bestellt werden. Anfang Mai sollen dann die Geräte<br />
ausgeliefert werden.<br />
In Graz stellte Bruker<br />
Alicona sein neues Gerät<br />
vor – mit der Möglichkeit,<br />
die Technik im<br />
Einsatz zu erleben.<br />
<strong>Quality</strong> <strong>Engineering</strong> » 01 | 2024 33
IM FOKUS » Künstliche Intelligenz<br />
Edge Learning verbessert optische Zeichenerkennung<br />
Code-Lesen: schnell, genau<br />
und schlau<br />
Edge Learning, eine nutzerfreundliche Form der Künstlichen Intelligenz, bietet<br />
große Vorteile, wenn für Verpackungs-Codes eingesetzte OCR-Anwendungen<br />
automatisiert werden sollen. Die Technologie ist genauer als regelbasierte OCR<br />
und lässt sich einfacher konfigurieren als Deep-Learning-Systeme.<br />
Das Lesen von Codes auf Haushaltsprodukten wie Waschmittel ist nur einer von vielen typischen OCR-Anwendungsfällen.<br />
Bild: Cognex<br />
Peter McLeod<br />
im Auftrag von<br />
Cognex<br />
www.cognex.com<br />
Viele Branchen sehen sich mit zunehmenden<br />
Compliance-Anforderungen, der Nachfrage der<br />
Verbraucher nach detaillierten Verpackungsinformationen<br />
auf Losebene und dem Wettbewerbsdruck in<br />
Bezug auf Geschwindigkeit und Effizienz der Lieferkette<br />
konfrontiert. Angesichts strenger<br />
Vorschriften zur Rückverfolgbarkeit und<br />
zum Schutz vor Fälschungen hat die<br />
Pharmaindustrie eine Vorreiterrolle bei<br />
der Nutzung der optischen Zeichenerkennung<br />
(OCR) zur Gewährleistung der<br />
Sicherheit über die gesamte Lieferkette<br />
hinweg übernommen. Die OCR-Technik<br />
wird dabei unter anderem eingesetzt, um zu überprüfen,<br />
ob Codes korrekt gedruckt wurden.<br />
Angesichts unterschiedlicher Schriftarten und Trägermaterialien<br />
sowie der komplexen visuellen Um -<br />
gebung von Fertigungs- und Logistiklinien ist die<br />
Automatisierung von OCR-Applikationen jedoch eine<br />
Herausforderung, die nur mit geschulten Automatisierungsingenieuren,<br />
hohem Zeiteinsatz und einem<br />
beträchtlichen finanziellen Engagement zu lösen ist.<br />
Selbst bei bester Leistung können herkömmliche<br />
OCR-Systeme in puncto Genauigkeit allerdings nie<br />
annähernd 100 % erreichen, was manuelle Eingriffe<br />
erfordert und den Durchsatz einschränkt.<br />
34 <strong>Quality</strong> <strong>Engineering</strong> » 01 | 2024
Bild: Cognex<br />
Das Bildverarbeitungssystem<br />
In-Sight 3800<br />
von Cognex arbeitet<br />
mit KI-basierten Edge-<br />
Learning-Tools und<br />
traditionellen regelbasierten<br />
Algorithmen.<br />
OCR-Systeme erfordern zudem eine präzise Beleuchtung<br />
und müssen mit unterschiedlich reflektierenden<br />
Materialien, einer großen Designvarianz von<br />
Verpackungen sowie mit teilweise unsauberen Drucken<br />
zurechtkommen. Wird auch nur eine dieser Bedingungen<br />
nicht optimal erfüllt, so erhöht sich die<br />
Fehlerquote.<br />
Informationen werden direkt<br />
auf dem Gerät verarbeitet<br />
Edge Learning, eine benutzerfreundliche Form der<br />
Künstlichen Intelligenz (KI), bietet hingegen eine<br />
schnelle und zuverlässige Möglichkeit zur Automatisierung<br />
von Lieferketten mit OCR. Edge Learning ist<br />
ein Unterbereich von Deep Learning, der es ermöglicht,<br />
Informationen direkt auf dem Gerät zu verarbeiten.<br />
Mithilfe von Edge Learning können hoch entwickelte<br />
KI-Algorithmen auf die spezifischen Anforderungen<br />
von Hochgeschwindigkeits-Lieferketten ausgerichtet<br />
werden, sodass OCR schnell und präzise ist,<br />
einfach eingesetzt und schnell trainiert werden kann.<br />
Herkömmliche regelbasierte OCR kann unter idealen<br />
Bedingungen eine Genauigkeitsrate von bis zu<br />
98 % erreichen. Bei den Mengen, die in modernen<br />
Lieferketten gehandhabt werden, führt diese Rate<br />
immer noch zu vielen Ausschussteilen, was den Gesamtdurchsatz<br />
verringert.<br />
Vortrainierte Edge-Learning-Algorithmen übertreffen<br />
diese Genauigkeitsrate, denn sie sind auf die<br />
Herausforderungen beim Lesen von Text unter den<br />
Bedingungen von Fertigungs-, Prüf- und Logistik -<br />
linien zugeschnitten, die mit hoher Geschwindigkeit<br />
arbeiten. Da die Edge-Learning-Verarbeitung auf<br />
dem Gerät selbst – also direkt an der Fertigungs- beziehungsweise<br />
Logistiklinie – durchgeführt wird, ist<br />
keine Kommunikation mit einem anderen Prozessor<br />
erforderlich. Dies führt zu den Geschwindigkeitsvorteilen<br />
gegenüber herkömmlichen OCR-Systemen.<br />
Herkömmliche regelbasierte OCR-Bildverarbeitungssysteme<br />
verursachen einen hohen Programmieraufwand<br />
bei der Einrichtung. Sie erfordern Zeit,<br />
Fachwissen und eine Neuprogrammierung, wenn sich<br />
die Anforderungen ändern.<br />
Im Gegensatz dazu werden Deep-Learning-basierte<br />
Systeme trainiert, indem man ihnen spezifische,<br />
mit Tags versehene Bilder der entscheidenden Merkmale<br />
vorlegt. Deep Learning kann erstaunliche Fähigkeiten<br />
entwickeln, um feine Unterscheidungen zu<br />
treffen und Texte unter einer Vielzahl von schwierigen<br />
Bedingungen exakt zu lesen. Um diese Genauigkeit<br />
zu erreichen, können jedoch Hunderte oder sogar<br />
Tausende von markierten Bildern für das Training<br />
erforderlich sein.<br />
Für die vortrainierte Edge-Learning-OCR reicht dagegen<br />
bereits eine kleine Zahl an Bildern zum spezi-<br />
OCR im Einsatz<br />
OCR kommt bereits seit langer Zeit in verschiedenen<br />
Anwendungen zum Einsatz. Dabei haben sich<br />
vier wesentliche Einsatzfelder herauskristallisiert:<br />
• Das Auffinden und Verifizieren alphanumerischer<br />
Zeichen;<br />
• die Umwandlung von Codes in eine digitale Form,<br />
mit der sich jedes Teil oder Produkt in der Lieferkette<br />
verfolgen lässt;<br />
• die Bestätigung, dass der gedruckte Code mit dem<br />
Teil oder Produkt und dem Barcode übereinstimmt;<br />
• die Überprüfung, ob der entsprechende Code<br />
korrekt gedruckt wurde.<br />
<strong>Quality</strong> <strong>Engineering</strong> » 01 | 2024 35
IM FOKUS » Künstliche Intelligenz<br />
Der erste Teil des Anlernens<br />
bei Edge-Learning-Systemen<br />
erfolgt<br />
anhand eines für die<br />
industrielle Automatisierung<br />
optimierten<br />
Datensatzes; der Anwender<br />
ergänzt den<br />
zweiten Teil um Bilder<br />
seines spezifischen<br />
Anwendungsfalls.<br />
fischen Anwendungsfall aus, um die Fähigkeit zu<br />
entwickeln, die gewünschten Schriften zu lesen. Für<br />
dieses spezifische Training der OCR ist zudem kein<br />
spezielles Wissen über Bildverarbeitung oder KI-<br />
Algorithmen erforderlich, sondern lediglich die<br />
Kenntnis der erforderlichen OCR-Aufgabe.<br />
System lernt selbstständig<br />
durch eigene Fehler<br />
Auch in Bezug auf die Implementierung bieten Edge-<br />
Learning-basierte OCR-Systeme Vorteile im Vergleich<br />
zu regelbasierten oder Deep-Learning-Bildverarbeitungssystemen.<br />
So sind damit weder unterschiedliche<br />
Schriftenbibliotheken noch detaillierte Analysen der<br />
möglichen Fehllesung verschiedener Symbole nötig.<br />
Herkömmliche OCR-Programme verwenden eine<br />
Reihe spezifischer Techniken, um die Gefahr der<br />
Fehllesung eines Symbols zu verringern – etwa spezielle<br />
Schriftenbibliotheken oder eine Feldeinteilung,<br />
Bild: Cognex<br />
die eine sorgfältige Definition jeder möglichen Stelle<br />
in einem Code und die Festlegung des Typs erfordert.<br />
So kann zum Beispiel die Ziffer „8“ in einem definierten<br />
numerischen Feld nicht fälschlicherweise als ein<br />
„B“ gelesen werden.<br />
Wenn die Edge-Learning-OCR einen Fehler macht,<br />
lernt sie durch eine einfache Korrektur seitens des<br />
Bedieners, ähnliche Fehler in Zukunft zu vermeiden.<br />
Sie lernt von selbst, welche Merkmale für Genauigkeit<br />
sorgen, ohne spezielle Programmierung, Feldeinteilung<br />
oder andere zeitaufwendige Verfahren.<br />
Die herausragende Geschwindigkeit und Genauigkeit<br />
von Edge-Learning-Tools werden dabei im Idealfall<br />
durch eine hoch entwickelte Hardware wie zum<br />
Beispiel dem Bildverarbeitungssystem In-Sight 3800<br />
von Cognex gewährleistet. Diese Smart-Kamera verfügt<br />
über einen leistungsstarken Sensor, eine integrierte<br />
Beleuchtung, ein Autofokus-Flüssiglinsen-<br />
Objektiv für eine schnelle Fokussierung und hohe Geschwindigkeiten<br />
sowie einen integrierten Prozessor.<br />
Ihre HDR+-Funktion ermöglicht verkürzte Belichtungszeiten,<br />
wodurch sich Anwendungen mit schnelleren<br />
Liniengeschwindigkeiten realisieren lassen. Das<br />
kleine Gehäuse des In-Sight 3800 ist unempfindlich<br />
gegen Vibrationen. In-Sight 3800 ist einfach zu platzieren,<br />
mit Strom zu versorgen und mit einer Fertigungs-<br />
beziehungsweise Logistiklinie zu verbinden,<br />
um Bilder zu erzeugen, die optimal für die Edge-<br />
Learning-OCR geeignet sind.<br />
Kombination von Edge Learning<br />
und regelbasierten Algorithmen<br />
Mit dem Bildverarbeitungssystem bietet Cognex Anwendern<br />
eine leistungsfähige Option für die Realisierung<br />
schneller, präziser Prüfanwendungen auf Basis<br />
von Künstlicher Intelligenz an. Das für Hochgeschwindigkeits-Produktionslinien<br />
konzipierte System<br />
stellt ein umfangreiches Vision-Toolset, leistungsstarke<br />
Bildverarbeitungsfunktionen und eine flexible<br />
Software zur Verfügung, um vollständig integrierte<br />
Lösungen zu liefern. Wesentliches Element des In-<br />
Sight 3800 ist der umfangreiche Satz an Bildverarbeitungswerkzeugen,<br />
die sowohl die auf KI-basierende<br />
Edge-Learning-Technologie als auch traditionelle<br />
regelbasierte Algorithmen umfassen.<br />
Mithilfe von In-Sight 3800 lassen sich somit zahlreiche<br />
Anwendungen zum Lesen von Klarschrift und<br />
zur Fehlererkennung an Codes in unterschiedlichsten<br />
Branchen wie unter anderem in den Bereichen Automotive,<br />
Lebensmittelproduktion, Logistik und vielen<br />
weiteren schnell und zuverlässig realisieren. Auf diese<br />
Weise steht Nutzern eine effiziente Möglichkeit zur<br />
Verfügung, die Rückverfolgbarkeit von Produkten<br />
entlang der Lieferketten mit OCR zu maximieren.<br />
36 <strong>Quality</strong> <strong>Engineering</strong> » 01 | 2024
SPECIAL<br />
» Kunststoff<br />
Die Qualitätssicherung in der Kunststoffverarbeitung ist<br />
vielfältig. Dazu zählen Materialprüfungen ebenso wie<br />
Sensorik für den Spritzgießprozess.<br />
Materialprüfung<br />
T-Rex im Zugversuch:<br />
Qualitätssicherung bei<br />
Spielwaren<br />
» Seite 38<br />
Spritzgießen<br />
Berührungslose Werkzeuginnendruckmessungen<br />
sorgen für<br />
perfekte Bauteiloberflächen<br />
» Seite 40<br />
Bild: Fraunhofer LBF<br />
Zugprüfung an Materialproben: Im Projekt Cooperate ersetzen Forscher des Fraunhofer LBF<br />
erdölbasierten Kunststoff durch faserverstärkt biobasierte Alternativen.<br />
<strong>Quality</strong> <strong>Engineering</strong> » 01 | 2024 37
SPECIAL » Kunststoff<br />
Materialprüfung von Spielwaren<br />
T-Rex im Zugversuch<br />
Um die Qualität seiner detailreichen Figuren sicherzustellen, setzt das Spielwarenunternehmen<br />
Schleich auf die statische Universalprüfmaschine Proline Z005<br />
von Zwick Roell. Mit dieser Technologie sorgt das Unternehmen dafür, dass seine<br />
Produkte den strengen Normen wie der DIN EN 71 gerecht werden.<br />
Der Prüfstand im Qualitätslabor<br />
bei Schleich:<br />
Hier wird ermittelt, wie<br />
stabil der Kopf und der<br />
bewegliche Unterkiefer<br />
des T-Rex sind.<br />
Im Prüflabor von Spielwarenhersteller Schleich in<br />
Schwäbisch Gmünd bereitet Qualitätsmanager<br />
Alexander Fischer gemeinsam mit Andrea Wolf,<br />
Director <strong>Quality</strong>, eine Prüfung vor: Sie spannen den<br />
Dinosaurier Tyrannosaurus Rex – oder vielmehr die<br />
Spielwarenversion davon – in die statische Universalprüfmaschine<br />
Proline Z005 ein. Das Ziel: Die<br />
Prüfung soll ermitteln, wie stabil der Kopf und ihr<br />
beweglicher Unterkiefer sind. „Ich bin stolz darauf,<br />
wie wir unsere Produkte durch den Einsatz von Zwick<br />
Roell auf höchste Qualität hin prüfen und optimieren<br />
können. Das hilft uns, dauerhaft höchste Qualität<br />
bieten zu können“, sagt Andrea Wolf.<br />
Schleich hatte es sich zum Ziel gesetzt, die Materialvorentwicklung<br />
anhand von normativen Prüfungen<br />
an Zugstäben und Figuren gemäß DIN EN 71 kontinuierlich<br />
zu verbessern. Die dafür vorgesehenen Prüfungen<br />
beziehen sich auf die Sicherheitsanforderungen,<br />
die Spielzeug erfüllen muss – wie etwa die<br />
Europäische Norm EN 71.<br />
Bild: Zwick Roell<br />
38 <strong>Quality</strong> <strong>Engineering</strong> » 01 | 2024
Konkret legt diese grundlegende Anforderungen<br />
und Prüfverfahren fest, um sicherzustellen, dass<br />
Spielzeug sicher von Kindern verwendet werden<br />
kann. So umfasst die Norm etwa verschiedene<br />
Sicherheitsaspekte wie mechanische und physische<br />
Eigenschaften, die durch die Prüfungen ermittelt wer -<br />
den müssen. Im Fall von Spielzeugfiguren beinhalten<br />
die normativen Prüfungen mitunter die Überprüfung<br />
auf verschluckbare Kleinteile, scharfe Kanten oder<br />
Spitzen, Schadstoffgehalt in Materialien, Zugfestigkeit<br />
von Teilen und andere relevante Sicherheitsaspekte.<br />
Prüfsystem lässt sich<br />
kundenspezifisch erweitern<br />
Früher wurden die Zugprüfungen manuell durchgeführt<br />
und waren aufgrund fehlender Digitalisierung<br />
schlecht reproduzierbar. Zudem fehlten digitale Datenwerte,<br />
um eine bessere Analyse und Dokumentation<br />
zu ermöglichen.<br />
Das Spielwarenunternehmen Schleich entschied<br />
sich für den Einsatz der Proline 5 kN Zugprüfmaschine<br />
von Zwick Roell, um die Materialprüfungen anhand<br />
genormter Probenkörper sowie die Prüfung an<br />
Figuren durchzuführen. Die Proline ist speziell auf<br />
standardisierte Prüfungen an Materialien und Bauteilen<br />
ausgerichtet. Durch die mechanische Modularität<br />
mit der großen Auswahl an Prüfwerkzeugen und<br />
Probenhaltern lässt sich das Prüfsystem mit kundenspezifischen<br />
Vorrichtungen erweitern. Vorteilhaft<br />
sind hierbei das zügig adaptierbare Steck- und<br />
Schiebersystem sowie die Vielzahl an Traversen-Aufnahmemöglichkeiten.<br />
Somit lassen sich jederzeit<br />
Probenhalter und Prüfwerkzeuge wechseln und unterschiedlichste<br />
Prüfungen mit derselben Maschine<br />
komfortabel durchführen.<br />
Zum Unternehmen<br />
Schleich ist ein international tätiger<br />
Hersteller von Spielwaren. Das Unternehmen<br />
wurde 1935 gegründet, Hauptsitz<br />
ist in Schwäbisch Gmünd. Neben<br />
dem T-Rex aus der Dinosaurier-Spielwelt<br />
bietet Schleich auch eine breite<br />
Palette von Spielfiguren und Spielsets<br />
an, die auf verschiedenen Themen basieren<br />
– wie etwa Wild Life, Farm World,<br />
Horse Club sowie Fantasy-Charakteren.<br />
Mit der Prüfmaschine führt Schleich nun die Materialprüfungen<br />
anhand genormter Probenkörper wie<br />
Zugstäbe durch, um Reißfestigkeit, Reißdehnung und<br />
Spannungswerte im Zugversuch gemäß den relevanten<br />
Normen zu bestimmen. Zusätzlich werden Figuren<br />
normativ geprüft, um die Konformität mit den<br />
Sicherheitsstandards zu gewährleisten. Da viele<br />
Spielfiguren über bewegliche Komponenten verfügen<br />
– wie beispielsweise der Kiefer von Dinosaurier T-Rex<br />
– ermöglichen die Tests auch die Überprüfung der<br />
Haltekraft von Klebstoffen, um zu verhindern, dass<br />
Kleinteile verschluckt werden.<br />
Spürbare Verbesserung<br />
der Produktqualität<br />
Der Einsatz der Proline hat zu erheblichen Verbesserungen<br />
geführt: Durch die Zugprüfmaschine lassen<br />
sich inzwischen alle Arten von Daten und Werten<br />
benutzerfreundlich ermitteln, erfassen, individuell<br />
abrufen und darstellen. Und das trägt zusätzlich zu<br />
einer spürbaren Verbesserung der Produktqualität<br />
bei. Überdies erleichtert die Prüfmaschinen-Software<br />
Testxpert die schnelle und komfortable Durchführung<br />
der Prüfungen.<br />
Durch den Einsatz von Zwick-Roell-Prüfmaschinen<br />
konnte Schleich seine Materialvorentwicklung und<br />
normativen Prüfungen inzwischen deutlich verbessern.<br />
„Die gute Handhabung der Maschine ermöglicht<br />
es uns, effizient und präzise zu arbeiten, um sicherzustellen,<br />
dass unsere Produkte den strengen<br />
Anforderungen der Normen entsprechen“,<br />
sagt Andrea Wolf „So<br />
setzen wir uns dafür ein, dass jedes<br />
Spielzeug, das unsere Produktionsstätten<br />
verlässt, die Erwartungen<br />
unserer großen und kleinen Kunden<br />
in Bezug auf Sicherheit, Langlebigkeit<br />
und Spielwert auch stets erfüllt.“<br />
Alexander Fischer,<br />
Specialist Product<br />
<strong>Quality</strong> bei Schleich,<br />
vor der Universalprüfmaschine<br />
Proline Z005.<br />
Barbara Schleper<br />
im Auftrag von<br />
Zwick Roell<br />
www.zwickroell.com<br />
Bild: Zwick Roell<br />
<strong>Quality</strong> <strong>Engineering</strong> » 01 | 2024 39
Bild: Kistler<br />
In Spritzgießwerkzeugen können Überwachungssensoren an drei Positionen installiert werden: in der Wand<br />
für direkten Kontakt mit dem Werkzeug, hinter der Wand oder hinter den Auswerferstiften.<br />
Spritzgießen in der Medizintechnik<br />
Berührungslos messen<br />
für perfekte Oberflächen<br />
Beim Spritzgießen ist das direkte Messverfahren der Goldstandard für eine<br />
präzise Messung des Werkzeuginnendrucks. Kistler hat indes eine Technologie<br />
für berührungslose Werkzeuginnendruckmessungen entwickelt, bei der die<br />
Sensoren nicht in Kontakt mit der Schmelze kommen.<br />
Durch den Einsatz moderner Werkzeuginnendrucksensoren<br />
und darauf abgestimmter Software<br />
können Spritzgießer den Werkzeuginnendruck<br />
während des gesamten Produktionsprozesses messen.<br />
Die bei der Herstellung eines idealen Produkts<br />
entstandene Messkurve nutzen sie als Qualitätsmaßstab<br />
für alle künftigen Bauteile. Zusätzlich können<br />
Produktionsprozesse auf Grundlage der Abweichung<br />
von der Zielmesskurve optimiert werden. Für eine<br />
sogenannte direkte Messung werden Sensoren und<br />
Kabel direkt in der Werkzeugwand installiert. Die<br />
Spitze des Sensors befindet sich auf der Höhe der<br />
Wand, sodass die eingespritzte Kunststoffschmelze<br />
direkt mit dem Sensor in Kontakt kommt. Der Sensor<br />
kann dann absolute Werkzeuginnendruckwerte messen<br />
und mit der Idealkurve vergleichen.<br />
40 <strong>Quality</strong> <strong>Engineering</strong> » 01 | 2024
Kunststoff « SPECIAL<br />
Diese Technologie ist in ihrer Genauigkeit bisher<br />
unschlagbar, hat jedoch auch einige Nachteile:<br />
So hinterlässt der Sensor in jedem gefertigten<br />
Kunststoffteil einen kleinen Abdruck. Dieser ist<br />
zwar minimal, insbesondere bei der Verwendung<br />
von Miniatursensoren, kann aber bei hochpräzisen<br />
Produkten wie Linsen dennoch problematisch<br />
sein. Außerdem ist der Sensor durch den<br />
direkten Kontakt mit der Kunststoffschmelze<br />
anfällig für Verschmutzung. Deswegen muss<br />
der Zustand des Sensors insbesondere bei<br />
der Verwendung von speziellen Materialien<br />
präzise überwacht werden und fordert möglicherweise<br />
eine regelmäßige Wartung und<br />
einen Austausch des Messmittels.<br />
Neben der direkten Messung verwenden<br />
einige Unternehmen auch indirekte Sensoren<br />
zur Messung des Werkzeuginnendrucks. Im<br />
Gegensatz zu direkten Sensoren können sie<br />
nachträglich in das Werkzeug eingebaut werden,<br />
da sie hinter den Auswerferstiften<br />
positioniert sind. Das macht sie jedoch<br />
auch anfälliger für Fehler, zum Beispiel<br />
wenn die Montagebohrung nicht perfekt<br />
zum Auswerferstift passt und entweder zu<br />
klein oder zu groß ist. Außerdem können<br />
sie durch die von der Kunststoffschmelze abgegebenen<br />
Gase negativ beeinträchtigt werden. Schmelzen<br />
mit niedriger Viskosität, wie beispielsweise bei flüssigem<br />
Silikon, können sogar in die Montagebohrung<br />
des Auswerferstifts und bis zum Sensor fließen.<br />
Mit diesen Methoden im Hinterkopf begann Kistler,<br />
an einer Alternative zu arbeiten. Sie sollte präzise<br />
und reproduzierbare Messwerte liefern, aber Nachteile<br />
wie eine negative Beeinflussung der Sensoren<br />
vermeiden. Das Entwicklungsteam stieß auf ein Verfahren,<br />
das den Kontakt der Schmelze mit den Sensoren<br />
vollständig vermeidet. Es misst die Dehnung,<br />
die das Einschießen der Schmelze auf die Metallwände<br />
des Werkzeugs ausübt. Das Bemerkenswerte<br />
daran: Diese berührungslose Messmethode misst<br />
zwar keine absoluten Werkzeuginnendruckwerte,<br />
lässt aber genaue Rückschlüsse auf diese zu. Die<br />
Messung der Dehnung ergibt eine vergleichbare<br />
Messkurve zu anderen Messverfahren. Noch wichtiger:<br />
Die Messung der Dehnung führt zu reproduzierbaren<br />
Kurven und erfüllt damit eine wesentliche Anforderung<br />
der Qualitätssicherung und der regulatorischen<br />
Vorgaben.<br />
Der große Vorteil der berührungslosen Messung<br />
gegenüber der direkten Messtechnik liegt in der Sensorpositionierung:<br />
Da die Sensoren nicht in direktem<br />
Kontakt mit der Kunststoffschmelze kommen müssen,<br />
können sie 2 bis 4 mm hinter der Kavitätswand<br />
Bild: Kistler<br />
Der Miniatur-Längssensor<br />
9239B misst<br />
die Belastung von<br />
Kunststoffformen.<br />
platziert werden. So hinterlassen sie keine Abdrücke<br />
auf dem hergestellten Produkt, was das<br />
berührungslose Messen zur ersten Wahl für Hersteller<br />
von Oberflächen der Güteklasse A oder<br />
von hochpräzisen Produkten wie Linsen macht,<br />
bei denen selbst der kleinste Abdruck die Qualität<br />
des Produkts beeinträchtigen kann. Durch<br />
die Positionierung hinter der Wand sind die<br />
Sensoren zudem vor der Kunststoffschmelze<br />
und zusätzlichen Einflüssen wie Gasen oder<br />
sogar Schmutz von außen geschützt. Das<br />
wiederum reduziert den Wartungsaufwand<br />
auf ein Minimum.<br />
Für Servicezwecke lassen sich die Sensoren<br />
leicht ausbauen. Sie sind einfach zu installieren,<br />
da mehr Plätze im Werkzeug zur<br />
Verfügung stehen: Sie können unabhängig<br />
von der Auswurfrichtung positioniert werden<br />
und bedürfen keiner Positionierung in<br />
der unmittelbaren Nähe der Kavität. Sie benötigen<br />
lediglich eine Montagebohrung,<br />
in der der Sensor platziert und mit einer<br />
vordefinierten Vorspannung eingestellt<br />
wird.<br />
Zusätzlich unterstützt Kistler seine<br />
Kunden bei der Suche nach der optimalen<br />
Positionierung des Sensors mit einer Finite-Elemente-Analyse<br />
(FEA). Diese ermöglicht es dem Kunden,<br />
einen geeigneten Ort für seine Sensoren zu finden.<br />
Zudem kann er mithilfe der Analyse beurteilen, mit<br />
welchem maximalen Abstand zur Werkzeugwand der<br />
Sensor platziert werden kann, um genaue Messungen<br />
nahe der direkten Messung zu liefern.<br />
Für die FEA reichen Kunden ein 3D-CAD-Modell<br />
ein, das verdeutlicht, wo sie den Sensor platzieren<br />
Für direkte Messungen werden Sensoren und Kabel direkt in der Werkzeugwand<br />
installiert. Die Spitze des Sensors befindet sich auf der Höhe der Wand, sodass die<br />
eingespritzte Kunststoffschmelze direkt mit dem Sensor in Kontakt kommt.<br />
Bild: Kistler<br />
<strong>Quality</strong> <strong>Engineering</strong> » 01 | 2024 41
SPECIAL » Kunststoff<br />
Indirekte Sensoren werden hinter den Auswerferstiften positioniert.<br />
Berührungslose Sensoren können – da sie nicht in direkten Kontakt mit der Kunststoffschmelze<br />
kommen müssen – 2 bis 4 mm hinter der Kavitätswand platziert werden.<br />
Marko Marceta<br />
Product Manager<br />
Plastics<br />
Kistler<br />
wollen. Das Kistler Team berechnet anschließend<br />
mithilfe der FEA, wie empfindlich der Sensor an dieser<br />
Position tatsächlich sein wird, wobei sowohl die<br />
Belastung des Metalls als auch die Seitenkräfte berücksichtigt<br />
werden. Der Bericht zeigt dann, ob der<br />
Sensor an der gewählten Position den<br />
Werkzeuginnendruck genau messen<br />
kann, oder schlägt alternative Platzierungen<br />
vor, falls dies nicht der Fall ist.<br />
Bild: Kistler<br />
Bild: Kistler<br />
Bild: Kistler<br />
Miniatursensoren für die<br />
Medizintechnik<br />
Sensoren von Kistler kommen bereits<br />
in anderen Anwendungen zur Messung<br />
von Dehnung zum Einsatz, beispielsweise<br />
in der Zerspanung, in der Dehnungssensoren<br />
zur Messung dynamischer<br />
oder quasistatischer Kräfte an<br />
festen oder beweglichen Maschinenteilen<br />
verwendet werden. Bei der Entwicklung des<br />
ersten Dehnungssensors für das Spritzgießen, Typ<br />
9247A, konnte Kistler seine Erfahrungen mit diesen<br />
Anwendungen sowie sein umfassendes Wissen rund<br />
um die Messung des Werkzeuginnendrucks nutzen.<br />
Mit einem Umfang von 4,4 mm eignet sich der Sensor<br />
vom Typ 9247A für die Herstellung von größeren<br />
Kunststoffteilen und ist seit langem bei Kunststoffherstellern<br />
sowohl in der Kosmetik- als auch in der<br />
Automobilindustrie im Einsatz. Mit Blick auf medizinische<br />
Anwendungen hat Kistler einen noch kleineren<br />
Sensor entwickelt, der sich für die kompakten<br />
Formen von Produkten wie Linsen, Spritzen und Epipens<br />
eignet.<br />
So brachte Kistler 2018 die erste Version eines piezoelektrischen<br />
Miniaturlängsmessdübels auf den<br />
Markt. 2022 folgte eine aktualisierte Version, der Miniatur-Längsmessdübel<br />
9239B. Mit einem Umfang<br />
von nur 2,5 mm kann er in kleinen Werkzeugen oder<br />
solchen mit wenig verbliebenen Platz eingesetzt<br />
werden. Ein signifikanter Unterschied zwischen den<br />
beiden Sensorversionen A und B ist der Kristall: Während<br />
in der Vorgängerversion des Sensors ein Quarzkristall<br />
verwendet wurde, kommt in der neuen Ver -<br />
sion nun ein speziell von Kistler gezüchteter Piezo-<br />
Star-Kristall zum Einsatz. Mit diesem Update erhöht<br />
sich die Empfindlichkeit des Sensors von 5,9 pC/N<br />
(Picocoulomb pro Newton) auf 28,5 pC/N. Damit<br />
kann der Sensor auch schwächere Signale zuverlässig<br />
und präzise messen.<br />
Der Weg zur berührungslosen<br />
Messung als Industriestandard<br />
Die berührungslose Messung mit längsgerichteten<br />
piezoelektrischen Sensoren bietet somit drei Hauptvorteile:<br />
keine Abdrücke in den Oberflächen der hergestellten<br />
Produkte, präzise Messung und geringer<br />
Wartungsaufwand. Das sind gute Neuigkeiten für die<br />
Medizintechnikindustrie. Hier benötigen produzierende<br />
Unternehmen hochzuverlässige Systeme zur<br />
Messung der Prozessparameter und zur Prozessüberwachung<br />
– nicht nur, um qualitativ hochwertige Produkte<br />
herzustellen, sondern auch, um regulatorische<br />
Anforderungen wie die GMP in den USA und die<br />
MDR-Standards in Europa zu erfüllen. In der komplexen<br />
Produktion von Medizinprodukten erfüllen die<br />
direkte sowie die berührungslose Messung unterschiedliche<br />
Anforderungen. So können Hersteller berührungslose<br />
Sensorik für hochpräzise Produkte und<br />
in Anwendungsfällen einsetzen, in denen eine perfekte<br />
Oberfläche erforderlich ist. In Fällen, in denen<br />
kleine Abdrücke auf dem Produkt keinen Einfluss auf<br />
dessen Qualität haben, können sie sich weiterhin auf<br />
die direkte Messtechnik verlassen.<br />
42 <strong>Quality</strong> <strong>Engineering</strong> » 01 | 2024
Technische Sauberkeit bei Innio<br />
Mit Elektronenstrahlen<br />
Killerpartikeln auf der Spur<br />
Da die Großmotoren immer leistungsfähiger und die einzelnen Bauteile<br />
zunehmend höheren Belastungen ausgesetzt sind, verwendet Innio Standards<br />
zur technischen Sauberkeit. Zur Bestimmung der Herkunft kritischer Restschmutz-Partikel<br />
kommt ein Rasterelektronenmikroskop von Zeiss zum Einsatz.<br />
Johannes Bachmann,<br />
Experte für Materialanalysen<br />
bei Innio, sieht<br />
am Bildschirm, aus<br />
welchen chemischen<br />
Elementen die mit dem<br />
Rasterelektronenmikroskop<br />
untersuchten<br />
Partikel bestehen.<br />
Bild: Zeiss<br />
Gasmotoren und Blockheizkraftwerke<br />
in Containerbauweise für die Energieversorgung<br />
sind das Kerngeschäft von<br />
Innio. „Selbst ein winzig kleiner metallischer<br />
Schmutzpartikel kann in unseren<br />
leistungsstarken Motoren erhebliche<br />
Schäden verursachen“, betont Christian<br />
Troger, Operation <strong>Quality</strong> Leader beim Tiroler<br />
Maschinenbauer. Würden sich beispielsweise<br />
Metallpartikel von der Größe<br />
eines Sandkorns im Pleuellager befinden,<br />
wäre dadurch die Gefahr gegeben, dass<br />
der Ölfilm im Lager abreißt. Ohne ausreichende<br />
Schmierung erhöht sich die Reibung<br />
zwischen Kurbelwelle und Pleuellager,<br />
was zu schwerwiegenden Schäden<br />
führen kann.<br />
Eine Schadensbehebung wäre bei einem<br />
Motor, der wie der Jenbacher J920<br />
circa 91 t wiegt und bei dem die Kurbelwelle<br />
fast 7 m lang und 8,5 t schwer ist,<br />
entsprechend aufwändig und kostspielig.<br />
Nicht zu vergessen, dass sich die Auslieferung<br />
des Motors an den Kunden deutlich<br />
verzögern würde. Je höher dabei die<br />
Leistungsdichte der Motoren, desto wichtiger<br />
wird die Technische Sauberkeit.<br />
Mit den Jenbacher Motoren bietet Innio<br />
Generatoren-Sets sowie Kraft-Wärme-<br />
und Kraft-Wärme-Kälte-Kopplungsanlagen<br />
im Leistungsbereich von 250 KW<br />
bis 10,4 MW. Diese können mit einer Vielzahl<br />
an Energieträgern wie Deponiegas,<br />
Klärgas, Biomethan oder Wasserstoff be-<br />
trieben werden und ebnen Kunden damit<br />
den Weg für ihren Übergang zu Net Zero.<br />
Mehr als 24.000 Jenbacher Motoren wurden<br />
bislang in rund 100 Länder geliefert.<br />
Und die Entwicklung geht weiter – mit<br />
deutlichen Auswirkungen auf die Bauteile<br />
der Motoren. Die Steigerung der mechani-<br />
Syra Thiel<br />
Storymaker<br />
im Auftrag von<br />
Zeiss<br />
www.zeiss.de<br />
<strong>Quality</strong> <strong>Engineering</strong> » 01 | 2024 43
Bild: Zeiss<br />
Um die Herkunft der<br />
Partikel bestimmen<br />
zu können, werden<br />
die Partikel im Tecsa-<br />
Labor in speziellen<br />
Waschanlagen vom<br />
Bauteil abgelöst.<br />
schen Wirkungsgrade auf deutlich über 50<br />
% sowie die Treibstoffflexibilität in Bezug<br />
auf Methanzahl, Wasserstoffanteil und<br />
Biogase sorgt für steigende Spitzendrücke<br />
und Lagerlasten sowie eine höhere thermische<br />
Belastung der Motoren. Dies macht<br />
unter anderem den Einsatz härterer Lager<br />
und deutlich engerer Toleranzen notwendig<br />
– eine Entwicklung, die das Risiko für<br />
einen Ölfilmabriß durch ein kritisches Partikel<br />
erhöht. Für Troger steht damit außer<br />
Frage: „Mit der stetigen Weiterentwicklung<br />
unserer Motoren steigt auch die Bedeutung<br />
der technischen Sauberkeit.“<br />
Diese Erkenntnis gewann Innio deutlich<br />
früher als viele andere Firmen. Doch die<br />
Branche scheint aufgewacht zu sein:<br />
„Seit einigen Jahren kommen immer mehr<br />
Qualitätsverantwortliche und Techniker<br />
zu den Fachtagungen technischen Sauberkeit“,<br />
beobachtet Troger.<br />
Neue Standards für<br />
die Fertigung<br />
Mit der Entscheidung, 2012/2013 Standards<br />
für die technische Sauberkeit einzuführen,<br />
begann beim österreichischen<br />
Maschinenbauer ein umfassender Change-<br />
Prozess: Inspiriert von den Erfahrungen<br />
der Automobilbranche und in Anlehnung<br />
an den Leitfaden VDA 19 wurden zunächst<br />
der gesamte Prozess modelliert,<br />
Reinheitsspezifikationen für sensible Bau -<br />
teile bestimmt und besonders kritische<br />
Bereiche in der Fertigung definiert. Gut<br />
800 Projektbausteine kamen laut Troger<br />
so zusammen. Anstatt jedoch irgendwelche<br />
Maximalziele zu verfolgen, setzte<br />
Innio konsequent auf die Umsetzung des<br />
Notwendigen. Und was das ist, das bestimmte<br />
nicht allein die Qualitätssicherung.<br />
„Wir haben versucht, alle mitzunehmen;<br />
auch das Management“, erinnert<br />
sich der Qualitätssicherungsexperte. Denn<br />
bei der technischen Sauberkeit geht es<br />
immer um eine Kosten-Nutzen- beziehungsweise<br />
Risikoeinschätzung.<br />
Ungefähr 3 Millionen Euro investierte<br />
Innio bisher in Maßnahmen beziehungsweise<br />
Lösungen für die technische Sauberkeit.<br />
Es wurden Schleusen eingebaut,<br />
Arbeitsplätze umgestaltet, bestimmte Bereiche<br />
eingehaust und auch die Reinigungsvorgaben<br />
geändert. Der Betonboden<br />
in der Montage wird heute beispielsweise<br />
täglich nass gereinigt. Und um den<br />
Restschmutz auf den Bauteilen überhaupt<br />
analysieren zu können, wurde ein<br />
Labor mit speziell entwickelten Anlagen<br />
für das Spülen der tonnenschweren Bauteile<br />
eingerichtet. Zudem wurde ein Sauger<br />
mit speziell designten Zyklonenfilter<br />
zur Analyse und Reinigung von kritischen<br />
Motorbereichen entwickelt sowie in Mikroskope<br />
zur Untersuchung der Analyse-<br />
Filter mit den aufgefangenen Restschmutzpartikeln<br />
investiert. Und weil sich<br />
im Laufe der Zeit herausstellte, dass Holzpaletten<br />
nicht abreinigbar sind und so die<br />
gereinigten Bauteile mit metallischen und<br />
nicht metallischen Partikeln und Fasern<br />
kontaminierten, wurde komplett auf<br />
Kunststoffpaletten umgestellt. Darüber<br />
hinaus wurde für jeden Arbeitsplatz ein<br />
Sauberkeitsplan entwickelt. Das heißt, es<br />
wurde genau definiert, welche Bereiche<br />
am Arbeitsplatz in welchem Rhythmus<br />
gereinigt werden müssen. Und auch die<br />
Lieferanten mussten entsprechend geschult<br />
werden. Zwei bis drei Jahre dauerte<br />
es laut Troger, „bis wir einen guten Standard<br />
hatten“. Um diesen zu halten, wird<br />
der gesamte Prozess von der Warenanlieferung<br />
über die Fertigung bis hin zum<br />
Versand mit Partikelfallen überwacht.<br />
Diese Partikelfallen zeigen die Belastung<br />
und mögliche Grenzwertüberschreitungen<br />
kritischer Bereiche an. Eine Schlüsselrolle<br />
für die Entdeckung und Beseitigung<br />
möglicher Kontaminierungsquellen<br />
spielt dabei das Rasterelektronenmikroskop<br />
Evo MA 25 von Zeiss<br />
Eigenes Labor für die<br />
technische Sauberkeit<br />
Um die Materialzusammensetzung und<br />
damit die Herkunft der Partikel mit dem<br />
Evo MA 25 überhaupt bestimmen zu können,<br />
müssen die Partikel zunächst vom<br />
Bauteil abgelöst werden. Dieser Prozess<br />
erfolgt bei Innio im sogenannten Tecsa-<br />
Labor. Die von den Bauteilen in den speziellen<br />
Waschanlagen abgespülten Restschmutzpartikel<br />
werden mit einem Filter<br />
aufgefangen. Dieser wird vor Ort mit<br />
einem Lichtmikroskop untersucht. „Durch<br />
die Bestimmung von Anzahl und Größe<br />
der Partikel wissen wir bereits, ob Grenz-<br />
44 <strong>Quality</strong> <strong>Engineering</strong> » 01 | 2024
TECHNIK «<br />
Christian Troger,<br />
Operation <strong>Quality</strong><br />
Leader bei Innio:<br />
„Ein winzig kleiner<br />
metallischer Schmutzpartikel<br />
kann in unseren<br />
leistungsstarken<br />
Motoren erhebliche<br />
Schäden verursachen.“<br />
Bild: Zeiss<br />
werte überschritten werden und wie gut<br />
unsere Prozesse sind“, so Troger. Denn da<br />
die Bauteile in Risikogruppen und damit<br />
in entsprechende Sauberkeitskategorien<br />
eingeteilt sind, ist auch genau definiert,<br />
welche Partikelgröße und -häufung kritisch<br />
ist. Wird zum Beispiel bei einer Kurbelwelle<br />
eine Grenzwertüberschreitung<br />
festgestellt, wird der Analysefilter mit den<br />
Partikeln genauer untersucht. Und zwar<br />
mit einem Rasterelektronenmikroskop.<br />
Insourcing der Analysen<br />
zur technischen Sauberkeit<br />
Anfangs erfolgte diese Analyse durch externe<br />
Dienstleister. Aber das dauerte drei<br />
Wochen und länger – zu lang für die Qualitätssicherung<br />
von Innio. Zudem erschwerte<br />
die Einbeziehung Externer die<br />
Kommunikation und damit die schnelle<br />
Detektion von möglichen Kontaminierungsquellen.<br />
2015 entschied die Firma<br />
deshalb, in ein eigenes Rasterelektronenmikroskop<br />
zu investieren.<br />
Das Evo MA 25 arbeitet mit der Zeiss-<br />
Software „Smart Particle Investigator“ für<br />
die Partikelanalyse und -klassifizierung,<br />
die die aktuellen ISO- und VDA-Normen<br />
für die technische Sauberkeit erfüllt. Die<br />
Software umfasst alle Aspekte der Rasterelektronenmikroskop-Steuerung,<br />
Bildverarbeitung<br />
und Elementaranalyse in einer<br />
einzigen Anwendung. Und weil das<br />
System Partikelanalysen automatisch<br />
ausführt, kann es durchgehend und unbeaufsichtigt<br />
arbeiten. Dies erleichtert auch<br />
Johannes Bachmann, bei Innio der Experte<br />
für Materialanalysen, die Arbeit. Bekommt<br />
er einen Filter zur Untersuchung,<br />
braucht er diesen nur in das Gerät einlegen<br />
und kann sich bereits nach ein oder<br />
zwei Stunden die Ergebnisse ausgeben<br />
lassen. Neben der Struktur und Morphologie<br />
kann Bachmann am angeschlossenen<br />
Bildschirm des Mikroskops dann sehen,<br />
aus welchen chemischen Elementen<br />
die Partikel bestehen.<br />
Um diese Information gewinnen zu<br />
können, werden im Mikroskop Primärelektronenstrahlen<br />
auf die Probe gelenkt.<br />
Dies führt dazu, dass die Elektronen in der<br />
Atomhülle Röntgenstrahlung aussenden.<br />
Und weil das Spektrum der Strahlung für<br />
jedes Element charakteristisch ist, lässt<br />
sich mit der sogenannten EDX-Analyse<br />
(energiedispersive Röntgenspektroskopie)<br />
die Zusammensetzung der Partikel exakt<br />
bestimmen. Bachmann, der genau weiß,<br />
mit welchen Werkstoffen am Standort<br />
gearbeitet wird, erkennt dank dieser Informationen,<br />
woher die Partikel stammen.<br />
Nur noch wenige Filter<br />
pro Woche notwendig<br />
Vor zehn Jahren, als Innio Standards für<br />
die Technische Sauberkeit einführte und<br />
die Prozesse neu definierte, analysierte<br />
Bachmann mindestens 20 Filter pro Woche.<br />
Heute müssen routinemäßig nur<br />
noch wenige Filter pro Woche betrachtet<br />
werden. Doch auch wenn die Prozesse im<br />
Unternehmen sehr stabil laufen: verzich-<br />
ten kann und will dort keiner auf das Rasterelektronenmikroskop.<br />
Bachmann und<br />
Troger sind sich einig: „Mit dem Evo MA<br />
25 finden wir die Nadel im Heuhaufen“.<br />
Denn zeigt die Analyse beispielsweise,<br />
dass ein potenziell gefährliches Partikel<br />
aus Silizium besteht, dann ist laut Troger<br />
die Wahrscheinlichkeit hoch, dass möglicherweise<br />
Schleusentore geöffnet waren<br />
und Sandpartikel das Bauteil kontaminiert<br />
haben. Ohne die chemische Analyse<br />
des Partikels mit dem Rasterelektronenmikroskop<br />
„würden wir nur wissen, dass<br />
wir ein Problem haben, aber wir wüssten<br />
nicht, wo wir Verbesserungen ansetzen<br />
sollten“, betont Troger.<br />
Relativ genau zu wissen, woher ein Partikel<br />
kommt, hilft Troger und seinem Team<br />
jedoch, die Kollegen erneut für das Problem<br />
technische Sauberkeit zu sensibilisieren<br />
beziehungsweise Maßnahmen wie<br />
Umbauten einzuleiten. Auf Akzeptanzprobleme<br />
trifft er dabei kaum. „Bei Innio<br />
wird die Abteilung Qualitätssicherung<br />
nicht als Polizei oder unliebsamer Überwacher<br />
gesehen, sondern als eine Instanz,<br />
die vor Ort dabei unterstützt, Fehler zu<br />
vermeiden, bevor sie auftreten und Verbesserungen<br />
umzusetzen.“ Und das hat<br />
seiner Meinung auch viel „mit der Einführung<br />
von Standards für die technische<br />
Sauberkeit zu tun“.<br />
Webhinweis<br />
Welche Vorteile die Rasterelektronenmikroskope<br />
EVO haben, zeigt Zeiss in<br />
diesem Video:<br />
https://hier.pro/<br />
oRl81<br />
<strong>Quality</strong> <strong>Engineering</strong> » 01 | 2024 45
» TECHNIK<br />
Automatisierte Prüfung von Turboladern<br />
Komplexe Bauteile im Fokus<br />
der Kameras<br />
Ein Bildverarbeitungssystem garantiert bei einem Hersteller von Turbolader-<br />
Baugruppen die vollautomatische 100-%-Prüfung. Die Anlage stellt außerdem<br />
die Dokumentation der Ergebnisse sicher und bietet genügend Flexibilität, um<br />
bei Produktänderungen individuelle Anpassungen durchführen zu können.<br />
D<br />
en Turbo zuschalten – nicht viele<br />
Kfz-Bauteile haben es geschafft,<br />
sich mit einer Redewendung im allgemeinen<br />
Sprachgebrauch zu etablieren. Turbolader<br />
stehen als Synonym für mehr Leistung,<br />
und das ist auch in ihrem ursprünglichen<br />
Einsatzgebiet ihre Hauptaufgabe.<br />
Durch die Verdichtung von Verbrennungsluft,<br />
die dem Motor zugeführt wird, lassen<br />
sich im Vergleich zu Saugmotoren<br />
höhere Motorleistungen bei gleichzeitig<br />
niedrigerem Verbrauch und besseren<br />
Emissionswerten erzielen. Dass die Qualität<br />
dieser Produkte einwandfrei sein<br />
muss, versteht sich von selbst.<br />
Im Entwicklungszentrum und im Fertigungswerk<br />
eines Herstellers von Pkw- und<br />
Nutzfahrzeug-Abgasturboladern sorgt seit<br />
kurzem ein neues Bildverar beitungssystem<br />
namens Resident 1200 Visual Inspection<br />
von Vision On Line für eine vollautoma -<br />
tische 100-%-Prüfung kompletter Turbolader-Baugruppen<br />
und stellt so kurz vor<br />
dem Versand zum OEM eine zuverlässige<br />
Endkontrolle sicher.<br />
Vor der Installation des Systems waren<br />
für diese Aufgabe nach dem Vier-Augen-<br />
Prinzip zwei Mitarbeiter im Einsatz, um<br />
die gefertigten Turbolader zu prüfen.<br />
Diese manuellen Kontrollen waren nicht<br />
wirtschaftlich und zudem fehleranfälliger<br />
als eine automatisierte Qualitätsinspek -<br />
tion. Da Kundenreklamationen bei nicht<br />
Bild: Vision On Line<br />
Das Bildverarbeitungssystem<br />
stellt kurz vor<br />
dem Versand zum OEM<br />
eine zuverlässige<br />
Endkontrolle sicher.<br />
46 <strong>Quality</strong> <strong>Engineering</strong> » 01 | 2024
erkannten Fehlern schnell sehr hohe Administrationskosten<br />
nach sich ziehen<br />
können, wollte der Hersteller diesen Prozessschritt<br />
im vergangenen Jahr unbedingt<br />
optimieren.<br />
Bildverarbeitung fest im<br />
Unternehmen verankert<br />
Dass der Turbolader-Hersteller sich bei<br />
diesem Projekt auf die Unterstützung von<br />
Vision On Line verlassen hat, ist kein Zufall:<br />
Vision On Line arbeitet bereits seit<br />
mehreren Jahren mit diesem Unternehmen<br />
zusammen und ist inzwischen als<br />
Bildverarbeitungslieferant für viele von<br />
dessen Standorten freigegeben.<br />
„In enger Zusammenarbeit mit den<br />
technischen Experten unseres Kunden haben<br />
wir unter anderem die Integration<br />
von Bildverarbeitungsbibliotheken in sein<br />
PC-basiertes Automatisierungssystem<br />
realisiert“, erläutert Vision-On-Line-Geschäftsführer<br />
Andreas Schaarschmidt.<br />
„Auf diese Weise ist die Bildverarbeitung<br />
ohne zusätzliche Schnittstelle inzwischen<br />
tief im System des Turbolader-Herstellers<br />
verankert und deckt dabei von konventionellen<br />
Tools bis hin zu KI-Anwendungen<br />
die gesamte Bandbreite der benötigten<br />
Funktionen ab.“<br />
Im Fall der Turbolader-Prüfung mussten<br />
die Automatisierungsexperten ein umfangreiches<br />
Paket schnüren, um alle erforderlichen<br />
Merkmale zu untersuchen.<br />
„Turbolader sind hochkomplexe Bauteile<br />
mit zahlreichen Details, die im Zuge der<br />
von uns gewünschten kompletten Qualitätsprüfung<br />
unter die Lupe genommen<br />
werden müssen“, hebt Schaarschmidt<br />
hervor. „Unter anderem zählen dazu die<br />
Inspektion der eingesetzten Komponenten<br />
wie der Turbine, der Ladedruckregelklappe,<br />
konstruktiver Merkmale wie dem<br />
Spaltmaß zwischen Gehäuse und Turbinenrad,<br />
geometrischer Vorgaben und vieler<br />
weiterer Details.“<br />
Neben der vollständigen Automatisierung<br />
der Prüfzelle und der gewünschten<br />
100-%-Prüfung bestand eine weitere<br />
Herausforderung für Vision On Line darin,<br />
die Dokumentation sowohl der Ergebnisse<br />
als auch der aufgenommenen Bilder<br />
sicherzustellen. Darüber hinaus war es<br />
erforderlich, genügend Flexibilität der<br />
Zum Einsatz kommen acht Industriekameras von SVS-Vistek<br />
mit Auflösungen von 5 beziehungsweise 20 Megapixeln.<br />
Anlage zu gewährleisten, um bei Produkt -<br />
änderungen individuelle Anpassungen<br />
vornehmen zu können.<br />
Auf Basis dieser Vorgaben erstellte<br />
Vision On Line für seinen Kunden zunächst<br />
ein Konzept und übernahm anschließend<br />
die Konstruktion, den Sondermaschinenbau,<br />
die Integration aller Kameras<br />
und Beleuchtungen inklusive der<br />
erforderlichen Halterungen und unterstützte<br />
ihn bei der Programmierung. Die<br />
finale Programmierung von Steuerungstechnik<br />
und Bildverarbeitungsprüfung erfolgte<br />
dann durch den Anwender selbst.<br />
Beleuchtung direkt aus<br />
den Kameras heraus<br />
In der im Herbst 2022 ausgelieferten Anlage<br />
ist ein ausgefeiltes Bildverarbeitungssystem<br />
integriert. So kommen darin<br />
insgesamt acht Industriekameras von<br />
SVS-Vistek vom Typ Exo 264 und Exo 183<br />
zum Einsatz. „Diese GigE-Kameras weisen<br />
eine Reihe von technischen Eigenschaften<br />
auf, die sie für diese Anwendung besonders<br />
prädestinieren“, erläutert Oliver<br />
Herrmann, ebenfalls Geschäftsführer von<br />
Vision On Line und zuständig für die CAD-<br />
Konstruktion der Anlagen. „Eine echte Besonderheit<br />
ist dabei die Möglichkeit, die<br />
in der Anlage integrierten Beleuchtungen<br />
direkt aus den Kameras heraus betreiben<br />
zu können. Dadurch konnten wir den<br />
Bildverarbeitungs-Part ohne die üblicherweise<br />
erforderlichen Blitz-Controller realisieren<br />
und auf diese Weise Kosten und<br />
Aufwand für den Anwender reduzieren.“<br />
Als weitere Pluspunkte der eingesetzten<br />
Kameras von SVS-Vistek nennen die<br />
Peter Stiefenhöfer<br />
im Auftrag von<br />
Vision On Line und<br />
SVS-Vistek<br />
www.vision-online.eu<br />
www.svs-vistek.com<br />
Bild: SVS-Vistek<br />
Vision-On-Line-Geschäftsführer die hohen<br />
Auflösungen von 5 beziehungsweise<br />
bis zu 31 Megapixeln, die zuverlässig eine<br />
hohe Bildqualität und damit die Grund -<br />
lage für die nachfolgende Auswertung<br />
der Bilder lieferten. Sie erfolgt durch die<br />
Bildverarbeitungs-Software Halcon von<br />
MVTec auf Industrie-PCs von Siemens.<br />
„Dieses Setup erlaubt auf Basis der internationalen<br />
Standards in der Bildverarbeitungsbibliothek<br />
alle Freiheiten bezüglich<br />
der Bildaufnahme in 2D, 2,5D und auch<br />
3D sowie die optionale Einbindung verschiedener<br />
Standardtechnologien wie<br />
Pattern-Projektion, Shape from Shading<br />
oder Methoden der Künstlichen Intelligenz.<br />
Damit war es möglich, alle vorgegebenen<br />
Anforderungen des Anwenders an<br />
eine schnelle Verarbeitung zu erfüllen<br />
und somit die Grundlage für kurze Zykluszeiten<br />
zu schaffen“, so Herrmann. „Wir<br />
konnten mit dieser Anlage und der Auswahl<br />
der integrierten Komponenten ein<br />
optimales Kosten-Nutzenverhältnis erzielen<br />
und ein Gesamtsystem realisieren, das<br />
auch für zukünftige Anforderungen technologieoffen<br />
und flexibel ist.“<br />
<strong>Quality</strong> <strong>Engineering</strong> » 01 | 2024 47
» TECHNIK<br />
Dichtheitstechnik bei der Massenfertigung von Lithium-Ionen-Zellen<br />
Geprüft wird im Takt<br />
der Batterieproduktion<br />
Bei Batteriezellen für die Elektromobilität ist es zwingend notwendig, dass die<br />
Zellengehäuse dicht sind. Daher geht in Zukunft bei der Massenfertigung kein<br />
Weg daran vorbei, die Dichtheitsprüfungen konsequent zu automatisieren –<br />
an den relevanten Schritten im Fertigungsprozess.<br />
Die Produktion von Lithium-Ionen-<br />
Batteriezellen nimmt in Deutschland<br />
Fahrt auf. Die Automobilindustrie<br />
will die historische Dominanz von Batterieherstellern<br />
aus Südostasien reduzieren<br />
– schon weil in der Elektromobilität ein<br />
Großteil der Wertschöpfung mit den Batterien<br />
und besonders mit deren kleinsten<br />
Einheiten, den Batteriezellen, zu tun hat.<br />
Für eine Massenfertigung von Batteriezellen<br />
ist eine konsequente Qualitätssicherung<br />
entscheidend: Die Zellengehäuse<br />
müssen unbedingt dicht sein. Denn ein<br />
Eindringen von Luftfeuchtigkeit oder ein<br />
Austreten von Elektrolyt führen dazu,<br />
dass die Zellen ihre Kapazität verlieren. Es<br />
wird in Zukunft darauf ankommen, die<br />
Dichtheitsprüfungen konsequent zu automatisieren,<br />
an den relevanten Schritten<br />
im Fertigungsprozess. Nötig sind Prüfungen<br />
im Takt der Produktion – für jede einzelne<br />
Zelle.<br />
Bild: Inficon<br />
Für eine Vorprüfung von Batteriezellgehäusen von Hardcase-Zellen – hier gibt es prismatische oder<br />
Rundzellen – empfiehlt sich die Helium-Vakuummethode. Dafür wird zunächst das assemblierte<br />
Batteriezellengehäuse evakuiert und dann mit Helium als Prüfgas befüllt.<br />
Bild: Inficon<br />
Sandra Seitz<br />
Market Manager<br />
Automotive Leak<br />
Detection Tools<br />
Inficon<br />
48 <strong>Quality</strong> <strong>Engineering</strong> » 01 | 2024
Dies betrifft zum Beispiel die Vorprüfung<br />
der Dichtheit von Hardcase-Zellen.<br />
Feste Zellengehäuse auf ihre Dichtheit zu<br />
prüfen, bevor man sie mit Elektrolyt befüllt<br />
– sei dies bei der Fertigung klassischer<br />
Lithium-Ionen- oder moderner Natrium-Ionen-Zellen<br />
–, vermeidet es, bereits<br />
befüllte Batteriezellen verschrotten<br />
zu müssen. Auch wird kein Elektrolyt<br />
mehr daran verschwendet, undichte Zellen<br />
zu befüllen. Für solch eine Vorprüfung<br />
der Gehäuse von Hardcase-Zellen (hier<br />
gibt es prismatische oder Rundzellen)<br />
empfiehlt sich die Helium-Vakuummethode.<br />
Zunächst wird<br />
dafür das assemblierte<br />
Batteriezellengehäuse<br />
evakuiert und mit Helium<br />
als Prüfgas befüllt.<br />
Nun lässt sich die<br />
Dichtheit des Zellgehäuses<br />
in einer Vakuumkammer<br />
prüfen, die<br />
ebenfalls evakuiert<br />
wird. Durch Lecks in<br />
fehlerhaften Gehäusen<br />
wird nun Helium in das<br />
Vakuum der Kammer austreten, wo es<br />
durch industrielle Dichtheitsprüfgeräte<br />
detektierbar ist.<br />
Nur auslaufsichere Zellen<br />
gelangen zur Formierung<br />
Zudem empfiehlt es sich, bereits befüllte<br />
Zellen noch vor der Formierung zu testen,<br />
um keine Fertigungskapazitäten zu verschwenden<br />
und die Sicherheit zu steigern.<br />
Wenn Batteriezellen auch nach dem<br />
Befüllen und damit vor dem Formierungsschritt<br />
einer Dichtheitsprüfung unterzogen<br />
werden, ist sichergestellt, dass nur<br />
auslaufsichere Zellen zur Formierung gelangen.<br />
Diese Prüfung reduziert zum einen<br />
das grundsätzliche Sicherheitsrisiko,<br />
das besonders bei Lithium-Ionen-Zellen<br />
mit der Formierung verbunden ist, und<br />
verhindert zum anderen, dass Formierungskapazitäten<br />
und -aufwände verschwendet<br />
werden. Sogar ein erneuter<br />
Test der bereits vorgeprüften Hardcase-<br />
Batteriezellen kann hier sinnvoll sein.<br />
Allerdings ist für die Prüfung befüllter<br />
Zellen die beschriebene Methode mit Helium-Prüfgas<br />
ungeeignet. Stattdessen<br />
empfiehlt sich ein neues, von Inficon entwickeltes<br />
Verfahren, das austretendes<br />
Elektrolytlösungsmittel direkt nachweist.<br />
Für diese direkte Elektrolyt-Dichtheitsprüfmethode<br />
werden die gefüllten und<br />
versiegelten Batteriezellen in eine Vakuum-Prüfkammer<br />
gelegt. Wird diese Kammer<br />
nun evakuiert, entweicht Elektrolyt<br />
durch etwaige Lecks. Das Elektrolytlösungsmittel<br />
verdampft dann im Vakuum<br />
und wird von einem hochempfindlichen<br />
Sensor erkannt. Mit dieser direkten Elektrolyt-Nachweismethode<br />
lassen sich<br />
Lecks im Mikrometerbereich erkennen.<br />
»Mit der direkten<br />
Elektrolyt-Dichtheitsprüfmethode von<br />
Inficon lassen sich Lecks im<br />
Mikrometerbereich erkennen.<br />
Das Elektrolytlösungsmittel verdampft<br />
im Vakuum und wird von einem<br />
hochempfindlichen Sensor erkannt.«<br />
Ein weiterer Tipp betrifft eine erneute<br />
Dichtheitsprüfung nach der Formierung.<br />
Diese ist vorteilhaft, wenn der Hersteller<br />
sicherstellen möchte, dass nur wirklich<br />
dichte Zellen in den Weitertransport gelangen.<br />
Bei den weichen Pouch-Zellen ist<br />
die Prüfung nach der Formierung sogar<br />
unverzichtbar. Denn bei ihnen gestaltet<br />
sich der Fertigungsablauf etwas anders<br />
als bei Hardcase-Zellen. Nach der Befüllung<br />
mit Elektrolyt werden Pouch-Zellen<br />
in einem Vakuum versiegelt. Diese Versiegelung<br />
ist aber noch nicht endgültig.<br />
Denn während der Formierung entsteht<br />
im Innern der Pouch-Zellen Gas, das sich<br />
in einer Gastasche sammelt, die noch mit<br />
der Zelle verbunden ist. Erst im Anschluss<br />
an die Formierung wird die Gastasche mit<br />
dem überschüssigen Gas entfernt, und<br />
erst dann erhält die Pouch-Zelle ihre endgültige<br />
Versiegelung.<br />
Die Qualitätssicherung verlangt also eine<br />
Dichtheitsprüfung nach diesem Prozessschritt.<br />
Und die einzige Option dafür<br />
ist die direkte Elektrolyt-Dichtheitsprüfung.<br />
Nur so lassen sich auch Lecks identifizieren,<br />
die durch das Handling der<br />
empfindlichen Pouch-Zellen entstanden<br />
sein könnten. Zudem ist nur so dafür gesorgt,<br />
dass keine undichten Zellen weitertransportiert<br />
werden – ein Aspekt, der<br />
nicht nur bei Pouch-Zellen, sondern auch<br />
bei allen Hardcase-Zellen zum Tragen<br />
kommt.<br />
Qualitätssicherung mit<br />
reduzierten Zykluszeiten<br />
Die Qualitätssicherung bei der Massenfertigung<br />
von Batteriezellen verlangt es,<br />
tatsächlich jede einzelne Zelle auf ihre<br />
Dichtheit zu prüfen. Dies ist nur möglich,<br />
wenn die Dichtheitsprüfstationen<br />
automatisiert<br />
sind und im Takt<br />
der Produktion arbeiten.<br />
Dafür lassen sich<br />
die Zykluszeiten der<br />
direkten Elektrolyt-<br />
Dichtheitsprüfung so<br />
weit wie möglich reduzieren.<br />
Es gibt eine<br />
ganze Reihe von Maßnahmen,<br />
die die Prüfung<br />
beschleunigen<br />
können. Ein Faktor, der sich auf die Zykluszeit<br />
der Prüfung auswirkt, ist die Größe<br />
der Vakuumkammer – genauer gesagt:<br />
die Größe des um den Prüfling herum verbleibenden<br />
Totvolumens. Im Idealfall ist<br />
dieses Totvolumen so klein wie möglich,<br />
damit sich die erforderliche Evakuierungszeit<br />
reduziert.<br />
An den Prüfstationen besonders leistungsstarke<br />
externe Vakuumpumpen einzusetzen,<br />
kann ebenfalls dazu dienen, die<br />
Webhinweis<br />
In diesem Video erklärt<br />
Inficon am Beispiel einer<br />
zylindrischen Zelle, wie<br />
Lithium-Ionen-Batterien<br />
auf Lecks geprüft werden:<br />
https://hier.<br />
pro/E2PZ0<br />
<strong>Quality</strong> <strong>Engineering</strong> » 01 | 2024 49
» TECHNIK<br />
Die direkte Elektrolyt-<br />
Dichtheitsprüfmethode<br />
von Inficon zum Test<br />
befüllter Batterie -<br />
zellen. Das rote Licht<br />
zeigt an, dass ein Leck<br />
entdeckt wurde.<br />
Bild: Inficon<br />
Evakuierung stark zu beschleunigen. Die<br />
Zellen bereits vor dem eigentlichen Test<br />
von Elektrolytresten zu reinigen, die nach<br />
dem Befüllen gegebenenfalls auf den Gehäusen<br />
verblieben sind, verlegt den erforderlichen<br />
Reinigungsschritt – etwa in Gestalt<br />
einer Laserreinigung – vor den eigentlichen<br />
Prüfablauf. Last but not least:<br />
Auch eine Multi-Kammer-Prüfstation<br />
Konkrete Antworten auf<br />
komplexe Fragestellungen<br />
finden Sie in den<br />
Whitepapern der <strong>Quality</strong><br />
<strong>Engineering</strong>!<br />
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kann die Zykluszeit noch einmal deutlich<br />
reduzieren. Denn das Elektrolyt-Dichtheitsprüfgerät<br />
arbeitet dann in einer<br />
Prüfstation nicht nur mit einer, sondern<br />
mit mehreren Vakuumprüfkammern. Das<br />
Prüfgerät muss nicht mehr abwarten, bis<br />
eine Kammer beschickt oder evakuiert ist,<br />
sondern befindet sich stattdessen nahezu<br />
kontinuierlich im Messbetrieb.<br />
Die Zykluszeit der Prüfung zu verkürzen,<br />
ist der eine relevante Aspekt bei einer<br />
Massenprüfungsstrategie; der andere ist<br />
es, den Durchsatz an den Prüfstationen zu<br />
erhöhen. Hier ist ein Batch-Testing-Ansatz<br />
empfehlenswert. Beim Batch-Testing<br />
wird bei jedem Prüfvorgang eine größere<br />
Zahl von Batteriezellen gleichzeitig geprüft.<br />
Dadurch reduziert sich die effektive<br />
Prüfzeit für die einzelne Zelle – der<br />
Durchsatz steigt sehr deutlich. Wird in einem<br />
spezifischen Batch ein Leck detektiert,<br />
fallen allerdings weitere Testrunden<br />
in einer nachgelagerten Prüfstation an.<br />
Dabei wird die Chargengröße so lange<br />
halbiert, bis die undichte Zelle in einem<br />
Batch der Größe eins identifiziert ist.<br />
Deswegen ist es bei einer Batch-Testing-<br />
Strategie erforderlich, die optimale<br />
Batchgröße zu berechnen, damit die initiale<br />
Verbesserung beim Durchsatz nicht<br />
durch den Nachprüfungsbedarf wieder<br />
zunichtegemacht wird. Der zentrale Faktor<br />
dafür ist die typische Fehlerrate in der<br />
Produktion.<br />
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PhWd6<br />
50 <strong>Quality</strong> <strong>Engineering</strong> » 01 | 2024
Digitalisierung von Sensoren<br />
Die Intelligenz sitzt<br />
im Anschlussstecker<br />
Will man Messwerte in IT-Systeme integrieren, muss man diese digitalisieren.<br />
Die Umwandlung analoger, physikalischer, chemischer oder elektrischer Werte<br />
in digitale Formate beginnt am besten im Anschlussstecker. Damit behält die<br />
gesamte Messkette die größte Flexibilität.<br />
Im intelligenten Anschlussstecker Almemo D7 können auch individuelle Sensorparameter wie Linearisierungen, Skalierung, Dämpfung, Mittelwertbildung,<br />
Messrate oder längere Kommentare unter anderem für eine übersichtliche Zuordnung der Sensoren zu den Messplätzen gespeichert werden.<br />
Bild: Ahlborn<br />
In vielen Bereichen der Automatisierung,<br />
der Prozessindustrie oder bei Forschungs-<br />
und Entwicklungsaufgaben<br />
steht die Messtechnik heute vor einer Zunahme<br />
an vielfältigen und komplexen<br />
Messaufgaben. Die dabei wachsenden<br />
Datenmengen zu interpretieren und zu<br />
bewerten wird immer schwieriger. Zudem<br />
nehmen in fast allen Bereichen die Qualitätsstandards<br />
und der Bedarf an Zertifizierungen<br />
und Kalibrierungen zu. Daneben<br />
stehen Faktoren wie Kosten und Zeit.<br />
Die analoge Sensortechnologie stößt hier<br />
an ihre Grenzen. Für die Integration erforderlicher<br />
Messwerte in Datenverarbeitungssysteme<br />
ist eine Digitalisierung der<br />
Messwerte unerlässlich.<br />
Bereits in den frühen 1990er Jahren hat<br />
Ahlborn Mess- und Regelungstechnik den<br />
Wert flexibler Anschlussmöglichkeiten<br />
durch die Trennung von Elektronik zwischen<br />
Messgerät und Sensor erkannt. Mit<br />
der Einbindung eines Speicherbausteins<br />
(Eeprom) in den Anschlussstecker und einer<br />
programmierten Fühlererkennung<br />
entstand das patentierte Steckersystem<br />
Almemo. Die Möglichkeiten für Lösungen<br />
messtechnischer Aufgaben stiegen damit<br />
um ein Vielfaches. Almemo-Messtechnik<br />
bedeutet bis heute: Ein einziges Messgerät<br />
oder ein Datenlogger passt für die<br />
Messung fast aller physikalischen, elektrischen<br />
oder chemischen Größen, nur der<br />
Sensor muss getauscht werden.<br />
Der Sensor wird über vorkonfigurierte<br />
oder frei programmierbare Stecker automatisch<br />
nach Anstecken vom Messgerät<br />
erkannt. Nach dem Wechsel der Sensoren<br />
ist am Gerät keine Einstellung notwendig<br />
und der Messwert wird sofort angezeigt.<br />
Die Technik ist für einfache Messaufgaben<br />
bis hin zur autarken Messdatenerfassung<br />
mit individuellem Messaufbau möglich.<br />
Neben messtechnischen Standardaufgaben<br />
können auch komplexe, kundenspezifische<br />
Sonderlösungen realisiert werden.<br />
Die Weiterentwicklung des intelligenten<br />
Anschlusssteckers führte letztlich zu<br />
digitalen Lösungen im Bereich der Sensortechnik.<br />
Durch leistungsfähigere Mikroprozessoren<br />
konnte Ahlborn völlig autarke<br />
digitale Fühler schaffen, die selbst<br />
wie ein Messgerät funktionieren. Die<br />
Intelligenz der digitalen Sensoren sitzt<br />
dabei im Anschlussstecker. Neben der zusätzlich<br />
gewonnenen Flexibilität eines<br />
Dieter Ahlborn<br />
Geschäftsführer<br />
Ahlborn Mess- und<br />
Regelungstechnik<br />
www.ahlborn.com<br />
Bild: Ahlborn<br />
<strong>Quality</strong> <strong>Engineering</strong> » 01 | 2024 51
» TECHNIK<br />
Bei Almemo passt ein einziges Messgerät oder ein Datenlogger für die Messung fast aller physikalischer,<br />
elektrischer oder chemischer Größen. Nur der Sensor muss getauscht werden.<br />
digitalen Sensors können im intelligenten<br />
Anschlussstecker von Typ Almemo D7 und<br />
D6 auch individuelle Sensorparameter<br />
wie Linearisierungen, Skalierung, Dämpfung,<br />
Mittelwertbildung, Messrate oder<br />
längere Kommentare, unter anderem für<br />
eine übersichtliche Zuordnung der Sensoren,<br />
zu den Messplätzen gespeichert werden.<br />
Besonders interessant ist die Möglichkeit,<br />
Sensoren völlig unterschiedlicher<br />
Hersteller über den intelligenten Stecker<br />
zu digitalisieren und an Almemo-Messsysteme<br />
anzubinden.<br />
Die Kalibrierung erfolgt<br />
kostengünstig und schnell<br />
Die Digitalisierung von Sensoren ermöglicht<br />
es, Messgerät und Sensor bei einer<br />
rückführbaren Erst- oder Rekalibrierung<br />
getrennt zu betrachten. Bei der Kalibrierung<br />
muss das Gerät selbst nicht mehr<br />
berücksichtigt werden. Jeder digitale<br />
Sensor mit Almemo-Stecker D7 oder D6<br />
bildet eine abgeschlossene, kalibrierfähige<br />
Messkette. Das bedeutet, die Fühler<br />
können zeit- und geldsparend unabhängig<br />
vom Messsystem kalibriert werden,<br />
wobei das Messgerät keinen Unsicherheitsfaktor<br />
mehr darstellt. Um eventuelle<br />
Prozessstillstände oder hohen Installa -<br />
tionsaufwand zu vermeiden, ist lediglich<br />
ein weiterer Sensor als Ersatz notwendig.<br />
Zudem können mehrere Kalibrierungen an<br />
verschiedenen Fühlern eines Systems<br />
gleichzeitig durchgeführt werden, was zu<br />
einer erheblichen Reduzierung der Gesamtkalibrierzeit<br />
führt.<br />
Im hauseigenen, akkreditierten Kalibrierlabor<br />
von Ahlborn wird während der<br />
Kalibrierung von Temperatur und Drucksensoren<br />
in jedem Kalibrierpunkt die Fühlerabweichung<br />
ermittelt und auf Wunsch<br />
des Kunden für jeden Kalibrierpunkt als<br />
Korrekturwert im intelligenten Anschlussstecker<br />
gespeichert. Im Kalibrierzertifikat<br />
sind dann die Messwerte für den somit<br />
mehrpunktjustierten Fühler eingetragen.<br />
Die ausgewiesenen Fühlerabweichungen<br />
gehen gegen Null. Messungen innerhalb<br />
des kalibrierten Intervalls können dann in<br />
kleineren Unsicherheiten durchgeführt<br />
werden.<br />
Vom Einzelgerät zum<br />
umfassenden Messsystem<br />
Bild: Ahlborn<br />
Die Digitaltechnologie Almemo bietet<br />
die Möglichkeit, Geräte unterschiedlicher<br />
Hersteller wie Waagen, Zentrifugen, Partikelzähler<br />
oder eben zahlreiche Sensoren<br />
mit analoger oder digitaler Schnittstelle<br />
und auch andere Kommunikationsprotokolle<br />
an die Almemo-Datenlogger anzubinden.<br />
Nach erfolgter Anpassung werden<br />
allein durch das Anstecken des Steckers<br />
in das Messgerät alle Daten und Sensorparameter<br />
automatisch erkannt, sofort<br />
visualisiert und zentral oder dezentral erfasst.<br />
Aus bisher schwer zu implementierenden<br />
Messgeräten werden hochflexible<br />
messtechnische Alltagshelfer – ohne Programmieraufwand,<br />
Parameterumstellung<br />
oder Softwareabgleich.<br />
Durch die digitale Signalübertragung<br />
sind am digitalen Sensor beliebige Kabellängen<br />
möglich. Elektromagnetische Störungen<br />
bleiben ausgeschlossen und<br />
Messsignale können störsicher über weite<br />
Strecken übertragen werden. Der Austausch<br />
digitaler Sensoren geschieht ohne<br />
Verlust von Kalibrierdaten. Eine hohe<br />
Messgeschwindigkeit, hohe Präzision und<br />
Auflösung sowie stabile Messwerte sind<br />
Kennzeichen digitaler Sensoren.<br />
Die Trennung einer elektronischen<br />
Wandlung analoger in digitale Signale<br />
vom Sensor und die Unterbringung der<br />
Digitaltechnologie im Anschlussstecker<br />
eröffnet eine Vielzahl weiterer, messtechnischer<br />
Vorteile. So bietet ein D7- oder<br />
D6-Stecker Platz für zehn Mess- und Rechenkanäle.<br />
Die Darstellungsbereiche im<br />
Messgerät können bei Verwendung dieser<br />
neuartigen Stecker auf 200.000 Digits erweitert<br />
werden. Die geräteunabhängige<br />
Darstellung der Sensorparameter und<br />
auch die Konfiguration des Sensors erfolgt<br />
über das Sensormenü. Durch die nun<br />
mögliche Anbindung von Fremdsensoren<br />
aller Hersteller kann die bestehende<br />
Messtechnik immer wieder beliebig erweitert<br />
werden.<br />
Webhinweis<br />
Wie Fremdsensoren<br />
für den Anschluss programmiert<br />
werden, zeigt<br />
Ahlborn in diesem Video:<br />
https://hier.<br />
pro/J3JT7<br />
52 <strong>Quality</strong> <strong>Engineering</strong> » 01 | 2024
NEWS & PRODUKTE «<br />
Bildverarbeitung<br />
Neuer Mann an der Spitze von IDS<br />
Der Bildverarbeitungs-Spezialist IDS hat Dr. Michael Berger (rechts) zum<br />
neuen Geschäftsführer berufen. Berger übernimmt den Stab von Gründer<br />
und Eigentümer Jürgen Hartmann (links), der nach 27 Jahren an der<br />
Spitze des Unternehmens aus der Geschäftsführung ausscheidet. Der<br />
42-jährige Berger war zuletzt als General Manager Li-Ion Cells für Varta<br />
tätig. Bei IDS verantwortet er künftig die Geschäftsbereiche Vertrieb,<br />
Marketing, Produktmanagement und Systemberatung. Jan Hartmann<br />
führt die Bereiche Finanzen, HR, IT sowie Business Innovation & Ökosystem.<br />
Alexander Lewinsky übernimmt neben seinem bisherigen Verantwortungsbereich<br />
Operations zusätzlich die Entwicklung. Hartmann<br />
übergibt die Leitung des operativen Geschäfts und steht im Familienunternehmen<br />
künftig als Chief Innovation Manager beratend in den Bereichen<br />
Technologien und Innovationen zur Seite.<br />
Bild: IDS<br />
Laserscanner<br />
Für große Messbereiche<br />
Bild: Micro-Epsilon<br />
Die Laserscanner der Scancontrol-LLT30xx-Serie von Micro-Epsilon<br />
decken nun auch größere Messbereiche bis 600 mm ab. Die beiden<br />
neuen Modelle sind mit den Messbereichen 430 x 390 mm und 600 x<br />
600 mm erhältlich. Sie sind in unterschiedlichen Ausführungen mit<br />
rotem Laser verfügbar. Die Baureihe deckt insgesamt nun die Messbereiche<br />
von 10 bis 600 mm ab. Somit lassen sich damit kleinste Details<br />
präzise erfassen, aber auch große Objekte bei gleichzeitig großem<br />
Grundabstand zuverlässig vermessen. Alle Laserscanner können einfach<br />
in individuelle Softwareumgebungen integriert werden, entweder<br />
durch Nutzung der zur Verfügung stehenden SDKs oder über den<br />
GigE-Vision-Standard, dem alle Scancontrol-Sensoren entsprechen.<br />
Die Sensoren verfügen über integrierte Controller, in denen Messwerte<br />
ohne externen PC direkt im Sensor bewertet und ausgegeben werden.<br />
Rauheitsmessungen<br />
Erstes Labor nach DIN EN ISO 21920 Dakks-zertifiziert<br />
Das Kalibrierlabor von Hommel Etamic ist<br />
als erstes für die neue Normenreihe der<br />
Rauheitsmesstechnik DIN EN ISO 21920<br />
Dakks-zertifiziert worden. Mit der Zertifizierung<br />
reagiert der Hersteller auf die<br />
Nachfrage am Markt, Normale zur Messung<br />
der Oberflächenbeschaffenheit nach<br />
der neuen Normenreihe DIN EN ISO<br />
21920 gemäß ausgewiesener Qualitätsstandards<br />
zu kalibrieren. Zugleich hat<br />
Hommel Etamic die Mess-Algorithmen<br />
seiner Software Evovis überarbeitet und<br />
seine Kalibriergenauigkeit damit deutlich<br />
gesteigert: Die von Hommel Etamic kalibrierten<br />
Normale der Rauheitstechnik<br />
sind jetzt bis zu viermal genauer als zuvor.<br />
Die Jenoptik-Marke weist damit nach<br />
eigenen Angaben die weltweit höchste<br />
Messgenauigkeit für Kenngrößen der<br />
Oberflächenbeschaffenheit innerhalb des<br />
Deutschen Kalibrierdienstes (DKD) auf.<br />
Die Normenreihe DIN EN ISO 21920 gilt<br />
seit dem Jahr 2022. Sie definiert die<br />
Kenngrößen der Rauheitsmesstechnik<br />
übersichtlicher und reduziert Messunsicherheiten.<br />
Bild: Hommel Etamic<br />
<strong>Quality</strong> <strong>Engineering</strong> » 01 | 2024 53
» NEWS & PRODUKTE<br />
Klimaprüfschränke<br />
Für voluminöse Güter<br />
Weiss Technik hat die zweite Generation<br />
seiner Climeevent-Klimaprüfschränke um<br />
drei Formate erweitert. Zusätzlich zu den<br />
bereits verfügbaren Modellen mit 180,<br />
340 und 600 l bieten die größeren Varianten<br />
ein Raumvolumen von 1000, 1500<br />
und 2000 l, erreicht durch eine erweiterte<br />
Tiefe. Damit können Kunden auch größere<br />
oder mehrere Bauteile gleichzeitig testen,<br />
bis hin zu kompletten Systemen.<br />
Alle drei Schrankgrößen sind mit Temperaturänderungsraten<br />
von 3 und 5 K/min<br />
erhältlich. Fester Bestandteil sind die ab-<br />
solute Feuchteregelung<br />
und ein vergrößertes<br />
Wasserbad.<br />
Hinzu kommen<br />
LED-Leuchten im<br />
Innenraum sowie<br />
eine LED-Statusleiste außen an der Tür<br />
der Prüfschränke. Als Option gibt es eine<br />
verdunkelbare Frontscheibe – geeignet<br />
für Prüfzentren, die Geheimhaltungsvereinbarungen<br />
einzuhalten haben.<br />
Interessant sind die neuen Schrankformate<br />
von Weiss Technik vor allem für Produktionsbereiche<br />
mit hohen Testanfor -<br />
derungen und zunehmend größerem<br />
Prüfgut – wie etwa die Automobilindustrie,<br />
inklusive Elektromobilität, oder die<br />
Elektronikbranche. Auch die Aerospaceund<br />
Pharmaindustrie nutzen die Testschränke.<br />
Bild: Weiss Technik<br />
Kalibrierlabor<br />
Ophir in Deutschland nach ISO/IEC akkreditiert<br />
Bild: MKS<br />
MKS Instruments hat die ISO/IEC-Akkreditierung für sein europäisches<br />
Ophir-Kalibrierlabor in Darmstadt erhalten. Die Akkreditierung<br />
gilt für Photodioden-, pyroelektrische und thermische<br />
Laserleistungs- und -energiesensoren, sowie Leistungs- und<br />
Energieanzeigegeräte und virtuelle Messgeräte von Ophir. Europäische<br />
Kunden, die eine Re-Kalibrierung ihrer Ophir-Produkte<br />
durch ein ISO/IEC-akkreditiertes Labor benötigen, profitieren somit<br />
von deutlich kürzeren Durchlaufzeiten, da die Messtechnik<br />
nicht mehr an unsere internationalen Labore versendet werden<br />
muss.<br />
Kalibrierzertifikate für Sensoren und Anzeigegeräte, die im Europäischen<br />
Labor ausgestellt werden, tragen jetzt automatisch die<br />
ISO/IEC 17025 Akkreditierung.<br />
Koordinatenmesstechnik<br />
Einfacheres Umrüsten zwischen optisch und taktil<br />
Nikon Metrology und Duwe-3D haben im<br />
Rahmen eines gemeinsamen Projektes<br />
aufgezeigt, wie Anwender der Messsoftware<br />
Polyworks den Renishaw PHS-<br />
2-Kopf zusammen mit den Laserscannern<br />
von Nikon nutzen können. Dies vereinfacht<br />
die Umrüstung eines traditionellen<br />
Koordinatenmessgeräts von taktiler Messung<br />
auf Laserscanner. Viele Polyworks-<br />
Kunden nutzen den Renishaw- PHS-2-<br />
Kopf bereits, um taktil zu tasten. Da jedoch<br />
die optische Erfassung und Darstellung<br />
immer mehr an Bedeutung gewinnt,<br />
haben zahlreiche Anwender schon auf einen<br />
adaptierbaren Laserscanner gewartet.<br />
Im Zuge ihrer Zusammenarbeit haben<br />
Nikon und Polyworks ihre Erfahrung mit<br />
Scandaten, umfassenden Auswertemöglichkeiten<br />
sowie modernen Darstellungsund<br />
Analysemöglichkeiten in Polyworks<br />
Dataloop zusammengeführt. Beim gemeinsamen<br />
Projekt wurde zunächst ein<br />
Wenzel RA Horizontal Arm Koordinatenmessgerät<br />
mit dem PHS-2-Kopf und den<br />
Nikon-Laserscannern L100 und XC65Dx<br />
ausgerüstet. Erste Scan-Tests sind damit<br />
erfolgreich abgeschlossen worden. Auch<br />
Vergleichstests, wie Umschlagtests der<br />
Scanner auf Kugeln und Ebenheitsnormal,<br />
waren reproduzierbar.<br />
Bild: Nikon<br />
54 <strong>Quality</strong> <strong>Engineering</strong> » 01 | 2024
Leckagesuchgerät<br />
Mit Minimikrofonen Lecks auf der Spur<br />
Bild: Econ Solutions<br />
Das Leckagesuchgerät Ultracam LD<br />
500/510 von Econ Solutions berechnet<br />
und visualisiert mit 30 MEMS-Mikrofonen<br />
Ultraschallbilder in Druckluftnetzen.<br />
Hauptvorteil gegenüber klassischen Leckagesuchgeräten<br />
ist die optische Darstellung<br />
der Leckage in Echtzeit-Bildern<br />
selbst in lauten Umgebungen. Umgebungsgeräusche<br />
werden ausgeblendet.<br />
Die Ultracam ermöglicht dies in kürzester<br />
Zeit. Sie zeigt auf dem integrierten Display<br />
sofort die Leckagerate in l/min oder<br />
cfm (cubic feet per minute) mit dem zu-<br />
gehörigen Einsparpotenzial in<br />
Euro/Jahr an. Diese Daten lassen<br />
sich zusammen mit dem<br />
Foto abspeichern und via USB<br />
in das Maßnahmentool der Energiemanagement-Software<br />
Econ 4 importieren.<br />
Hier wird für jede Leckage eine Maßnahme<br />
angelegt, die sich einer verantwortlichen<br />
Person zuordnen lässt. Diese<br />
weiß damit automatisch ganz exakt, wo<br />
sich das Leck befindet und welches Element<br />
undicht ist. Aufgrund der Leckagerate<br />
und dem geschätzten Einsparpotenzial<br />
können Maßnahmen<br />
priorisiert werden. Die Ultracam<br />
LD 500/510 detektiert<br />
auch kleinste Leckagen von<br />
0,1 l/min selbst über große Entfernungen<br />
hinweg und macht den für das<br />
menschliche Ohr nicht wahrnehmbaren<br />
Ultraschall hörbar. Sie lässt sich bis zu<br />
neun Stunden im Dauerbetrieb nutzen.<br />
Dank geringem Gewicht und ergono -<br />
mischer Form eignet sie sich gut für die<br />
Einhandbedienung.<br />
Messsysteme<br />
Standards für den digitalen Kalibrierschein<br />
Es gibt nun Standards für den digitalen<br />
Kalibrierschein; entstanden sind sie im<br />
Projekt Gemimeg-II unter der Leitung der<br />
PTB. Unter dem Titel „Sichere und robuste<br />
kalibrierte Messsysteme für die digitale<br />
Transformation“ spielte innerhalb des<br />
Projekts die Einführung des in der PTB<br />
entwickelten Digitalen Kalibrierscheins<br />
(DCC) eine zentrale Rolle. Der DCC enthält<br />
Kalibrierinformation in einer für Computer<br />
verständlichen und fälschungssicheren<br />
Struktur. Dank dieser Eigenschaften<br />
kann der DCC auch als Grundlage für die<br />
Bild: PTB<br />
Entwicklung weiterer Zertifikate dienen,<br />
die zentrale Bausteine eines digitalen<br />
Produktpasses sein können. Die globale<br />
Einsetzbarkeit des DCC ist mit einer international<br />
agierenden Nutzungsgemeinschaft<br />
in den bisher drei DCC-Konferenzen<br />
mit zuletzt mehr als 1.100 Teil -<br />
nehmern aus 93 Ländern abgestimmt<br />
worden.<br />
Neben dem DCC bildete die Simulation<br />
ganzer Prozesse durch digitale Zwillinge<br />
einen Schwerpunkt innerhalb von Gemimeg-II.<br />
Diese digitalen Zwillinge können<br />
zuverlässige Vorhersagen der zeitlichen<br />
Entwicklung verschiedener Prozessparameter<br />
in einem Bruchteil der realen Zeit<br />
liefern.<br />
Bildverarbeitung<br />
Blaue Dombeleuchtung für die Oberflächenprüfung<br />
Der Thüringer Bildverarbeitungsspezialist<br />
Vision & Control setzt energiereiche blaue<br />
Power-LEDs jetzt auch in seinen Vicolux-<br />
Dombeleuchtungen ein. Durch die Kombination<br />
von blauer Beleuchtungstechnik<br />
mit darauf abgestimmten Objektiven können<br />
Oberflächen in hoher Auflösung und<br />
Schärfentiefe untersucht werden. Selbst<br />
der blinde Fleck der Kameraöffnung kann<br />
ausgeleuchtet werden.<br />
Mit der Vicotar-Blue-Vision-Reihe widmet<br />
sich Vision & Control schon seit geraumer<br />
Zeit der Inspektion von Oberflä-<br />
chen mit blauem Licht, weil im<br />
sichtbaren Spektralbereich um 450<br />
nm der Beugungsfehler am geringsten<br />
ist.<br />
Dank ihrer kurzen Wellenlänge erzeugen<br />
die Power-LEDs ein energiereiches<br />
Licht, das auch feinste<br />
Details und Oberflächenstrukturen<br />
präzise ausleuchtet. Durch die schattenfreie<br />
und sehr diffuse Lichtverteilung<br />
können selbst kleinste Defekte, Risse oder<br />
Kratzer sicher erkannt werden – sogar auf<br />
stark spiegelnden Oberflächen. Ein Einsatzbereich<br />
ist etwa die pharmazeutische<br />
Verpackungsindustrie, wenn es um die<br />
Kontrolle von Tabletten in Blistern oder<br />
die Prüfung von Produkten unter transparenter<br />
Folie geht.<br />
Bild: Vision & Control<br />
<strong>Quality</strong> <strong>Engineering</strong> » 01 | 2024 55
» NEWS & PRODUKTE<br />
Multisensor-Koordinatenmessgerät<br />
Noch genauer messen<br />
Werth hat das Konzept seines Multisensor-Koordinatenmessgeräts<br />
Videocheck<br />
UA für hochgenaue Sensoren wie den Fiber<br />
Probe überarbeitet. Dies ermöglicht<br />
genauere Multisensor-Messungen mit<br />
den optischen, taktilen und taktil-optischen<br />
Sensoren des Herstellers.<br />
Bei der neuen, genauigkeitsoptimierten<br />
Bauweise wurde die Längenmessabweichung<br />
(MPE) für Euni auf (0,15 + L/2000)<br />
µm reduziert (Option). Die neuen Videocheck-UA-Geräte<br />
verfügen über eine verbesserte<br />
Entkopplung von Umgebungsschwingungen,<br />
eine verbesserte<br />
Langzeit-Temperaturstabilität<br />
und damit sehr geringen<br />
Einfluss auf den Sensorversatz<br />
für eine verbesserte<br />
Messunsicherheit bei Multisensor-Messungen.<br />
So wurde<br />
insbesondere bei zeitaufwendigen<br />
Vielpunktmessungen<br />
mit mehreren Sensoren im selben Bezugssystem<br />
die Genauigkeit nochmals gesteigert.<br />
Das überarbeitete Gerätekonzept<br />
zeichnet sich durch temperaturstabile<br />
Bild: Werth<br />
Komponenten,<br />
eine optimierte<br />
Wärmezirkulation,<br />
die aktive<br />
Kühlung<br />
von Komponenten<br />
sowie<br />
eine erweiterte Software-<br />
Temperaturkompensation aus. Um die<br />
geringe Maß- und Formabweichung am<br />
Videocheck UA nachzuweisen, wurde für<br />
den Fiber Probe 3D eine spezielle Ultrapräzisionskugel<br />
geschaffen.<br />
CAQ-Software<br />
Böhme & Weihs unter neuer Leitung<br />
Bild: Böhme & Weihs<br />
Der Qualitätsmanagement-Spezialist Böhme & Weihs hat Jörg von Ploetz (Bild)<br />
zum neuen CEO ernannt. Er übernimmt die Position von seinem Vorgänger und<br />
Mitgründer Rüdiger Weihs, der sein Amt zum 31. März offiziell niederlegt. Von<br />
Ploetz war zuletzt Chief Operating Officer (COO) beim Wuppertaler Software-<br />
Anbieter. Auch nach dem Positionswechsel wollen von Ploetz und Weihs die<br />
Entwicklung des Unternehmens in enger Abstimmung vorantreiben. „Ich freue<br />
mich sehr auf meine neue Aufgabe, insbesondere mit einem starken Team<br />
weiter an der Entwicklung innovativer Technologien zu arbeiten und Böhme &<br />
Weihs noch stärker als erfahrenen, verlässlichen und hochprofessionellen Experten<br />
für Qualitätsmanagement am Markt zu positionieren“, sagt von Ploetz.<br />
„Als Teil der Proalpha-Unternehmensgruppe profitieren wir dabei von der Innovationskraft<br />
einer starken Organisation und den dadurch resultierenden<br />
Synergieeffekten.“<br />
Optische Messtechnik<br />
Laser für digitale Holographie sollen günstiger werden<br />
Im Projekt Multilambdachip entwickelt<br />
das Fraunhofer IPM mit Partnern hochintegrierte,<br />
kostengünstige Laserlichtquellen<br />
für den Einsatz der digitalen Holographie<br />
für die Qualitätssicherung direkt in<br />
der Linie. Das Projektteam – dazu gehören<br />
auch Hübner Photonics, Carl Zeiss, Cybertechnologies<br />
und die Professur für Optische<br />
Systeme der Universität Freiburg –<br />
will dafür einen neuartigen photonischen<br />
Schaltkreis auf Lithiumniobat-Basis entwickeln.<br />
Dieser soll das 1550-nm-Licht<br />
einer preisgünstigen Laserdiode aus dem<br />
Telekombereich derart manipulieren und<br />
konvertieren, dass damit hochgenau im<br />
sichtbaren Spektralbereich gemessen<br />
werden kann. Die Lichtquelle soll dafür<br />
sorgen, dass anspruchsvollen Messaufgaben<br />
in der Fertigung zunehmend wirtschaftlich<br />
lösbar werden. Im Projekt wird<br />
daher die Einsatzfähigkeit der neuen<br />
Laserlichtquelle in Kombination mit holographischen<br />
Messsystemen an zwei konkreten<br />
Industrieapplikationen nachgewiesen:<br />
So soll ein flächig messendes holographisches<br />
Sensorsystem in ein Mehrachs-Handlingsystem<br />
integriert werden,<br />
um die Maßhaltigkeit keramischer Komponenten<br />
zu 100 % kontrollieren zu können.<br />
Bild: Fraunhofer IPM<br />
56 <strong>Quality</strong> <strong>Engineering</strong> » 01 | 2024
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Die Software für Qualität. Die QM-Software BabtecQ<br />
bietet zahlreiche Module vom APQP Projektmanagement<br />
bis zur Warenausgangsprüfung, mit denen alle<br />
Anforderungen aus DIN EN ISO 9001, IATF 16949 sowie<br />
Richtlinien nach AIAG und VDA erfüllt werden.<br />
Das Netzwerk für Qualität. Mit der cloudbasierten<br />
Plattform BabtecQube erfolgt die Auflösung von<br />
Unternehmensgrenzen zugunsten einer kooperativen<br />
Qualitätsarbeit entlang der gesamten Lieferkette – mit<br />
dem Ziel einer <strong>Quality</strong> Supply Chain.<br />
<strong>Quality</strong> <strong>Engineering</strong> » 01 | 2024 57
» QUALITY WORLD<br />
Messtechnik für Ewigkeitschemikalien<br />
Forscher bringen PFAS<br />
zum Leuchten<br />
Ewigkeitschemikalien (PFAS) im Wasser zu messen ist heute sehr aufwändig.<br />
Deutsche und britische Forscher haben nun aber eine neue Methode entwickelt,<br />
um mithilfe eines lumineszierenden Sensors zu erkennen. Dieser beobachtet<br />
Änderungen des Signals in der Lumineszenz-Lebensdauer des Metalls.<br />
PFAS oder Ewigkeitschemikalien sind<br />
industriell hergestellte Verbindungen<br />
aus Fluor, die in verschiedenen Bereichen<br />
eingesetzt werden – von Lebensmittelverpackungen<br />
über die Halbleiterproduktion<br />
bis hin zu Autoreifen. Sie sind nicht abbaubar<br />
und reichern sich in der Umwelt<br />
an. Die Besorgnis über die von ihnen verursachte<br />
toxische Verschmutzung, insbesondere<br />
von Wasser, hat in den letzten<br />
Jahren zugenommen.<br />
„Die Möglichkeit, Ewigkeitschemikalien<br />
im Trinkwasser oder in der Umwelt aufgrund<br />
von Industrieunfällen zu identifizieren,<br />
ist für unsere eigene Gesundheit<br />
und die unseres Planeten von entscheidender<br />
Bedeutung. Die aktuellen Methoden<br />
zur Messung dieser Schadstoffe sind<br />
kompliziert, zeitaufwändig und teuer“, erklärt<br />
Stuart Harrad, Professor für Umweltchemie<br />
an der Universität Birmingham,<br />
der zusammen mit seiner Kollegin<br />
Zoe Pikramenou, Professorin für anorganische<br />
Chemie und Photophysik, an der<br />
Entwicklung des neuen Sensors beteiligt<br />
war. „Es besteht ein dringender Bedarf an<br />
einer einfachen, schnellen und kostengünstigen<br />
Methode, um PFAS in Wasserproben<br />
vor Ort zu messen und so Eindämmungs-<br />
und Sanierungsmaßnahmen zu<br />
unterstützen, vor allem bei (sehr) geringen<br />
Konzentrationen. Aber bisher war es<br />
unglaublich schwierig, dies zu tun.“<br />
Die Forscher, die ihre Ergebnisse in der<br />
Fachzeitschrift Analytical Chemistry veröffentlicht<br />
haben, haben einen Prototyp<br />
entwickelt, mit dem die Ewigkeitschemikalie<br />
Perfluoroctansäure (PFOA) nachgewiesen<br />
werden kann. Der Ansatz verwendet<br />
lumineszierende Metallkomplexe, die<br />
Bild: kudoh/stock.adobe.com<br />
Ein Forscherteam der BAM und der Universität<br />
Birmingham hat einen Sensor entwickelt, um PFAS<br />
im Wasser schnell und einfach nachzuweisen.<br />
auf einer Sensoroberfläche angebracht<br />
sind. Wenn der Sensor in kontaminiertes<br />
Wasser getaucht wird, erkennt er PFOA<br />
anhand von Veränderungen des Lumineszenz-Signals,<br />
das von den Metallen abgegeben<br />
wird.<br />
Iridium wird mit UV-Licht<br />
angeregt<br />
„Der Sensor funktioniert mit einem kleinen<br />
Gold-Chip, auf den Iridium-Metallkomplexe<br />
aufgebracht sind. Das Iridium<br />
wird dann mit UV-Licht angeregt und gibt<br />
rotes Licht ab“, so Pikramenou. „Wenn der<br />
Gold-Chip in eine Probe getaucht wird,<br />
die mit der Ewigkeitschemikalie verunreinigt<br />
ist, wird eine Änderung des Signals in<br />
der Lumineszenz-Lebensdauer des Metalls<br />
beobachtet, sodass das Vorhandensein<br />
der Chemikalie in verschiedenen<br />
Konzentrationen nachgewiesen werden<br />
kann.“ Bislang konnte der Sensor laut Pikramenou<br />
220 µg PFAS pro Liter Wasser<br />
nachweisen, was für Industrieabwässer<br />
ausreiche. Doch für Trinkwasser müsste<br />
man den Ansatz viel empfindlicher machen<br />
und in der Lage sein, PFAS im Nanogrammbereich<br />
nachzuweisen.<br />
Mit Experten der BAM für<br />
Oberflächenanalytik<br />
Das Team hat bei der Entwicklung des<br />
Tests und der nanoskaligen Charakterisierung<br />
des Chips mit Oberflächen- und<br />
Sensor-Wissenschaftler der Bundesanstalt<br />
für Materialforschung und -prüfung<br />
(BAM) in Berlin zusammengearbeitet.<br />
„Fortschrittliche bildgebende Oberflächenanalysen<br />
sind für die Entwicklung<br />
spezieller chemischer Nanostrukturen auf<br />
maßgeschneiderten Sensorchips unerlässlich,<br />
um eine optimale Leistung zu gewährleisten“,<br />
betont Dan Hodoroaba, Leiter<br />
des Fachbereichs Oberflächenanalytik<br />
und Grenzflächenchemie der BAM. Knut<br />
Rurack, der den Fachbereich Chemische<br />
und optische Sensorik an der BAM leitet,<br />
ergänzt: „Jetzt, da wir einen Prototyp eines<br />
Sensorchips haben, wollen wir ihn<br />
weiterentwickeln, um ihn tragbarer und<br />
empfindlicher zu machen, damit er bei<br />
Unfällen eingesetzt werden kann, um diese<br />
Chemikalien im Trinkwasser zu detektieren.“<br />
Pikramenou resümiert: „Dieser<br />
Prototyp ist ein großer Schritt nach vorn<br />
auf dem Weg zu einer wirksamen, schnellen<br />
und präzisen Methode zur Feststellung<br />
dieser Verschmutzung, die dazu<br />
beiträgt, unsere Natur zu schützen und<br />
unser Trinkwasser sauber zu halten.“<br />
58 <strong>Quality</strong> <strong>Engineering</strong> » 01 | 2024
IMPRESSUM<br />
FIRMENINDEX (Redaktion/Anzeige)<br />
Ahlborn ....................................................................... 51<br />
Aptean.........................................................................21<br />
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Konradin-Verlag Robert Kohlhammer GmbH<br />
Ernst-Mey-Straße 8,<br />
70771 Leinfelden-Echterdingen, Germany<br />
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zum Ende des ersten Bezugsjahres gekündigt werden.<br />
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jeweils vier Wochen zum Quartalsende. Bei Nichterscheinen<br />
aus technischen Gründen oder höherer Gewalt entsteht kein<br />
Anspruch auf Ersatz.<br />
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Leinfelden-Echterdingen<br />
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Qualitätsmanagement<br />
Babtec .........................................................................57<br />
BME .............................................................................. 10<br />
Böhme & Weihs ....................................................... 56<br />
Bruker Alicona .................................................. 24, 32<br />
Bundesanstalt für Materialforschung<br />
und -prüfung ........................................................... 58<br />
Cognex ........................................................................ 34<br />
Consense .................................................................... 16<br />
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Fraunhofer IPM........................................................56<br />
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Hommel Etamic ....................................................... 53<br />
IDS ................................................................................. 53<br />
Inficon.........................................................................40<br />
Integritynext ............................................................. 10<br />
Kistler...........................................................................40<br />
Micro-Epsilon ......................................................3, 53<br />
MKS Instruments....................................................54<br />
Nikon Metrology ..................................................... 54<br />
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ist auch Qualität drin.<br />
Vier Ausgaben im Jahr sorgen für maximalen Lesenutzen<br />
und Leselust. QUALITY ENGINEERING widmet sich seit<br />
2013 ausschließlich und umfangreich der Story hinter der<br />
Firma, dem Produkt oder der Lösung, aber auch den Strategien<br />
und Problemen rund um die Qualität.<br />
www.qe-online.de<br />
Physikalisch-Technische<br />
Bundesanstalt...................................................24, 55<br />
Reinhardt ..................................................................27<br />
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SVS-Vistek .................................................................. 47<br />
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Visiontools ................................................................. 29<br />
Visometry....................................................................21<br />
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Werth Messtechnik ................................. 21, 24, 56<br />
Witte Barskamp.........................................................6<br />
wirth + partner ........................................................ 15<br />
Zeiss ............................................................................. 43<br />
Zwick Roell ........................................................27, 39<br />
Einer Teilauflage dieser Ausgabe liegt ein<br />
Prospekt folgender Firma bei:<br />
SAQ-QUALICON AG, CH-Olten<br />
Wir bitten unsere Leser um<br />
freundliche Beachtung.<br />
<strong>Quality</strong> <strong>Engineering</strong> » 01 | 2024 59
Industrie<br />
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Bild: Fraunhofer IPA/Janhsen<br />
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