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Quality Engineering 03.2024

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Ausgabe 03 | 2024<br />

www.qe-online.de<br />

Interview<br />

Bildverarbeitung<br />

Qualitätssicherung weiterhin das<br />

Hauptanwendungsgebiet<br />

» Seite 14<br />

Additive Fertigung<br />

Digitale Qualitätsinfrastruktur<br />

treibt die Digitalisierung voran<br />

» Seite 26<br />

Portable Messarme<br />

Primary Flow Signal setzt auf<br />

Insourcing der Messtechnik<br />

» Seite 42<br />

Peakavenue-CEO<br />

Mangold zu den<br />

Vorteilen eines<br />

Digital Thread<br />

» Seite 6<br />

TITELSTORY<br />

Nachhaltigkeit<br />

ist Thema fürs<br />

Management<br />

» Seite 10<br />

Qualität in der Fertigung


Industrie<br />

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2 <strong>Quality</strong> <strong>Engineering</strong> » 03 | 2024<br />

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» EDITORIAL<br />

Stiefkind Qualität<br />

Rund um das Thema Qualität gibt es viele Herausforderungen. Und es sind<br />

in den vergangenen Jahren noch einige hinzugekommen. Firmen müssen<br />

sich mit neuen Themen auseinandersetzen. Dazu zählt etwa Nachhaltigkeit<br />

– was unter anderem bedeutet, sich noch intensiver um die Lieferkette<br />

zu kümmern. Dies hat auch Auswirkungen auf das Qualitätsmanagement,<br />

wie der Beitrag auf Seite 10 eingehend darstellt.<br />

Ein Thema, das die Qualitätssicherung umtreibt, ist die additive Fertigung.<br />

Unternehmen kämpfen damit, hier die gesamte Prozesskette im Griff<br />

zu behalten – zumal Standards, an denen sich die Anwender orientieren<br />

könnten, oft noch fehlen. Wir haben daher das Thema in diesem Heft<br />

in den Fokus genommen (ab Seite 26).<br />

Während also die Experten in den Qualitätsabteilungen solche und<br />

weitere Herausforderungen zu bewältigen haben, stehen ihnen mit der<br />

Digitali sierung und insbesondere mit künstlicher Intelligenz neue<br />

leistungsfähige Hilfsmittel zur Verfügung. Die Control hat gezeigt,<br />

welche Möglichkeiten diese Technologien bieten (Seite 20).<br />

Doch trotzdem wird der ganze Werkzeugkasten der Digitalisierung noch<br />

nicht genutzt. Das ist zumindest der Eindruck, den man gewinnt, wenn<br />

man sich mit Experten über das Thema unterhält. Zu diesen zählt zum<br />

Beispiel Peakavenue-Chef Ulrich Mangold, der sich mit der Redaktion<br />

von <strong>Quality</strong> <strong>Engineering</strong> zum Interview getroffen hat (Seite 6). Er sagt,<br />

dass die Digitalisierung in der Qualität noch fünf Jahre hinter anderen<br />

Bereichen im Unternehmen sei. Die entsprechenden Abteilungen würden<br />

diesbezüglich etwas stiefmütterlich behandelt.<br />

Warum das so ist, darüber lässt sich ausgiebig spekulieren. Vielleicht<br />

liegt es daran, dass sich die Qualitätsabteilungen häufig unter Wert<br />

verkaufen und ihren Anteil am Erfolg des Unternehmens zu wenig hervorheben.<br />

Sie werden nur dann sichtbar, wenn etwas nicht stimmt. Das ist<br />

schade. Zum einen, weil die Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter anderes<br />

verdient hätten. Und zum anderen, weil sie möglicherweise deshalb nicht<br />

mit den besten Tools versorgt werden, um ihren Job machen zu können.<br />

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» INHALT 03 | 2024 42. JAHRGANG<br />

IM FOKUS<br />

Qualitäts -<br />

Forscher der BAM sicherung im<br />

arbeiten an Lösungen 3D-Druck<br />

für die digitale Qualitätssicherung<br />

entlang der<br />

» Seite 26<br />

additiven Produktionskette.<br />

Titelbild: BAM<br />

MANAGEMENT<br />

Interview<br />

Peakavenue-CEO Ulrich Mangold erklärt, wie man<br />

Digitalisierung und Qualitätssicherung zusammenbringt 06<br />

Zertifizierung<br />

Aussagen zu Nachhaltigkeit sind ein Management-Thema<br />

und brauchen unabhängige Prüfung durch Dritte 10<br />

Bildverarbeitungs-Markt<br />

Roundtable des VDMA zeigt: Auf Machine Vision<br />

warten noch viele Aufgaben 14<br />

Eine Redaktion – zwei Meinungen<br />

Einfach mal schnell ein Bild machen – sinnvolle<br />

Zusatzinformation oder nur Zeitverschwendung? 18<br />

Alles was Recht ist<br />

Die Anwendung von KI war bislang wenig reguliert.<br />

Mit dem AI Act der EU ändert sich das. 19<br />

Control-Rückblick<br />

Automatisierung, Digitalisierung und künstliche Intelligenz<br />

treiben die Entwicklung in der Qualitätssicherung an 20<br />

Personalmanagement<br />

Der Zuzug ausländischer Spezialisten bietet Chancen für<br />

Mittelständler. Doch bei der Integration gibt es Hürden. 23<br />

IM FOKUS. ADDITIVE FERTIGUNG<br />

3D-Druck<br />

BAM-Projekt arbeitet an Lösungen für die digitale<br />

Qualitätssicherung entlang der Prozesskette 26<br />

Standardisierung<br />

Der Materialextrusion fehlen Standards für die Qualitäts -<br />

sicherung im Prozess. Ein Leitfaden soll Abhilfe schaffen. 30<br />

Inline-Inspektion<br />

High-Speed-Bildverarbeitung bietet Einblicke in den<br />

Laserschmelz-Prozess 32<br />

AUTOMOTIVE<br />

Optische Messtechnik<br />

3D-Handscanner verbessert<br />

interne Prozesse bei Schweizer Fahrzeugbauer 36<br />

Bildverarbeitung<br />

Kamera und KI sichern Qualität bei der Produktion<br />

von E-Fahrzeug-Batterien 39<br />

TECHNIK<br />

Inhouse-Messung<br />

Portabler Messarm plus Software ermöglichen<br />

genaue Messung großer Bauteile in Minuten 42<br />

Wanddickenmessung per Radar<br />

Radartechnologie hilft Blasformherstellern,<br />

hohe Qualitätsstandards einzuhalten. 45<br />

Inline-Qualitätskontrolle<br />

Smarte 2D-Profilsensoren können eine zeit- und<br />

kostensparende Alternative zu Kameras darstellen 48<br />

Inspektionslösung<br />

Bildverarbeitung, kombiniert mit Deep Learning, erkennt<br />

automatisiert Defekte von Lebensmittelverpackungen. 50<br />

News und Produkte 53<br />

QUALITY WORLD<br />

Forschung<br />

Mit Lidar-Punktewolken und künstlicher Intelligenz<br />

zu sicheren Radwegen 58<br />

Firmenindex 59<br />

Impressum 59<br />

4 <strong>Quality</strong> <strong>Engineering</strong> » 03 | 2024


Bild: xiaoliangge/stock.adobe.com<br />

Auch die Bildverarbeiter leiden aktuell unter der schwierigen wirtschaftlichen<br />

Lage. Doch das Potenzial für die Technologie ist nach wie vor groß.<br />

» Seite 14<br />

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Radartechnologie hilft Blasformherstellern, hohe Qualitätsstandards<br />

einzuhalten und den Material- und Energieverbrauch zu minimieren.<br />

» Seite 45<br />

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<strong>Quality</strong> <strong>Engineering</strong> » 03 | 2024 5<br />

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MANAGEMENT » Interview<br />

Interview mit Peakavenue-CEO<br />

„Wir lassen das Beste aus zwei<br />

Welten zusammenfließen“<br />

Software-Anbieter Peakavenue will mit seinen Lösungen Firmen dabei unterstützen,<br />

einen Digital Thread umzusetzen. Im Interview erklärt CEO Ulrich Mangold, was<br />

genau das bedeutet, wie die Produktstrategie seines Unternehmens aussieht und<br />

warum die Qualitätsabteilung häufig ein digitales Stiefkind ist.<br />

» Markus Strehlitz<br />

UIrich Mangold möchte mit<br />

Peakavenue dafür sorgen, dass Firmen<br />

durch viel proaktives Arbeiten keine<br />

Qualitätsprobleme haben.<br />

Bild: Peakavenue<br />

6 <strong>Quality</strong> <strong>Engineering</strong> » 03 | 2024


Herr Mangold, Sie sind CEO von Peakavenue<br />

– einem Unternehmen, das aus der<br />

Fusion von Plato und iqs hervorgegangen<br />

ist. Welche Strategie steckt eigentlich<br />

hinter diesem Zusammenschluss?<br />

Plato und iqs sind zwei Spezialisten mit<br />

jahrzehntelanger praxisnaher Erfahrung<br />

auf den Gebieten <strong>Engineering</strong>- und Qualitätsmanagement.<br />

Wir lassen das Beste<br />

aus zwei Welten in einer modernen<br />

Cloud-Plattform zusammenfließen. Erklärte<br />

Ziele sind die Vernetzung<br />

der Daten im Produkt -<br />

lebenszyklus – dem Digital<br />

Thread – und die damit einhergehenden<br />

Verbesserungsprozesse.<br />

Mit dieser durchgängigen<br />

Lösung, von der Entwicklung<br />

über die Produktion bis in den<br />

Markt hinein, versetzen wir unsere Kunden<br />

in die Lage, Risiken zu managen und<br />

während des gesamten Produktlebens -<br />

zyklus ein höheres Qualitätsniveau zu erreichen,<br />

um so zum Qualitäts-Champion<br />

zu werden. Unsere Kunden können sich<br />

darauf verlassen, dass ihre Investitionen<br />

in die aktuelle Technologie geschützt sind<br />

und vom Zusammenschluss profitieren,<br />

während gleichzeitig die Weichen für zukünftige<br />

Innovationen gestellt werden.<br />

Wie lange bleiben die Produkte von<br />

Plato und iqs noch erhalten?<br />

Sowohl Eins als auch das <strong>Quality</strong> Center<br />

zeigen hohe Wachstumsraten und bleiben<br />

unseren Kunden als eigenständige Produkte<br />

bis mindestens 2030 erhalten. Wir<br />

binden jedoch unsere Kunden frühzeitig<br />

in die Zukunftspläne der Peakavenue-<br />

Plattform für unseren gemeinsamen Weg<br />

in die Zukunft ein.<br />

Sie haben den Begriff Digital Thread genannt.<br />

Können Sie noch etwas genauer<br />

darstellen, was sich dahinter verbirgt?<br />

Der Digital Thread ist der digitale rote Faden,<br />

der Datenflüsse über viele verschiedene<br />

Prozesse verbindet und eine einfache<br />

und ganzheitliche Ansicht der Daten<br />

über den Produktlebenszyklus darstellt.<br />

Dabei bildet der Digital Thread einen geschlossenen<br />

Kreislauf und verändert die<br />

Art und Weise, wie Produkte entwickelt,<br />

hergestellt und gewartet werden. Durch<br />

die Verknüpfung der Anforderungen mit<br />

den wichtigsten Metadaten der nachgelagerten<br />

Prozesse schafft dieser rote Faden<br />

die Möglichkeit, den Stand des Produktentwicklungsprozesses<br />

zu verstehen,<br />

welche Risiken sichtbar sind und welche<br />

Korrekturmaßnahmen in Betracht gezogen<br />

werden sollten. Durch die Bereitstellung<br />

datengetriebener Lösungen schaffen<br />

» Bis Ende 2026 planen wir,<br />

das Produktportfolio vollständig<br />

ausgebaut zu haben. «<br />

wir einen nahtlosen und effizienten Digital<br />

Thread, der auf Qualität ausgerichtet<br />

ist: Informationen fließen, Menschen arbeiten<br />

effektiv zusammen, Lernprozesse<br />

werden unterstützt.<br />

Was bringt das konkret?<br />

Man ist in der Lage, einen Soll-Ist-Abgleich<br />

zu machen und den PDCA-Zyklus<br />

zu schließen. Wenn man mit einem integrierten<br />

System arbeitet, kann man einfach<br />

und konsistent tatsächliche Fehler<br />

mit der eigenen Planung abgleichen. Die<br />

Planung ist permanent auf dem neusten<br />

Stand und Fehler werden nachhaltig abgestellt.<br />

Hierbei unterstützt das durchgängige<br />

Maßnahmenmanagement in allen<br />

Phasen des Produktlebenszyklus. Dank<br />

dieser Durchgängigkeit erhöht sich der<br />

Reifegrad bei den Anwendern. Denn man<br />

arbeitet eben nicht mit Einzelinformationen,<br />

sondern hat einen roten Faden durch<br />

den gesamten Lebenszyklus, der dabei<br />

hilft, die Informationen miteinander – wo<br />

es sinnvoll ist – zu verknüpfen und daraus<br />

die richtigen Rückschlüsse zu ziehen.<br />

Brauche ich für diesen Digital Thread<br />

ein System aus einer Hand? Denn in der<br />

Regel starten Unternehmen ja nicht auf<br />

der grünen Wiese, sondern arbeiten bereits<br />

mit verschiedenen Systemen, die<br />

dann entsprechend eingebunden werden<br />

müssen.<br />

Das ist richtig. Wenn wir mit unseren<br />

Kunden sprechen, haben diese häufig<br />

schon ein bestehendes Drittsystem für einen<br />

Teilprozess – zum Beispiel dem APQP<br />

oder dem Reklamationswesen. Ein Teil der<br />

Anforderung an uns ist es dann, sich mit<br />

diesen Systemlandschaften zu vernetzen,<br />

sodass sich auch unter diesen Umständen<br />

der Vorteil eines integrierten Systems<br />

nutzen lässt. Die Stärke unserer Software-Produkte<br />

ist es, dass sie bereits jetzt<br />

darauf ausgerichtet sind – sowohl Eins als<br />

auch das <strong>Quality</strong> Center. Wir<br />

bieten Standardschnittstellen,<br />

um die Master Data einzubinden<br />

– zum Beispiel aus ERPoder<br />

den MES-Systemen. Und<br />

in der neuen Plattform wird<br />

das natürlich mit den moderneren<br />

API-Schnittstellen auch an den<br />

richtigen Stellen so eingebaut werden,<br />

dass wir mit den Fremdprodukten vernetzbar<br />

sind.<br />

Wann wird diese neue Plattform verfügbar<br />

sein?<br />

Wir sind gerade in der sogenannten<br />

Mushrooming-Phase. Im Verlauf dieses<br />

Jahres werden wir die ersten Module auf<br />

den Markt bringen. Anschließend werden<br />

weitere Module wie Pilze aus der Erde<br />

schießen. Bis Ende 2026 planen wir, das<br />

Produktportfolio vollständig ausgebaut zu<br />

haben.<br />

Und womit können wir als Erstes rechnen?<br />

Zur Person<br />

Ulrich Mangold ist CEO<br />

des Software-Anbieters<br />

Peakavenue. Bis Juni 2023<br />

bekleidete er die Position<br />

des Geschäftsführers bei<br />

iqs. Davor war er unter<br />

anderem in unterschiedlichen<br />

Positionen bei<br />

Bosch tätig.<br />

<strong>Quality</strong> <strong>Engineering</strong> » 03 | 2024 7


MANAGEMENT » Interview<br />

Eines der ersten Module wird ein Dokumentenmanagementsystem<br />

sein, das sowohl<br />

als integraler Bestandteil der neuen<br />

Plattform verfügbar sein wird als auch eigenständig<br />

genutzt werden kann.<br />

Und wenn alle Pilze gewachsen sind,<br />

dann lässt sich die Vision des Digital<br />

Thread umsetzen?<br />

Ganz viele Elemente davon lassen sich<br />

heute schon umsetzen. Eine CAQ-Software<br />

hat ja ein ähnliches Ziel. Und durch<br />

die Zusammenarbeit zwischen Plato und<br />

iqs erweitern wir die CAQ-Software in<br />

den <strong>Engineering</strong>-Bereich hinein. Dabei<br />

verfolgen wir bereits den Grundgedanken,<br />

Qualitätsprozesse miteinander zu vernetzen<br />

und ein lernendes System zu gestalten,<br />

bei dem man über Templates die Planung<br />

auf andere Produkte<br />

übertragen kann. Das lässt<br />

sich schon jetzt nutzen. Das<br />

Neue an unserer kommenden<br />

Plattform ist, dass diese mit<br />

den großen bekannten Cloud-<br />

Plattformen technisch standhält<br />

und wir eine offene, skalierbare<br />

SaaS-Plattform bereitstellen,<br />

die Standards setzt. Durch die<br />

Integration der verschiedenen Schwerpunkte<br />

verschiedener Unternehmen machen<br />

wir jedes einzelne Modul noch<br />

stärker.<br />

Die neue Plattform wird in der Cloud<br />

bereitgestellt werden. Dieses Konzept<br />

Bild: Peakavenue<br />

Im vergangenen Jahr<br />

haben sich die beiden<br />

Software-Anbieter<br />

Plato und iqs zum Unternehmen<br />

Peakavenue<br />

zusammengeschlossen.<br />

Hier zu sehen: Ulrich<br />

Mangold und Andreas<br />

Großmann, der bis Juni<br />

2023 Geschäftsführer<br />

von Plato war und<br />

jetzt im Beirat von<br />

Peakavenue sitzt.<br />

scheint sich mittlerweile auch im Qualitätsbereich<br />

etabliert zu haben.<br />

Die Cloud ist zum Standard geworden.<br />

Daher bin ich überzeugt davon, dass wir<br />

Cloud-Produkte anbieten müssen. Platoseitig<br />

machen wir das bereits heute, iqs<br />

dagegen ist noch ein Client-Server-basiertes<br />

System. In der Peakavenue-Zukunftsplattform<br />

wird alles cloudbasiert<br />

sein.<br />

Und die Anwender der Software profitieren<br />

dann von den typischen Cloud-<br />

Vorteilen?<br />

Eine Cloud-Lösung bietet enorme Vorteile.<br />

Zunächst einmal gibt es für den Einstieg<br />

quasi keine Hürde mehr. Wenn ein Kunde<br />

sagt: „Das klingt spannend. Kann ich das<br />

» Generell bietet KI viel Potenzial<br />

und wir werden uns anschauen,<br />

wie wir dies an den richtigen<br />

Stellen nutzen. «<br />

mal ausprobieren?“ – dann erhält er innerhalb<br />

von Minuten einen Zugang und kann<br />

das System testen. Das ist ein automatisierter<br />

Prozess. Ein weiterer Vorteil für den<br />

Kunden ist, dass er sich nicht um den Betrieb<br />

der Lösung kümmern muss, sondern<br />

das Hosting als Dienstleistung nutzen<br />

kann. Der Aufwand für die Einrichtung<br />

und die Wartung wird durch eine schnellere<br />

Bereitstellung signifikant reduziert.<br />

Außerdem werden neue Funktionalitäten<br />

durch regelmäßige Updates automatisch<br />

hinzugefügt, sodass der State of the Art<br />

jederzeit gewährleistet ist. Subskriptionsbasierte<br />

Abrechnungsmodelle und geringe<br />

Vorabinvestitionen können sich ebenfalls<br />

als ein großer Vorteil erweisen.<br />

Welche Rolle spielt KI – also künstliche<br />

Intelligenz – im Qualitätsmanagement?<br />

Der Einsatz von künstlicher Intelligenz ist<br />

ganz klar ein aktueller Trend. Die entscheidende<br />

Frage ist aber dabei: Was erwartet<br />

man von der KI? Wir bei Peakavenue<br />

erwarten, dass die KI den Anwender<br />

unterstützt. Wir nennen dies Peakavenue<br />

Copilot. Die KI wird also nicht der Pilot<br />

sein, der das Flugzeug allein fliegt. Denn<br />

der KI immanent sind sogenannte Halluzinationen<br />

– also mitunter falsche Ergebnisse.<br />

Gerade im Bereich Qualität wird es<br />

daher immer einen Menschen geben<br />

müssen, der die Verantwortung übernimmt.<br />

Aber die KI kann die Arbeit erleichtern<br />

– als Copilot eben. Die KI kann<br />

zum Beispiel als ein Moderator fungieren,<br />

der einen Anwender durch ein System<br />

oder einen Prozess führt.<br />

Also ein Assistent?<br />

Schauen Sie sich mal an, wie viel Geld<br />

Unternehmen für die Ausbildung von<br />

FMEA-Moderatoren ausgeben, die dann<br />

in der Methodik geschult werden.<br />

Wenn eine KI den Anwender<br />

durch den Prozess<br />

führt und ihm bei jedem<br />

Schritt sagt, was er zu tun hat,<br />

dann hilft das enorm. Dann<br />

müssen sich die FMEA-Moderatoren<br />

zwar technisch gut<br />

auskennen, aber vielleicht weniger<br />

in der Methodik und in der Software.<br />

So kann das Unternehmen den<br />

Schulungsaufwand stark herunterfahren.<br />

Wenn es Probleme mit einem Produkt<br />

gibt, kann eine KI auch Vorschläge für die<br />

entsprechenden Maßnahmen unterbreiten.<br />

Generell bietet KI viel Potenzial und<br />

wir werden uns anschauen, wie wir dies<br />

8 <strong>Quality</strong> <strong>Engineering</strong> » 03 | 2024


Messe Frankfurt Group<br />

an den richtigen Stellen nutzen. Die KI-<br />

Funktionen werden Bestandteil der neuen<br />

Plattform sein.<br />

Wie weit sind Unternehmen, wenn es<br />

darum geht, die neuen Möglichkeiten –<br />

etwa durch KI oder den Digital Thread –<br />

zu nutzen?<br />

Meine Beobachtung ist, dass die Digitalisierung<br />

in der Qualität etwa fünf Jahre<br />

hintendran ist. Es wird viel Geld in die Digitalisierung<br />

der Fertigung, der Prozesse<br />

im Einkauf oder der Entwicklung gesteckt,<br />

aber der Qualitätsbereich ist diesbezüglich<br />

noch ein Stiefkind.<br />

Was heißt das?<br />

sich messen. Ich habe vor kurzem einen<br />

Vortrag gehört, bei dem es um das Dilemma<br />

in der Qualität geht. Wenn es ein<br />

Qualitätsproblem gibt und dieses gelöst<br />

wird, dann werden die Leute als Firefighters,<br />

als Helden gefeiert. Die <strong>Quality</strong><br />

Champions dagegen verhindern den<br />

Brand, bevor er entsteht. Doch die werden<br />

nicht gefeiert. Sie werden nicht wahrgenommen,<br />

weil es ja gar kein offensichtliches<br />

Problem gibt. Das führt sehr oft dazu,<br />

dass man sagt: „Von denen sehe ich<br />

und höre ich nichts, dann kann ich ja bei<br />

denen sparen.“ Und dann braucht man<br />

wieder die Firefighters, weil es wieder zu<br />

Problemen kommt. Aber wir als Peakavenue<br />

sagen: „We make the <strong>Quality</strong> Champions.“<br />

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Es gibt natürlich Kunden, die<br />

weiter sind als andere. Aber man<br />

sieht sehr oft, dass Prozesse manuell<br />

durchgeführt werden, die<br />

sehr aufwendig sind. Ein Beispiel<br />

sind Zeichnungen, die an einen<br />

Lieferanten geschickt werden.<br />

Der muss diese dann selbst manuell<br />

stempeln. Dann wird für den Erstmusterprüfbericht<br />

eine Liste in Excel erstellt.<br />

Das Unternehmen muss dann wiederum<br />

abgleichen, ob die Liste vollständig<br />

ist und ob zum Beispiel die Toleranzen<br />

richtig abgeschrieben wurden. Bei einem<br />

einfachen Produkt wie einem Füller mag<br />

das noch möglich sein. Aber bei einem<br />

Getriebe beispielsweise stehen 800 Merkmale<br />

in der Liste. Da braucht man Heerscharen<br />

von Leuten, die das prüfen. Das<br />

führt auch zu viel Frust bei den Qualitätsmitarbeitern,<br />

zu Ineffizienz und Fehlern.<br />

Woran liegt es aus Ihrer Sicht, dass die<br />

Qualitätsabteilung beim Thema Digitalisierung<br />

so stiefmütterlich behandelt wird?<br />

Ich glaube, weil sie zwar erheblich, aber<br />

nur indirekt zum Unternehmenserfolg<br />

beiträgt. Der Ursache-Wirkungs-Zusammenhang<br />

ist oft nicht transparent. Wenn<br />

man zum Beispiel im Einkauf zwei zusätzliche<br />

Leute einstellt und die erfolgreich<br />

das Einkaufsvolumen um fünf Prozent<br />

nach unten drücken, dann sieht man da<br />

einen direkten Zusammenhang. Der lässt<br />

»Meine Beobachtung ist,<br />

dass die Digitalisierung<br />

in der Qualität etwa fünf<br />

Jahre hintendran ist. «<br />

die Lage, während des gesamten Produktlebenszyklus<br />

ein höheres Qualitätsniveau<br />

zu erreichen.<br />

Und das heißt?<br />

Der Redner, der den Vortrag gehalten hat,<br />

hat berichtet, dass es in seinem Unternehmen<br />

in 80 Prozent der Zeit darum<br />

geht, Probleme zu lösen. Nur in 20 Prozent<br />

beschäftigt man sich damit, die Probleme<br />

zu vermeiden. Wir wollen dazu beitragen,<br />

das Verhältnis umzudrehen. Wir<br />

wollen, dass die Firmen durch viel proaktives<br />

Arbeiten gar keine Qualitätsprobleme<br />

haben. Aber für diese Ausrichtung<br />

brauchen Unternehmen eine starke Führung,<br />

die sagt: „Wir brauchen exzellente<br />

Qualitätsprozesse.“ Und wenn es erst mal<br />

in den Köpfen der Führungskräfte ist,<br />

dann gibt es guten Chancen, dies umzusetzen<br />

– mit aufschlussreichen, gezielten<br />

und wertvollen Qualitätsdaten entlang<br />

des Digital Thread, damit die Mitarbeiter<br />

fundierte Entscheidungen treffen können,<br />

die sich positiv auf die Qualität ihrer Produkte<br />

auswirken.<br />

Ihre Antwort auf die<br />

Herausforderungen der<br />

modernen Produktion!<br />

Die Anforderungen an die industrielle<br />

Produktion steigen stetig. Komplexere<br />

und individuellere Teile sind gefragt,<br />

während sich Produktzyklen verkürzen<br />

und bewährte Lieferketten auf dem<br />

Prüfstand stehen. Nachhaltigkeit spielt<br />

eine Schlüsselrolle in diesem Wandel.<br />

Die Formnext 2024 bietet die ideale<br />

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<strong>Quality</strong> <strong>Engineering</strong> » 03 | 2024 9


» MANAGEMENT<br />

Zertifizierung und Verifizierung<br />

Aussagen zu Nachhaltigkeit<br />

sind Management-Themen<br />

Die Verantwortung für die Zukunft von Unternehmen bleibt auch bei aktuellen<br />

Themen wie Umwelt, Lieferketten und Nachhaltigkeit ein Management-Thema.<br />

Ob ISO 9001, 14001, Kinderarbeit oder Lieferkette – nur was von unabhängigen<br />

Dritten geprüft, zertifiziert, verifiziert oder validiert werden kann, ist glaubhaft.<br />

Wenn es um den medialen Zustand der Welt<br />

geht, ist heute viel Erregung oder sagen wir<br />

Aufregung im Spiel. In den sozialen Medien wird kurz<br />

beurteilt, schnell geurteilt, und oft auch gleich hart<br />

verurteilt. Begriffe, die von ihrem Wesen her eigentlich<br />

für nüchterne wissenschaftliche Zusammenhänge<br />

stehen, werden zu medialen Buzz-Themen: Ob<br />

„Nachhaltigkeit“, „Environmental Social Governance<br />

(ESG)“, „Klimawandel“ oder gar „das 1,5-Grad-Ziel“ –<br />

solange es keine Fakten gibt, kann alles als wohlfeiler<br />

medialer Trigger zur Aufspaltung der Welt in Kategorien<br />

wie „gut und böse“ oder gar „Täter und Opfer“<br />

gemacht werden. Wohl auch deshalb rufen die liberalisierten<br />

Märkte wieder zunehmend nach unabhängigen,<br />

jederzeit vertrauenswürdigen Institutionen,<br />

die ihre Unternehmensaussagen objektiv und<br />

gerecht verifizieren, validieren – und schließlich<br />

auch zertifizieren können.<br />

Die medialen Hebelkräfte, die heute auf uns selbst<br />

und auf vieles, was uns wichtig ist, wirken, sind<br />

Die Verantwortung<br />

liegt bei der obersten<br />

Leitung – und zwar für<br />

die komplette Supply<br />

Chain. Wenn etwas<br />

nicht funktioniert oder<br />

Regeln nicht eingehalten<br />

werden, verursacht<br />

nicht der einzelne<br />

Mensch das Problem,<br />

sondern das Unter -<br />

nehmen als Ganzes –<br />

vertreten durch die<br />

oberste Führung.<br />

Bild: TÜV Hessen<br />

10 <strong>Quality</strong> <strong>Engineering</strong> » 03 | 2024


Bild: TÜV Hessen<br />

Ob Umweltschutz oder<br />

andere Beiträge zur<br />

„Überlebensqualität“ –<br />

die ISO 9001 ist und<br />

bleibt die Basis jeder<br />

Überlegung.<br />

deutlich größer als früher – aber dennoch weitgehend<br />

beherrschbar. Die Ursprünge für diese Beherrschbarkeit<br />

liegen im Beginn eines extrem segensreichen<br />

Projektes, das in den 90er Jahren begann:<br />

der Deregulierung. Der Kerngedanke dahinter<br />

ist bekannt:<br />

• Das Unternehmen kontrolliert sich durch sein Managementsystem<br />

selbst.<br />

• Die (akkreditierte/zugelassene) Prüforganisation<br />

überprüft auf Wunsch das System und erteilt das<br />

bestätigende Zertifikat.<br />

• Die Märkte vertrauen auf dieses System.<br />

Bis heute gilt: Wenn ein Unternehmen sicherstellen<br />

kann, dass sein Management-System Abweichungen<br />

in seiner Wertschöpfungskette erkennt und wichtig<br />

nimmt, wird es zu einem System, das sich selbst optimieren<br />

kann und soll. Die Basis werden bis heute nahezu<br />

immer die ISO 9001 (Qualität) und die ISO<br />

14000er Reihe (Umwelt) sein.<br />

Die Akzeptanz für dieses System der Selbstregulierung<br />

hat sich mehr als bewährt. Seine hohe Akzeptanz<br />

fußte von Anfang an auf dem richtigen Konzept:<br />

Die Verantwortung für das Unternehmen liegt immer<br />

bei der obersten Führung – dem Management.<br />

Diese Verantwortungs-Regelung galt seit der Einführung<br />

der ISO 9000er Reihe. Mit der 2008er Novelle<br />

dieser Mutter aller System-Normen wurde die Verantwortungsstrecke<br />

dann auf die kompletten weltweiten<br />

Supply Chains von Unternehmen ausgedehnt.<br />

Und nun gilt das Ganze auch für den sehr umfassenden<br />

Themenkomplex der Nachhaltigkeit.<br />

„Nehmen Sie die neuen Regelungen für Environmental<br />

Social Governance (ESG): Das sind definitiv<br />

keine einfachen technischen Themen, die man nach<br />

unten wegdelegieren kann“, sagt Jürgen Bruder, Segmentleiter<br />

Business Assurance und Mitglied der Geschäftsleitung<br />

bei TÜV Hessen. „Noch weniger kann<br />

man heute größere Abweichungen noch unter den<br />

Teppich kehren. Es geht um Glaubwürdigkeit, Vertrauen<br />

und gesamtgesellschaftliche Verantwortung –<br />

das sind eindeutig Management-Themen. Deshalb<br />

hängen wir diese neuen Themen und Dienstleistungen<br />

bei TÜV Hessen dort auf, wo sie hingehören: bei<br />

den Management-Systemen.“<br />

Damit kann und sollte man tatsächlich umgehen –<br />

dies umso mehr, als man sich kaum noch darüber<br />

hinwegtäuschen kann: Die erfolgs- oder gar existenzgefährdenden<br />

Risiken sind heute nicht nur unwägbarer.<br />

Angesichts des unkontrollierten Wildwuchses<br />

der neuen Medienlandschaft dürften sie<br />

auch deutlich höher sein, als sie es seit den 90er Jahren<br />

je waren. Hinzu kommt die hohe Sensibilität des<br />

Nachhaltigkeits-Themas in den Medien. Was also ist<br />

zu tun?<br />

Normkonformität umsetzen,<br />

feststellen und bestätigen lassen<br />

Es gilt die Grundregel des Managements: Die Verantwortung<br />

liegt bei der obersten Leitung – und zwar für<br />

die komplette Supply Chain. Wenn etwas nicht funktioniert<br />

oder Regeln nicht eingehalten werden, verursacht<br />

nicht der einzelne Mensch das Problem, sondern<br />

das Unternehmen als Ganzes – vertreten durch<br />

die oberste Führung. Die Anforderungen steigen dabei<br />

in der heutigen Zeit deutlich. Die Euro pean Sustainability<br />

Reporting Standards (ESRS) basieren zum<br />

Beispiel auf 85 Themen und 80 Kennziffern, die zu<br />

messen und nachweislich nachzuhalten sind.<br />

Die Stärke eines guten Systems liegt darin, dass es<br />

sich auf die Dauer selbst kontrolliert, repariert und<br />

reguliert. Dazu gehört auch die aktuelle Entwicklung:<br />

Es entsteht heute eine deutliche Tendenz der Unternehmen<br />

zur Bestätigung ihrer eigenen Konformitätserklärungen<br />

durch unabhängige und relevante Dritte.<br />

„Das Nachhaltigkeits-Thema ernst zu nehmen,<br />

macht Sinn. Es ingenieurmäßig und managerial oder<br />

top-down zu bedienen und zu steuern, ist der richtige<br />

Weg. Dazu gehört für jedes Unternehmen auch,<br />

dass man die Prozesse kennt, steuert und für die<br />

neuen Forderungen weiterentwickelt. Dafür gibt es<br />

die Normen, die sich immer wieder an die Situation<br />

in der Welt anpassen“, betont Bruder. Somit gilt:<br />

• Märkte und Unternehmen sind<br />

lernende Organisationen, die<br />

sich weiterentwickeln (können).<br />

• Know-how, Vertrauen und gesellschaftliche<br />

Relevanz sind die<br />

richtigen Steuergrößen.<br />

• Management-Systeme sind<br />

nichts anderes als Vehikel zum<br />

Erreichen von Unternehmenszielen.<br />

Elmar Stark<br />

Bereichsleiter<br />

Managementsysteme<br />

TÜV Hessen<br />

www.tuev-hessen.de<br />

<strong>Quality</strong> <strong>Engineering</strong> » 03 | 2024 11


» MANAGEMENT<br />

Management-Systeme<br />

reflektieren alle Ingredienzien<br />

von funktionierendem<br />

gesellschaftlichem<br />

Leben.<br />

Bild: TÜV Hessen<br />

Zu allen drei Punkten gehört weit über die Selbsterklärung<br />

hinaus auch die Prüfung durch unabhängige<br />

Dritte. Bruder: „Ich erkläre das gerne so: Sie haben<br />

die ISO 9001 – alles andere leitet sich daraus ab. Gehen<br />

Sie nun noch die letzte aktuelle Meile! Supply<br />

Chains und Nachhaltigkeit mögen komplex sein –<br />

aber für ein professionelles Top-Management sind<br />

sie durchaus beherrschbar.“<br />

In diesem Zusammenhang erweist sich die neue<br />

Methodik aus Verifizierung und Validierung als hilfreich:<br />

• Bereits erzielte Ergebnisse werden verifiziert. Einfach<br />

gesprochen: Es handelt sich um reale Daten,<br />

die auf ihren Wahrheitsgehalt geprüft werden.<br />

• Aussagen und Daten, die sich auf die Zukunft beziehen,<br />

werden validiert. Hier handelt es sich um<br />

Annahmen, die auf Plausibilität überprüft werden.<br />

In einer sich mit hoher Geschwindigkeit verändernden<br />

Welt ermöglicht diese Methodik den Unternehmen,<br />

robuster zu planen und zu realisieren. Zum Bild<br />

von der letzten Meile gehört aktuell auch das Thema<br />

des ökologischen Fußabdrucks. Nochmals: Wir leben<br />

in einer durchmedialisierten Welt mit extrem hohem<br />

Erregungspotenzial. Deshalb gilt: Was das Unternehmen<br />

bekanntgibt, muss nachvollziehbar stimmen.<br />

Aber was heißt das heute genau?<br />

Aussagen zum Carbon Footprint<br />

müssen nachvollziehbar stimmen<br />

Ein sehr gutes und aktuelles Beispiel sind hier die Betrachtungen<br />

oder Berechnungen der klimawirksamen<br />

Treibhausgase – des sogenannten Carbon Footprint:<br />

Perspektivisch wird sich jedes Unternehmen und je-<br />

der Marktteilnehmer mit diesen zwei Fragen beschäftigen:<br />

• Was wird bei der Herstellung meines Produktes an<br />

klimaschädlichen Gasen ausgestoßen? (Product<br />

Footprint)<br />

• Was wird durch mein Unternehmen insgesamt an<br />

klimaschädlichen Stoffen ausgestoßen? (Corpo -<br />

rate Footprint)<br />

Beides sollte das betroffene Unternehmen wissen beziehungsweise<br />

belastbar/nachvollziehbar ermitteln<br />

und darstellen sowie von externer Seite verifizieren<br />

lassen. „Die Operationalisierbarkeit von Umweltdaten<br />

wie dem Carbon Footprint ist nicht trivial. Aber<br />

sie ist durchaus etwas, womit man umgehen kann“,<br />

sagt Bruder.<br />

Mehr noch: In der Zeit der nach wie vor unkontrollierten<br />

Hyper-Medialisierung – jeder äußert sich jederzeit<br />

öffentlich und überall über alles – kann schon<br />

der Anschein von „kreativem Vorgehen“ massive Folgen<br />

fürs Unternehmen haben. Und spätestens dann<br />

verwandelt sich das Ganze auch noch in ein Problem<br />

des „Employer Branding“. Damit sollte heute mehr<br />

denn je von der obersten Führung umgegangen werden.<br />

Bruder: „Angesichts des derzeitigen – auch medialen<br />

– Zustands der Welt sind Präzision, Nachvollziehbarkeit<br />

und Qualität im Sinne von robusten Prozessen<br />

auch hier zentrale Erfolgsfaktoren.“<br />

Im Unterschied zu manch anderer Prüforganisation<br />

hat TÜV Hessen bei der eigenen Akkreditierung – also<br />

der Zulassung als Prüforganisation auch für die hier<br />

besprochenen Themen – den konsequenten, anspruchsvollen<br />

Weg gewählt. Das Unternehmen hat<br />

seine Kompetenzen auch auf dem Gebiet der Verifi-<br />

12 <strong>Quality</strong> <strong>Engineering</strong> » 03 | 2024


zierungen und Validierungen auf Basis der ISO 17029<br />

durch die Deutsche Akkreditierungsstelle (Dakks) bestätigt<br />

bekommen.<br />

Wir fassen zusammen: Druckvoll fordernd, an Endzeitprophezeiungen<br />

erinnernd und in diesem Sinne<br />

auch eher unspezifisch werden Probleme heute im<br />

Vorwurfsmodus aufgerufen. Besonders präzise oder<br />

gar hilfreich für den Weg zu realistischen Lösungen<br />

sind sie allemal nicht. Deshalb darf und sollte man<br />

präpariert sein – und es sollte weiterhin gelten:<br />

Die Verantwortung für die Zukunft von Unternehmen<br />

ist und bleibt auch bei den aktuellen Themen<br />

wie Umwelt, Lieferketten und Nachhaltigkeit ein<br />

Management-Thema. Ob 9001, 14001, 27001, ob<br />

CCF, PCF, ob Kinderarbeit oder Lieferkette – nur was<br />

von unabhängigen Dritten geprüft, zertifiziert, verifiziert<br />

oder validiert werden kann, erscheint glaubhaft.<br />

Der Philosoph und Mathematiker Wittgenstein<br />

schrieb einmal: „Die Welt ist alles, was der Fall ist“.<br />

Und weil das so sei, so schrieb er weiter, zerfalle die<br />

Welt „in Tatsachen“. Das ist das Gute an Philosophen<br />

– sie geben manchmal wirklich hilfreiche Tipps: Das<br />

große, in statistischen Zahlen aufgehende Bild zeigt<br />

nicht die Lösung, sondern bestenfalls das Problem.<br />

Die Lösung wird von der Sache her in der Prüfung,<br />

Betrachtung, schriftlichen Niederlegung und Verbesserung<br />

von Tatsachen und Sachverhalten liegen.<br />

Und weil das so ist, wird es schon in diesem Jahr<br />

für viele Unternehmen darum gehen, sich selbst und<br />

ihren Stakeholdern operativ zu verdeutlichen, wohin<br />

es für sie selbst in Bezug auf seine Wirkungen im Bereich<br />

ESG, Nachhaltigkeit etc. gehen soll.<br />

Die Stakeholder sind in diesem Vorgang durchaus<br />

nicht nur ihre Kunden und die eigene Belegschaft,<br />

sondern zum Beispiel auch ihre zuständigen Behörden<br />

und Finanzpartner – und natürlich auch die neue<br />

„öffentliche Meinung“ in manchen sozialen Medien.<br />

Das Top-Management sollte sicherstellen, dass alle<br />

für die Zustandsbeschreibung notwendigen relevanten<br />

Tatsachen bekannt, nachvollziehbar und belastbar<br />

berechnet sind. Dabei geht es zum einen um<br />

die Berücksichtigung der konkreten Umsetzung der<br />

Unternehmensstrategie und Unternehmensziele, und<br />

zum anderen auch um alle sich verändernden, durch<br />

Staat, Märkte und Gesellschaft implizit oder explizit<br />

vorgegebenen Zielgrößen.<br />

»Ich erkläre das gerne so:<br />

Sie haben die ISO 9001 – alles<br />

andere leitet sich daraus ab. Gehen<br />

Sie nun noch die letzte aktuelle Meile.<br />

Supply Chains und Nachhaltigkeit<br />

mögen komplex sein – für ein<br />

professionelles Top-Management<br />

sind sie durchaus beherrschbar.«<br />

Jürgen Bruder, TÜV Hessen<br />

Hier geht es um die Berechnung des tatsächlichen<br />

Eintrags des Unternehmens in die Umwelt über die<br />

komplette Wertschöpfungskette hinweg. Bei all dem<br />

gilt am Ende wohl auch wieder die gute alte Regel:<br />

Gut gemeint reicht nicht. Es muss gut gemacht sein!<br />

Und es muss nachvollziehbar, sicher und robust sein.<br />

Dann kann die Zukunft beginnen.<br />

Bild: TÜV Hessen<br />

Durch Konsistenz<br />

wird das System<br />

beherrschbar.<br />

<strong>Quality</strong> <strong>Engineering</strong> » 03 | 2024 13


» MANAGEMENT<br />

Trends und Marktentwicklung in der Bildverarbeitung<br />

Auf Machine Vision warten<br />

noch viele Aufgaben<br />

Wie andere Branchen leiden auch die Bildverarbeiter unter der schwierigen<br />

wirtschaftlichen Lage. Doch das Potenzial für die Technologie ist nach wie vor<br />

groß und wird sich noch erweitern. Der Bedarf nach Komplettlösungen und<br />

neue Möglichkeiten durch künstliche Intelligenz sind die bestimmenden Trends.<br />

» Markus Strehlitz<br />

Nach vielen Jahren des Booms verzeichnete die europäische Bildverarbeitungsindustrie im vergangenen Jahr einen Umsatzrückgang von sieben Prozent.<br />

Bild: xiaoliangge/stock.adobe.com<br />

ren Weg in weitere neue Anwendungen<br />

finden.<br />

Die Party ist also noch nicht zu Ende,<br />

die Gäste sind noch da. Doch man feiert<br />

nicht mehr ganz so ausgelassen, der DJ<br />

hat die Musik etwa leiser gestellt. Denn<br />

nach vielen Jahren des Booms verzeichnete<br />

die europäische Bildverarbeitungsin-<br />

Langfristig gesehen sei die Party noch<br />

nicht vorbei, sagte Hardy Mehl, Finanzvorstand<br />

beim Kamerahersteller Basler,<br />

während eines Roundtables des Branchenverbands<br />

VDMA zur Messe Vision.<br />

Das Potenzial der Bildverarbeitungsindustrie<br />

sei groß, so Mehl weiter. In den kommenden<br />

Jahren werde die Technologie ihdustrie<br />

2023 einen Umsatzrückgang von<br />

sieben Prozent, so die Zahlen des VDMA.<br />

Für das laufende Jahr rechnet der Verband<br />

mit einem weiteren Umsatzrückgang<br />

von drei Prozent. Zum ersten Mal<br />

seit 2009 ist die Prognose negativ.<br />

„Leider konnten wir aufgrund der aktuellen<br />

wirtschaftlichen und geopolitischen<br />

14 <strong>Quality</strong> <strong>Engineering</strong> » 03 | 2024


Bild: <strong>Quality</strong> <strong>Engineering</strong><br />

Auf einem Roundtable<br />

des VDMA diskutierten<br />

die Branchenexperten<br />

Mark Williamson,<br />

Martin Klenke, Olaf<br />

Munkelt und Hardy<br />

Mehl über aktuelle<br />

Trends und die derzeitige<br />

Marktsituation<br />

(von links nach rechts).<br />

Lage nicht an die Rekorde der Vorjahre<br />

anknüpfen“, berichtet Mark Williamson,<br />

Vorstandsvorsitzender der Abteilung Machine<br />

Vision im VDMA. „Obwohl wir erste<br />

Verbesserungen sehen, ist es unwahrscheinlich,<br />

dass die europäische Bildverarbeitungsindustrie<br />

vor Ende 2024 zurück<br />

auf Wachstumskurs ist.“ Die Nachfrage in<br />

Europa fiel um 4 Prozent. Insbesondere<br />

exportorientierte Unternehmen traf die<br />

sinkende Nachfrage nach europäischer<br />

Bildverarbeitung in Asien (minus 21 Prozent)<br />

und Nordamerika (minus 18 Prozent).<br />

Aufgrund der vorherrschenden Unsicherheiten<br />

halten sich viele Kunden mit<br />

Investitionen zurück. Die Auftragsbestände<br />

der Bildverarbeitungsindustrie schmelzen,<br />

Aufträge werden verschoben.<br />

Branche ist bessere<br />

Zahlen gewohnt<br />

Die Situation ist für die Unternehmen der<br />

Branche ungewöhnlich, denn aus den<br />

vergangenen Jahren sind sie andere Zahlen<br />

gewohnt. Zwischen 2012 und 2022<br />

stieg der Umsatz der europäischen Bildverarbeitungsindustrie<br />

durchschnittlich<br />

um neun Prozent pro Jahr. 2020 ging der<br />

Umsatz Corona-bedingt zwar um vier<br />

Prozent zurück, erholte sich dann aber in<br />

den Jahren 2021 (plus 17 Prozent) und<br />

2022 (plus 11 Prozent) deutlich. Die Branche<br />

habe in den vergangenen zehn Jahren<br />

ein außergewöhnliches Wachstum erzielt,<br />

so Williamson.<br />

Das können auch speziell die deutschen<br />

Bildverarbeiter berichten. In den vergangenen<br />

zehn Jahren hat sich der Umsatz<br />

der deutschen Vision-Industrie laut<br />

VDMA-Marktbefragung verdoppelt. Erzielte<br />

diese 2013 noch 1,6 Milliarden Euro<br />

Umsatz, verzeichnete sie zuletzt einen<br />

Umsatz von 3,2 Milliarden Euro – trotz<br />

Umsatzrückgang von sieben Prozent im<br />

Jahr 2023.<br />

Die Branche demonstriert Zuversicht,<br />

wieder auf den Erfolgskurs zurückzufinden<br />

- wie die Aussagen von Basler-CFO<br />

Mehl belegen. Der Optimismus speist sich<br />

unter anderem daraus, dass die Vision-<br />

Technologie im nach wie vor anhaltenden<br />

Automatisierungstrend eine wichtige Rolle<br />

spielt. Zudem weitet Bildverarbeitung<br />

ihre Einsatzfelder aus. Nicht nur in den<br />

traditionellen Industriezweigen, sondern<br />

auch außerhalb des Fabrikumfelds setzen<br />

Unternehmen verstärkt auf entsprechende<br />

Systeme. In Fahrzeugen spielen Kameras<br />

mittlerweile ohnehin eine wichtige<br />

Rolle. Aber sie dienen quasi auch als Augen<br />

von Robotern und sind somit in vielen<br />

unterschiedlichen Branchen im Einsatz.<br />

Dank ihnen können sich Roboter etwa in<br />

der Logistik autonom bewegen, in der<br />

Landwirtschaft den Bauern helfen oder in<br />

Krankenhäusern das Pflegepersonal unterstützen.<br />

Hinzu kommen viele weitere<br />

Anwendungen, wie etwa im Recycling.<br />

Trotzdem spielt Qualitätssicherung in<br />

Produktionsprozessen für die Nutzung<br />

von Industriekameras nach wie vor eine<br />

wichtige Rolle. „Dies ist noch immer ein<br />

Haupteinsatzbereich, der auch weiter an<br />

Bedeutung gewinnt“, sagt Williamson.<br />

Das hat aus seiner Sicht verschiedene<br />

Gründe. Zum einen werden in der Messtechnik<br />

klassische taktile Systeme zunehmend<br />

durch optische Technologien ersetzt.<br />

Zum anderen sehen sich Fertigungsunternehmen<br />

in Europa mit einer<br />

wachsenden Konkurrenz aus China konfrontiert.<br />

Diese Firmen müssten daher<br />

daran arbeiten, ihre Qualitätssicherung<br />

noch effizienter zu gestalten.<br />

Wenn von Effizienz in Prozessen die<br />

Rede ist, geht es auch immer um Automatisierung.<br />

Martin Klenke berichtet von<br />

einem weiterhin großen Interesse an diesem<br />

Thema. „Die automatisierte Qualitätssicherung<br />

ist einer der großen Treiber<br />

für den Einsatz von Bildverarbeitung“,<br />

sagt Klenke, der bei Teledyne Imaging als<br />

Director Business Development tätig ist.<br />

Viele Möglichkeiten in der<br />

Qualitätssicherung<br />

Grundsätzlich gibt es laut Klenke sehr<br />

viele unterschiedliche Anwendungsmöglichkeiten<br />

für Vision-Technologie rund um<br />

die Qualitätssicherung. Aber bei allen<br />

zeichnet sich ein Trend ab: Die Anwender<br />

verlangen verstärkt nach Lösungen. „Wir<br />

haben zunehmend Kunden, die uns sagen,<br />

dass sie für eine bestimmte Aufgabe ein<br />

komplettes System brauchen“, berichtet<br />

Klenke. „Das heißt, sie fragen nicht mehr<br />

nach einzelnen Technologien wie einer<br />

Kamera, die dann bestimmte Eigenschaften<br />

haben soll.“<br />

Solche Anwender geben dem Technik -<br />

anbieter die entsprechenden Anforderungen<br />

vor – also zum Beispiel die Genauigkeit<br />

und die Taktzeit, mit der ein bestimmtes<br />

Bauteil geprüft werden soll. Mit<br />

<strong>Quality</strong> <strong>Engineering</strong> » 03 | 2024 15


» MANAGEMENT<br />

welchen Technologien dies genau umgesetzt<br />

wird, ist dann Sache des Anbieters.<br />

„Wir verkaufen quasi eine Anwendung“,<br />

so Klenke.<br />

Der Umstand, dass Bildverarbeitung<br />

auch nicht-industrielle Anwendungen erobert,<br />

treibt diese Entwicklung voran.<br />

„Wir haben es zunehmend mit Kunden zu<br />

tun, die keine Vision-Experten sind“, sagt<br />

Basler-Vorstand Mehl. Diese benötigten<br />

daher viel mehr Begleitung durch den<br />

Hersteller. „Statt sich selbst die verschiedenen<br />

Bildverarbeitungskomponenten<br />

zusammenzusuchen, brauchen sie jemanden,<br />

der sie an die Hand nimmt und ihnen<br />

eine Lösung bereitstellt.“<br />

Laut Klenke schwappt dieser Trend nun<br />

auch auf den industriellen Bereich über.<br />

„Der Automatisierungsgrad wird immer<br />

größer. Und die Lösungen, die all die unterschiedlichen<br />

Technologien integrieren,<br />

werden komplexer.“ Das sei eine Herausforderung<br />

für jedes Unternehmen – auch<br />

für Firmen aus der Fertigungsbranche.<br />

Vielleicht könnte künftig auch Künstliche<br />

Intelligenz (KI) dafür sorgen, Bildverarbeitung<br />

für die Anwender einfacher<br />

nutzbar zu machen. KI wird bei Vision-<br />

Technologie ohnehin schon relativ breit<br />

eingesetzt. Bisher ging es dabei aber vor<br />

allem um Deep Learning. Entsprechende<br />

Lösungen sind in der Lage, automatisiert<br />

Fehler aus einer großen Masse an Bildern<br />

zu erkennen. Und im Gegensatz zum<br />

menschlichen Mitarbeiter ermüden sie<br />

dabei nicht. Besondere Stärke der lernfä-<br />

Vision zeigt Highlights der Bildverarbeitung<br />

Bild: Landesmesse Stuttgart<br />

Vom 8. bis zum 10. Oktober wird sich auf dem Stuttgarter<br />

Messegelände alles um die Bildverarbeitung<br />

drehen. Dann findet die Vision 2024 statt, auf der<br />

Aussteller aus aller Welt ihre Produkte und Dienstleistungen<br />

vorstellen werden, mit denen sich Anwendungen<br />

in der Qualitätskontrolle, aber auch vielen<br />

anderen Bereichen umsetzen lassen.<br />

Stand April 2024 haben sich bereits 385 Anbieter<br />

aus 37 Ländern angemeldet. Projektleiter Florian<br />

Niethammer erwartet bis Oktober ein Ausstellerwachstum<br />

von über 10 Prozent im Vergleich zur<br />

Messe vor zwei Jahren. Ein Viertel davon werden<br />

Unternehmen sein, die das erste Mal auf der Vision<br />

vertreten sind.<br />

Weitere Infos:<br />

https://hier.pro/ZcXES<br />

16 <strong>Quality</strong> <strong>Engineering</strong> » 03 | 2024


TRUST IN<br />

TECHNOLOGY<br />

„Meine Schätzung ist,<br />

dass sich etwa 80 Prozent<br />

der Startups im<br />

Vision-Bereich mit KI<br />

in irgendeiner Form<br />

beschäftigen“, sagt<br />

Mark Williamson.<br />

Bild: VDMA<br />

higen Systeme sei es dabei, Defekte zu erkennen,<br />

die vorher noch nicht aufgetreten<br />

sind, erklärt Williamson.<br />

Seiner Meinung nach könnte künftig<br />

auch eine andere Form von KI für die<br />

Bildverarbeitung nützlich sein. Damit<br />

meint er sogenannte generative KI, die<br />

durch ChatGPT bekannt geworden ist. Der<br />

Gedanke dahinter: Bildverarbeitung ist<br />

komplex und die Zahl der Faktoren, die<br />

Einfluss auf das Ergebnis haben können,<br />

ist groß. So können zum Beispiel Lichtverhältnisse<br />

bei einer Anwendung an der<br />

Produktionslinie Probleme verursachen.<br />

Williamson könnte sich daher vorstellen,<br />

dass generative KI die Unternehmen dabei<br />

unterstützt, Bildverarbeitungsanwendungen<br />

einfacher und schneller umzusetzen<br />

– quasi wie ein Assistenzsystem. Er sieht<br />

auch die Möglichkeit, dass ein entsprechendes<br />

System den Anwender auf mögliche<br />

Probleme frühzeitig hinweist, wenn<br />

sich etwas an der Applikationsumgebung<br />

ändert.<br />

Fehlende Daten machen<br />

das KI-Training teuer<br />

Olaf Munkelt, Co-Founder und Geschäftsführer<br />

des Software-Anbieters MVTec, ist<br />

diesbezüglich allerdings noch skeptisch.<br />

Die Large Language Models, die mit dem<br />

Begriff generative KI gemeint sind,<br />

bräuchten extrem viele Daten, um trainiert<br />

zu werden. Ein Tool wie ChatGPT<br />

greift auf unzählige Informationsquellen<br />

zurück, um eine Aufgabe auszuführen.<br />

Wenn es um Bildverarbeitungsanwendungen<br />

geht, stehen aber kaum Daten in<br />

der nötigen Menge zur Verfügung. Es sei<br />

daher extrem teuer, ein entsprechendes<br />

Modell zu trainieren, so Munkelt. „Und<br />

man braucht dafür mehrere Monate.“<br />

Er kann sich aber vorstellen, dass KI einen<br />

Anwender auf andere Art bei der Umsetzung<br />

von Vision-Anwendungen unterstützt.<br />

So könnte die Technologie eventuell<br />

dabei helfen, relevante Informationen<br />

in bestehenden Dokumentationen schneller<br />

zu finden.<br />

Grundsätzlich hält Munkelt generative<br />

KI für eine interessante Technologie. Doch<br />

seiner Meinung nach ist es noch zu früh,<br />

genau sagen zu können, wo und in welcher<br />

Form diese in der Bildverarbeitung<br />

einen Beitrag leisten kann.<br />

Teledyne-Mann Klenke hält es auch für<br />

denkbar, dass generative KI künftig im<br />

Support der Bildverarbeitungsanbieter<br />

zum Einsatz kommt. Das heißt, dass Anwender,<br />

die Probleme bei einer bestimmten<br />

Anwendung haben, durch eine KI zur<br />

Lösung geführt werden. Auch dies könnte<br />

gerade für die Nutzer, die selbst keine<br />

Vision-Experten sind, hilfreich sein.<br />

Unabhängig davon, wie realistisch solche<br />

und ähnliche Szenarien heute schon<br />

sind – künstliche Intelligenz spielt bereits<br />

jetzt eine sehr dominante Rolle im Bildverarbeitungsmarkt.<br />

Das zeigt auch die<br />

Zahl an neuen Technikanbietern, die an<br />

entsprechenden Lösungen arbeiten. „Meine<br />

Schätzung ist, dass etwa 80 Prozent<br />

der Startups im Vision-Bereich sich mit KI<br />

in irgendeiner Form beschäftigen“, sagt<br />

Williamson. Und die Mehrheit von ihnenfokussiere<br />

sich dabei auf Applikationen<br />

rund um die Qualitätssicherung. So sorgen<br />

also auch die jungen Unternehmen<br />

dafür, dass die Party in der Bildverarbeitungsbranche<br />

weitergeht.<br />

70 %<br />

Optimierung der<br />

Qualitätskriterien<br />

für E-Mobilitätsverzahnungen<br />

gegenüber<br />

konventionellen<br />

Bauteilen -<br />

prozesssicher mit<br />

KAPP NILES<br />

QR Code scannen<br />

und mehr erfahren.


Bild: Irina Strelnikova/stock.adobe.com<br />

Dank Smartphone lässt<br />

sich alles in mittlerweile<br />

höchster Qualität<br />

zu jeder Zeit per<br />

Kamera festhalten.<br />

Eine Redaktion – zwei Meinungen<br />

Zeig doch mal die Bilder<br />

Die Einsatzmöglichkeiten für die Bildverarbeitung im industriellen Umfeld<br />

sind riesig. Doch auch im privaten Bereich begegnen uns digitale Fotos bei<br />

jeder Gelegenheit. Wie sinnvoll das ist, dazu hat die Redaktion von <strong>Quality</strong><br />

<strong>Engineering</strong> unterschiedliche Meinungen.<br />

Bild: Studioline Photography<br />

Sabine Koll, Redaktion<br />

<strong>Quality</strong> <strong>Engineering</strong>,<br />

sieht in Bildern einen<br />

Effizienz-Booster.<br />

Ein Bild sagt manchmal<br />

tatsächlich mehr 1000<br />

Worte – beispielsweise für<br />

Handwerker. Wir hatten vor<br />

einer Weile eine feuchte Stelle<br />

an einer Wand im Badezimmer.<br />

Der Grund dafür, so stellte<br />

sich heraus, war ein undichtes<br />

Rohr dahinter, aus<br />

dem es tropfte. Nachdem geklärt<br />

war, welche Versicherung<br />

für welche Schäden aufkommt,<br />

musste der Handwerker<br />

organisiert werden. Die Hausverwaltung schickte<br />

uns eine Kontaktadresse und ich schrieb eine Mail<br />

mit meinem Anliegen dorthin. Eine Mail mit vielen<br />

Worten. Eine Antwort darauf bekam ich nie, wohl<br />

aber ziemlich schnell eine Whatsapp mit der Aufforderung:<br />

„Schicke Sie Fotos von nasse Wand.“ Okay,<br />

dachte ich, so geht Kommunikation heute. Auch gut.<br />

Gesagt, getan. Ich schickte also verschiedene Fotos<br />

hin, dann kamen noch ein paar kurze Rückfragen und<br />

am übernächsten Tag stand der Handwerker schon<br />

werkelnd bei uns im Bad – mit allem erforderlichen<br />

Equipment. Einen Vorab-Vorort-Termin hatte er sich<br />

und mir mit den Whatsapp-Fotos also gespart. Fand<br />

ich super.<br />

Die Möglichkeit, dank<br />

Smartphone jederzeit<br />

Fotos zu machen, ist ja grundsätzlich<br />

ganz schön. Doch nur<br />

weil etwas möglich ist, heißt<br />

das noch lange nicht, dass<br />

man es auch ständig tun muss.<br />

Bestes Beispiel dafür sind Bilder,<br />

die auf Messengern wie Redaktion <strong>Quality</strong><br />

Markus Strehlitz,<br />

Whatsapp geteilt werden. <strong>Engineering</strong>, steht eher<br />

Wenn es im Sommerurlaub auf Textnachrichten.<br />

ständig regnet, dann ist das<br />

ärgerlich. Doch warum da die<br />

einfache Textnachricht nicht ausreicht, um die anderen<br />

Mitglieder der Whatsapp-Gruppe am Leid teilhaben<br />

zu lassen, leuchtet mir nicht ein. Ich brauche dazu<br />

kein Foto von Regentropfen, die ans Fenster klopfen.<br />

Ich weiß ja, wie Regen aussieht. Das Gleiche gilt<br />

für Bilder von der eigenen Haustür, um zu zeigen,<br />

dass man wieder aus dem Urlaub zurück ist. Es gibt<br />

auch Leute, die Bilder vom kleinen Sohn aus der Notaufnahme<br />

herumschicken, wenn der sich beim Fußballspielen<br />

den Fuß verknackst hat. Auch hier ist der<br />

zusätzliche Informationswert durch das Foto gleich<br />

null. Die Auflistung könnte sich noch über viele<br />

Seiten erstrecken. Und dabei habe ich den nervigen<br />

Selfie-Zwang noch gar nicht erwähnt.<br />

Bild: Tom Oettle<br />

18 <strong>Quality</strong> <strong>Engineering</strong> » 03 | 2024


Alles was Recht ist<br />

AI Act fordert die Firmen<br />

Qualitätskontrolle, Werkstoffprüfung, Bearbeitung von Kundenanfragen oder<br />

Vertragsgestaltung – die Anwendungsbereiche für künstliche Intelligenz (KI) sind<br />

vielfältig. Die gesetzliche Regulierung von KI war bisher jedoch sehr rudimentär.<br />

Mit der KI-Verordnung der EU wird sich dies nun ändern.<br />

Die KI-Verordnung (auch AI Act genannt)<br />

gilt als fundamentaler<br />

Grundstein für die Regulierung von KI in<br />

der EU. Um auf der sicheren Seite zu sein,<br />

sollten Unternehmen die neuen gesetzlichen<br />

Anforderungen der Verordnung kennen<br />

und daraus abgeleitete Pflichten in<br />

ihre Strategie aufnehmen.<br />

Die Definition von KI ist in der KI-Verordnung<br />

(Art. 3 Abs. 1) sehr weit gefasst,<br />

weshalb sehr genau zu prüfen ist, ob die<br />

jeweils angebotene oder betriebene Lösung<br />

darunterfällt.<br />

Inhaltlich verbietet die KI-Verordnung<br />

den Einsatz von KI in einer Weise, die mit<br />

den Grundrechten oder Grundwerten der<br />

EU nicht vereinbar ist. Für Unternehmen<br />

sind aufgrund ihrer weiten Definition unter<br />

anderem folgende Verbote von hoher<br />

Relevanz:<br />

• Techniken der unterschwelligen Beeinflussung<br />

oder der bewusste Einsatz<br />

manipulativer Strategien zur Verhaltensverzerrung,<br />

die einer Person oder<br />

Gruppe von Personen erheblichen<br />

Schaden zufügen (könnten);<br />

• KI-Systeme, die Schwächen ausnutzen,<br />

die mit dem Alter, einer Behinderung<br />

oder einer bestimmten sozialen/wirtschaftlichen<br />

Situation zusammenhängen;<br />

• Biometrische Identifizierung und Kategorisierung<br />

natürlicher Personen;<br />

• Social Scoring;<br />

• KI-Systeme, die Gesichtserkennungsdatenbanken<br />

mit Gesichtsbildern aus<br />

dem Internet oder von Überwachungskamera<br />

verwenden, sowie KI-Systeme,<br />

die ausschließlich zur Emotionsanalyse<br />

natürlicher Personen am Arbeitsplatz<br />

eingesetzt werden (außer zu medizinischen<br />

Zwecken oder aus Sicherheitsgründen).<br />

In der <strong>Quality</strong> <strong>Engineering</strong> informiert reuschlaw regelmäßig über rechtliche Themen.<br />

Der risikobasierte Ansatz der KI-Verordnung<br />

sieht im Übrigen besondere Anforderungen<br />

für Hochrisiko-KI vor. Die Einstufung<br />

als Hochrisiko-KI hängt von dem<br />

Grad der Erheblichkeit des Risikos für die<br />

Gesundheit, die Sicherheit und die Grundrechte<br />

der EU ab. In Anhang III der KI-Verordnung<br />

aufgeführte KI-Systeme gelten<br />

allerdings automatisch als Hochrisiko-KI.<br />

Das betrifft beispielsweise kritische Infrastrukturen<br />

wie Wasser-, Gas- und Stromversorgung<br />

sowie medizinische Geräte.<br />

Auch KI-Systeme, die als Sicherheitskomponente<br />

in ein Produkt integriert sind<br />

oder bei denen das KI-System selbst das<br />

Produkt ist und/oder das unter die in Anhang<br />

II genannten Rechtsvorschriften<br />

fällt, gelten als Hochrisiko-KI. Letzteres<br />

gilt etwa auch für Maschinen, Spielzeuge,<br />

Kraftfahrzeuge und Medizinprodukte.<br />

Anbieter und Anwender von Hochrisiko-KI<br />

müssen beispielsweise ein Risikomanagement,<br />

eine Grundrechte-Folgeabschätzung<br />

sowie ein Qualitätsmanagementsystem<br />

zur Gewährleistung der Konformität<br />

und eine ausreichende Dokumentation<br />

umsetzen.<br />

Die Herausforderung wird zunächst für<br />

alle Wirtschaftsakteure sein, festzustellen,<br />

ob ihre Produkte KI integriert haben<br />

und diese ggf. als Hochrisiko-KI einzustufen<br />

ist. Abhängig von den Ergebnissen<br />

folgen daraus entsprechende Pflichten im<br />

Rahmen der KI-Verordnung. Zu beachten<br />

ist, dass viele konkrete Pflichten noch von<br />

Durchführungsrechtsakten und weiteren<br />

Rechtsakten abhängen, die nach Inkrafttreten<br />

der KI-Verordnung geplant sind.<br />

Thorsten Deeg<br />

reuschlaw<br />

www.reuschlaw.de<br />

Bild: Reusch Rechtsanwälte<br />

Bild: merklicht/stock.adobe.com<br />

<strong>Quality</strong> <strong>Engineering</strong> » 03 | 2024 19


Optische Verfahren mit Roboter-Unterstützung eröffnen Produktivitätspotenziale in der Mess- und Prüftechnik.<br />

Bild: Schall<br />

Control-Rückblick<br />

Automatisierung und KI<br />

beflügeln die Messtechnik<br />

Die Mess- und Prüftechnik ist eine Schlüsseltechnologie, um steigenden<br />

Qualitätsanforderungen und Fachkräftemangel zu begegnen.<br />

Automatisierung, Digitalisierung und künstliche Intelligenz (KI) treiben<br />

hier die Entwicklung voran, wie auf der Control 2024 deutlich wurde.<br />

» Dr. Frank-Michael Kieß, Sabine Koll, Markus Strehlitz<br />

Es sind herausfordernde Zeiten für die<br />

Fertigungsindustrie – das war auch<br />

auf dem Branchenhighlight der Qualitätssicherung,<br />

der Control 2024 in Stuttgart,<br />

überall zu spüren. „Kostendruck, Fachkräftemangel<br />

und geopolitische Verwerfungen<br />

betreffen uns alle“, sagt Bettina<br />

Schall, Geschäftsführerin des Messeveranstalters<br />

P. E. Schall. Diese Faktoren seien<br />

einerseits die Ursache für Unsicherheit<br />

und Zurückhaltung, aber andererseits<br />

auch ein Treiber für positive technologische<br />

Entwicklungen. „Und Qualitätssicherung<br />

ist die Stellschraube, wenn es um<br />

Effizienz, Ressourcenschonung und Kosteneinsparung<br />

geht.“<br />

Digitalisierung ist hier ein wesentlicher<br />

Innovationstreiber. „Die Weiterentwicklung<br />

von Datenanalyse und -management<br />

galoppiert“, berichtet Fabian Krüger, Projektleiter<br />

der Control. Qualitätssicherung<br />

sei für Unternehmen essenziell und zukunftsbestimmend.<br />

Deshalb liege die<br />

Branche auf Wachstumskurs, was auch<br />

die positive Stimmung auf der Control<br />

getriggert habe.<br />

Die Marschrichtung ist klar: Prüfprozesse<br />

werden schneller und effizienter, sie<br />

erfolgen zunehmend inline und integriert<br />

in unterschiedlichste Abläufe. KI-Systeme<br />

unterstützen die Beschleunigung von<br />

Messprozessen und der Messdatenaus-<br />

wertung sowie die fortschreitende Automatisierung<br />

– ein wichtiger Schritt auf<br />

dem Weg zur Null-Fehler-Produktion.<br />

„Das Ziel muss eine ganzheitliche Sicht<br />

auf Qualität sein“, betont Andreas Dangl,<br />

Geschäftsführer von Fabasoft Approve.<br />

Eine Entwicklung sei dabei die Weiterführung<br />

von Maschinendaten in die Cloud,<br />

wo die Informationen direkt in Qualitätsprozesse<br />

eingespeist werden. „Cloud-native<br />

CAQ-Software und Daten-Ökosysteme,<br />

die auf offenen Standards basieren,<br />

bieten der Qualitätssicherung große Vorteile:<br />

Sie lassen sich optimal in existierende<br />

IT-Landschaften einbinden und<br />

können Informationen aus unterschiedli-<br />

20 <strong>Quality</strong> <strong>Engineering</strong> » 03 | 2024


MANAGEMENT «<br />

chen Systemen vernetzen.“ Mit mobilen<br />

Endgeräten seien sie zudem ortsunabhängig<br />

auch auf dem Shopfloor bedienbar.<br />

Wie automatisierte Abläufe im Qualitätsmanagement<br />

zählbaren Nutzen<br />

für Unternehmen bringen, zeigte Fabasoft<br />

am Beispiel des Pumpenherstellers KSB.<br />

Durch die Automatisierung von Dokumentationsprozessen<br />

spart das Unternehmen<br />

7700 Arbeitsstunden pro Jahr ein.<br />

Konkret bedeutet das, dass die Lieferanten-,<br />

Kunden- und Qualitätsdokumentation<br />

mit dem SaaS-System (Software as<br />

a Service) des österreichischen Anbieters<br />

umgesetzt wird. Die Software generiert<br />

automatisiert – den gültigen Normen<br />

entsprechend – einen sogenannten <strong>Quality</strong><br />

Control Plan (QCP). Dieser gibt die Prüfanforderungen<br />

vor, die für einzelne Produktkomponenten<br />

durchgeführt werden<br />

müssen. Über digitale Prüf-, Abstimmungs-<br />

und Freigabeprozesse sind auch<br />

Zulieferer direkt im System eingebunden.<br />

Ein weiteres wichtiges Element des<br />

Systems ist der Einsatz künstlicher Intelligenz.<br />

Diese erkennt automatisiert technische<br />

Dokumente und deren Inhalte, extrahiert<br />

und analysiert daraus Informationen<br />

und verknüpft diese intelligent zu einer<br />

360-Grad-Sicht.<br />

KI lernt täglich dazu und<br />

macht Vorschläge<br />

Der besondere Vorteil der Software sei,<br />

dass diese nicht aufwendig trainiert werden<br />

muss, sagt Dangl. „Die KI lernt einfach<br />

in der täglichen Nutzung, im Rahmen<br />

der Prozesse, für die sie eingesetzt<br />

wird“. Wenn das System zum Beispiel bei<br />

der Mangelbearbeitung eingesetzt wird,<br />

definiert der Nutzer in einem ersten<br />

Durchgang die Vorbeugemaßnahmen, mit<br />

denen sich ein Mangel verhindern lässt.<br />

Im weiteren Verlauf macht die KI dann<br />

schon eigene Vorschläge für entsprechende<br />

Maßnahmen.<br />

Dangl weist allerdings darauf hin, dass<br />

es immer noch der menschliche Nutzer<br />

sein sollte, der letztendlich die Entscheidungen<br />

trifft. Die KI sei lediglich ein<br />

Hilfsmittel, das den Mitarbeiter bei seiner<br />

Tätigkeit unterstützt. „Ganz wichtig bei<br />

diesem Thema ist, dass die Software immer<br />

eine Quellenangabe macht“, erklärt<br />

Dangl. So lässt sich stets nachvollziehen,<br />

auf welcher Wissensbasis die KI einen<br />

Vorschlag unterbreitet.<br />

Digitalisierung treibt<br />

Automatisierung<br />

Digitalisierung treibt nicht zuletzt auch<br />

die Automatisierung voran. Jenoptik-Geschäftsführer<br />

Jan Vogt beobachtet dies<br />

vor allem in der Automobilindustrie. Dies<br />

bedeute, dass manuelle Prüftätigkeiten<br />

durch hochautomatisierte Qualitätsprüfungen<br />

ersetzt werden. Die automatisierte,<br />

durch KI gestützte Prüftechnik sei –<br />

von den Kostenvorteilen ganz abgesehen<br />

– manueller Sichtprüfung in puncto Verlässlichkeit<br />

deutlich überlegen.<br />

„Das Konzept der integrierten Messtechnik,<br />

das die Einbettung von Messund<br />

Inspektionstechnologien direkt in die<br />

Fertigungsabläufe umfasst, gewinnt<br />

zunehmend an Bedeutung“, ergänzt<br />

Jérôme-Alexandre Lavoie, Director of Product<br />

Management bei Creaform. Dabei<br />

biete die 3D-Scantechnologie signifikante<br />

Vorteile. Sie verbessere Präzision, Effizienz<br />

und Umfang in Qualitätskontrollprozessen.<br />

Wie Creaform die Automatisierung in<br />

der Qualitätssicherung vorantreibt, zeigte<br />

das Unternehmen auf der Control: Die<br />

tragbaren 3D-Scanner Handy scan 3D und<br />

Metrascan 3D können mit dem Automati-<br />

Bild: Schall<br />

on Kit, das einen Cobot umfasst, nun<br />

auch als stationäre Lösung genutzt werden.<br />

Die Komplettlösung lässt sich nahtlos<br />

in die digitale Zwillingsumgebung der<br />

Programmiersoftware VX-Scan-R einbinden.<br />

So wird sie zu einem benutzerfreundlichen<br />

System, das von jedermann<br />

bedient werden kann – auch von Mitarbeitern<br />

in der Fertigung.<br />

Ein solches schlüsselfertiges Paket eignet<br />

sich besonders gut für kleine und<br />

mittlere Unternehmen, die ihre ersten<br />

Schritte im Bereich der Automatisierung<br />

machen. „In den vergangenen Jahren hat<br />

die Automatisierung in der Qualitätssicherung<br />

erheblich zugenommen, dennoch<br />

dominieren manuelle Prozesse immer<br />

noch einen erheblichen Teil der Prozesse“,<br />

sagt Lavoie.<br />

Bei der Automatisierung gehe es letztlich<br />

immer um einen Produktivitätszuwachs.<br />

„Robotersysteme beschleunigen<br />

sowohl die Mess- als auch die Nachbearbeitungsphase,<br />

indem sie die Datenerfassung<br />

optimieren und relevante Merkmale<br />

effizient extrahieren. Durch die Automatisierung<br />

dieser Prozesse werden Personalressourcen<br />

freigesetzt, die sich auf<br />

höherwertige Aufgaben wie die Datenanalyse<br />

konzentrieren können, wodurch<br />

die betriebliche Effizienz maximiert wird.“<br />

Die größte Herausforderung für die Anwender<br />

bei der Automa tion ist laut Lavoie<br />

Einer der großen Trends auf der Control 2024: Software und KI heben die Qualitätssicherung auf eine<br />

neue Ebene.<br />

<strong>Quality</strong> <strong>Engineering</strong> » 03 | 2024 21


» MANAGEMENT<br />

Bild: Quakity <strong>Engineering</strong><br />

die Komplexität beim Aufbau einer Roboterzelle:<br />

„Vielen KMU mangelt es an Erfahrung<br />

in der Bereitstellung vollautomatisierter<br />

Lösungen. Deshalb bieten wir<br />

nun schlüsselfertige Lösungen an. Darüber<br />

hinaus wird die Komplexität, die mit<br />

der Implementierung und dem Einsatz<br />

solcher Zellen verbunden ist, durch den<br />

Einsatz von Cobots gemindert.“<br />

Optische Messtechnik<br />

spielt ihre Stärken aus<br />

Einen Trend zur optischen 3D-Messtechnik<br />

sieht Thomas Minten, Sales Director<br />

Europe bei Scantech Digital.<br />

Das Unternehmen mit<br />

Hauptsitz in Hangzhou bietet<br />

tragbare 3D-Handscanner,<br />

optische 3D-Messsysteme<br />

und automatisierte<br />

Messsysteme an und ist laut<br />

Minten Marktführer für<br />

handgeführte optische<br />

Messtechnik in China. Die<br />

optische Messtechnik erlaube<br />

schnelle und präzise<br />

Messdatenerfassung. Als<br />

Beispiel zeigte er die Inspektion eines<br />

Flansches für Windkraftanlagen. Der Vorteil<br />

gegenüber taktilen Verfahren sei, dass<br />

die resultierende Punktewolke auch Infor-<br />

» Das Konzept der integrierten<br />

Messtechnik, das die Einbettung<br />

von Mess- und Inspektions -<br />

technologien direkt in Fertigungs -<br />

abläufe umfasst, gewinnt<br />

zunehmend an Bedeutung.«<br />

Jérôme-Alexandre Lavoie, Creaform<br />

mationen zwischen den Messpunkten<br />

enthält. Die taktile Messung behalte aber<br />

aufgrund der höheren Genauigkeit ihre<br />

Berechtigung.<br />

Gerade im Zuge des Technologiewandels<br />

im Kraftfahrzeugsektor entstehen<br />

auch neue Einsatzbereiche für die Koordinatenmesstechnik<br />

mit Multisensorik und<br />

Computertomografie. „Beispiele finden<br />

sich bei der Qualitätssicherung von<br />

Brennstoffzellen und von Lithium-Ionen-<br />

Akkus“, sagt Dr. Ralf Christoph, geschäftsführender<br />

Gesellschafter von Werth. „Die<br />

Vernetzung von Fertigung und Qualitätssicherung<br />

in Regelkreisen und die Herstellung<br />

moderner Produkte, die einen<br />

immer größeren Funktionsumfang auf<br />

kleinerem Raum bieten, leben von einer<br />

Jérôme-Alexandre Lavoie, Director of Product Management bei Creaform: „Vielen KMU mangelt es an<br />

Erfahrung in der Bereitstellung vollautomatisierter Lösungen. Deshalb bieten wir nun schlüsselfertige<br />

Lösungen an.“<br />

möglichst vollständigen messtechnischen<br />

Erfassung der immer komplexeren Geometrien.<br />

Durch detaillierte, aus vielen<br />

Messpunkten erstellte digitale Werkstückmodelle<br />

sind Optik, CT und Multisensorik<br />

heute gegenüber herkömmlichen<br />

Tastern häufig im Vorteil.“<br />

Fachkräftemangel treibt<br />

die Branche um<br />

Fachkräftemangel und steigende Qualitätsanforderungen<br />

sind für David Skuratowicz,<br />

Geschäftsführer von A3DS, aktuell<br />

die größten Herausforderungen an Fertigungsunternehmen.<br />

Der<br />

Braunschweiger Messdienstleister<br />

ist auf automatisiertes<br />

3D-Scanning spezialisiert.<br />

Er betreibt aktuell<br />

über zehn Zeiss-Messsysteme<br />

und fünf automatisierte<br />

optische Messzellen, die er<br />

als Service anbietet oder<br />

auch vermietet. Auf der<br />

Control zeigte Skuratowicz<br />

mit seinem Team eine Robotermesszelle<br />

für große Bauteile<br />

mit einem Zehn-Tonnen-Drehtisch.<br />

„Wir haben von Anfang an automatisiert<br />

gemessen“, so Skuratowicz. Im vergangenen<br />

Jahr hat man die bislang größte<br />

Messzelle für die Qualitätsprüfung von<br />

Schiffsmotoren gebaut. Ein Roboter auf<br />

einer Linearachse erfasst die Daten automatisch<br />

und auch ein digitaler Zwilling<br />

wird gleich erstellt. „Die Messtechnik war<br />

dort bislang der Flaschenhals. Was bisher<br />

sechs Schichten benötigte, misst man nun<br />

einer Schicht.“ Trotzdem sei immer noch<br />

Fachpersonal nötig. Die Messmaschine in<br />

Kombina tion mit den Fertigungsmaschinen<br />

automatisiert zu beschicken, darin<br />

sieht Skuratowicz die Zukunft – ebenso<br />

wie im Geschäftsmodell Messtechnik on<br />

demand. „Wir wären bereit dafür.“<br />

Auch für Minten ist Automatisierung<br />

eine Schlüsseltechnik. Sie werde nicht nur<br />

durch den Fachkräftemangel getrieben,<br />

sondern auch durch das Bestreben, monotone<br />

Tätigkeiten zu reduzieren. Allerdings<br />

rechnet sich die Automatisierung<br />

bei optischen 3D-Messsystemen aus seiner<br />

Sicht aktuell meist erst bei Losgrößen<br />

über 20 Teilen.<br />

22 <strong>Quality</strong> <strong>Engineering</strong> » 03 | 2024


Personal & Karriere<br />

Hürden für die Integration<br />

Besonders mittelständische Technologie-Unternehmen stehen<br />

vor der Herausforderung, qualifiziertes Personal zu finden.<br />

Die Zuwanderung von Spezialisten aus dem Ausland kann<br />

daher vielversprechende Chancen eröffnen – vorausgesetzt,<br />

die dafür notwendigen Weichenstellungen stimmen.<br />

Eine zunehmende Anzahl von fachlich qualifizierten<br />

Bewerbern aus dem Ausland ist bereit, in<br />

Deutschland zu arbeiten und ihre Expertise einzubringen.<br />

Dieser Zuzug kann nicht nur dazu beitragen,<br />

den Fachkräftemangel zu mildern, sondern bietet<br />

auch die Gelegenheit neue Perspektiven, Ideen und<br />

Fähigkeiten einzubringen. Deutsche Unternehmen<br />

können durch den internationalen Austausch beispielsweise<br />

auch von einer Vielfalt an Arbeitsstilen<br />

und Lösungsansätzen profitieren, was die Innova -<br />

tionsfähigkeit stärkt.<br />

Trotzdem ziehen mittelständische Firmen noch<br />

nicht in dem Maße Nutzen aus der Zuwanderung,<br />

wie man es erwarten könnte. Und das hat mehrere<br />

Gründe:<br />

• Sprachbarriere: Obwohl Englisch immer wichtiger<br />

wird, ist Deutsch die vorherrschende Sprache in<br />

den meisten Unternehmen. Durch diese Sprachbarriere<br />

kann es aber für Zugewanderte schwierig<br />

sein, sich in deutschen Unternehmen zurechtzufinden.<br />

• Anerkennung von Qualifikationen: Es ist noch immer<br />

ein langwieriger Prozess, Qualifikationen anerkennen<br />

zu lassen. Das führt dazu, dass ausländische<br />

Fachkräfte in Berufen arbeiten, die nicht ihren<br />

Fähigkeiten entsprechen, was in der Regel zu<br />

einer deutlichen Unzufriedenheit bei den Bewerbern<br />

führt. Darüber hinaus fehlt deren Potenzial<br />

an den richtigen Stellen.<br />

• Visa-Bestimmungen und Bürokratie: Diese Punkte<br />

stellen für Zuwandernde ein erhebliches Hindernis<br />

dar. Unternehmen müssen zusätzliche Schritte gehen,<br />

um ausländische Talente einzustellen, was<br />

den Prozess zeitaufwendig und kompliziert macht<br />

und zu weiteren erheblichen Kosten führt.<br />

• Kulturelle Unterschiede: Die deutsche Arbeitskultur<br />

und Arbeitsweise können sich von der anderer<br />

Länder unterscheiden, was es den neuen Mitarbeitern<br />

oft schwierig macht, sich an die Erwartungen<br />

der hiesigen Unternehmen anzupassen. Entwicklung<br />

und Umsetzung effektiver Maßnahmen zur<br />

Die Beratungsgruppe wirth + partner informiert in <strong>Quality</strong> <strong>Engineering</strong> regelmäßig über<br />

Personal und Karriere.<br />

Unterstützung der Integration bedeuten für Firmen<br />

eine weitere Herausforderung beziehungsweise<br />

Belastung.<br />

Natürlich gibt es bereits heute schon eine Reihe unterstützender<br />

Systeme und Aktivitäten für Unternehmen<br />

und diese Mitarbeiter-Zielgruppe (Sprachkurse,<br />

Integrationsprogramme etc.), die von den unterschiedlichsten<br />

Institutionen (zum Beispiel Arbeitsbehörden,<br />

Volkshochschulen und Vereine) angeboten<br />

werden. Die jeweils passenden Angebote<br />

zu finden und zu nutzen, ist<br />

wieder ein zusätzlicher Aufwand für<br />

die Unternehmen.<br />

Oft verfügen mittelständische Unternehmen<br />

nicht über die notwendigen<br />

Netzwerke und Kontakte, um<br />

ausländische Talente anzuziehen<br />

und zu halten. Eine verstärkte, praxisnahe<br />

Aufklärung über den Arbeitsmarkt<br />

in Deutschland kann helfen,<br />

bestehende Barrieren abzubauen<br />

und die beidseitigen Integrationsbemühungen<br />

erfolgreich zu stärken.<br />

Bild: wirth + partner<br />

Miriam Hohmann<br />

wirth + partner<br />

www.wirth-partner.com<br />

Bild: tomertu/stock.adobe.com<br />

<strong>Quality</strong> <strong>Engineering</strong> » 03 | 2024 23


Foto: Monty Rakusen-DigitalVision-via Gettyimages<br />

Erleben Sie eine ganzheitliche Sicht auf Qualität mit Fabasoft Approve.<br />

Qualität 4.0: 8D-Prozess & KI<br />

Künstliche Intelligenz (KI) ermöglicht der produzierenden Industrie neue Chancen im<br />

Bereich der Qualitätssicherung. Verknüpft mit einem cloudbasierten Daten- und<br />

Dokumentenmanagementsystem (DMS) erhalten Unternehmen so eine ganzheitliche<br />

Sicht auf die Qualität entlang der Supply-Chain.<br />

Fabasoft Approve<br />

vereinfacht mit<br />

integrierten KI-Funktionen<br />

Geschäftsprozesse<br />

im Qualitätsmanagement.<br />

Das cloudbasierte Standardprodukt Approve<br />

on Fabasoft PROCECO dient zur Verwaltung<br />

technischer Daten und Dokumente im industriellen<br />

Umfeld und vernetzt Lieferanten und<br />

Kunden über digitale Workflows in einer gemeinsamen<br />

Datenumgebung. Die Software integriert<br />

nahtlos die KI von Mindbreeze, einem führenden<br />

Anbieter von angewandter Künstlicher<br />

Intelligenz und Wissensmanagement.<br />

Foto: phuttaphat tipsana via GettyImages<br />

Ganzheitliche Qualitätssicherung<br />

Die Bereitstellung und Bearbeitung umfangreicher<br />

Projektinformationen, die Verwaltung<br />

von Maximaldokumentlisten sowie die Vielzahl<br />

interner und externer Player entlang der Lieferkette<br />

stellen Industrieunternehmen in der internationalen<br />

Projektarbeit vor große Herausforderungen.<br />

Die smarte Automatisierung von Prüfund<br />

Genehmigungsprozessen durch das Softwareprodukt<br />

Approve schafft hierbei Abhilfe:<br />

Approve reduziert den manuellen Aufwand im<br />

Qualitätsmanagement und sorgt gleichzeitig für<br />

hohe Effizienz und Nachvollziehbarkeit.<br />

KI verknüpft automatisch Informationen aus<br />

zahlreichen unternehmensinternen Datenquellen<br />

wie Servicetickets oder technischen Dokumenten<br />

und bereitet dieses Fachwissen übersichtlich<br />

in 360-Grad-Sichten auf. Bestehende<br />

24 <strong>Quality</strong> <strong>Engineering</strong> » 03 | 2024


ANZEIGE<br />

IT-Systeme wie SAP lassen sich rasch anbinden,<br />

um Auftragsdaten zu nutzen. Die Datenhaltung<br />

erfolgt ausschließlich in Deutschland, Österreich<br />

sowie der Schweiz und erfordert die Einhaltung<br />

höchster Sicherheitsstandards, welche<br />

international anerkannte Zertifizierungen nachweisen.<br />

Approve vereint ein integriertes, vollwertiges<br />

Dokumentenmanagement mit einfach<br />

anpassbaren Geschäftsprozessen und ist auf<br />

mobilen Endgeräten weltweit verfügbar.<br />

Qualitätsrelevante Informationen sind entlang<br />

der gesamten Wertschöpfungskette ab<br />

Prüfplanung über den Wareneingang und die<br />

Produktion bis zum Warenausgang jederzeit<br />

und für alle Beteiligten mit entsprechenden<br />

Zugriffsrechten abrufbar.<br />

Smartes Qualitätsmanagement mit KI<br />

In der herstellenden Industrie wie dem Maschinen-<br />

und Anlagenbau gibt es viele Bereiche,<br />

in welchen Künstliche Intelligenz einen Mehrwert<br />

liefert. Damit Unternehmen den gewünschten<br />

Erfolg erzielen, gilt es zu überlegen, welche<br />

Use Cases die KI abdecken und welche Herausforderung<br />

damit gelöst werden soll.<br />

Approve vereinfacht mittels KI-Unterstützung<br />

die Risikobewertung bei Ausschreibungen,<br />

„Predictive Maintenance“ sowie den 8D-Prozess.<br />

Revolution im 8D-Prozess<br />

Ein KI-gestützter 8D-Prozess im Qualitätsmanagement<br />

erweitert den herkömmlichen Ablauf<br />

des Acht-Schritte-Plans zur Problemlösung um<br />

relevante KI-Technologien, um damit effizientere<br />

und präzisere Ergebnisse zu erzielen sowie<br />

einen 8D-Report zu erstellen. Im Folgenden sind<br />

einige Möglichkeiten aufgelistet, wie KI in einem<br />

8D-Prozess unterstützen kann:<br />

KI lernt aus vergangenen Projekten, wer im<br />

Unternehmen oder entlang der Lieferkette die<br />

geeignete Fachkraft für ein bestimmtes Thema<br />

ist und kann darauf aufbauend passende Vorschläge<br />

zur Besetzung des Problemlösungsteams<br />

anbieten. KI kann dazu genutzt werden,<br />

um automatisierte Sofortmaßnahmen zur Fehlerbehebung<br />

einzuleiten oder Empfehlungen für<br />

Verbesserungsmaßnahmen zu geben. Die finale<br />

Entscheidung über die zu ergreifenden Maßnahmen<br />

liegt beim Menschen.<br />

Basierend auf historischen Daten und Analysen<br />

kann KI vorhersagen, welche Korrekturmaßnahmen<br />

am effektivsten sind, um das Problem<br />

zu lösen. Diese Werte helfen den Expert:innen<br />

bei der effizienten Vorgehensplanung. Schlussendlich<br />

ist Künstliche Intelligenz in der Lage,<br />

aus den gesetzten Sofort- und Vorbeugemaßnahmen<br />

„Lessons Learned“ abzuleiten, welche<br />

für die Behebung zukünftiger, womöglich ähnlicher<br />

Abweichungen bereitstehen.<br />

Fazit<br />

Die digitale Transformation revolutioniert das<br />

Qualitätsmanagement im industriellen Sektor<br />

durch den verstärkten Einsatz von Künstlicher<br />

Intelligenz und Cloud-Technologien. Hochregulierte,<br />

formale Prozesse rund um 8D-Reports erfordern<br />

viel Know-how seitens der Qualitätsmanager:innen.<br />

KI kann in den einzelnen Phasen<br />

wesentliche Entscheidungsgrundlagen bieten<br />

und dadurch den Gesamtprozess optimieren.<br />

Insgesamt trägt der Einsatz von KI im 8D-Prozess<br />

dazu bei, die Effizienz, Genauigkeit und<br />

Geschwindigkeit der Problemlösung zu verbessern<br />

und somit die Qualität zu steigern sowie<br />

Kosten zu senken.<br />

Autor<br />

Andreas Dangl ist Entrepreneur und Geschäftsführer<br />

der Fabasoft Approve GmbH. In<br />

seiner Funktion unterstützt er Unternehmen aus<br />

der Industrie bei der Einführung von smarter<br />

Software zum Managen technischer Daten und<br />

Dokumente.<br />

KONTAKT<br />

Fabasoft Approve GmbH<br />

Honauerstraße 4<br />

4020 Linz, Österreich<br />

E-Mail: approve@fabasoft.com<br />

www.fabasoft.com/approve<br />

Foto: Teera Konakan via GettyImages<br />

Die cloudbasierte<br />

Software Approve on<br />

Fabasoft PROCECO<br />

verwaltet technische<br />

Daten und Dokumente<br />

im industriellen<br />

Umfeld.<br />

Erfahren Sie mehr<br />

über KI im 8D- Prozess<br />

im kostenlosen<br />

Whitepaper.<br />

<strong>Quality</strong> <strong>Engineering</strong> » 03 | 2024 25


IM FOKUS » Additive Fertigung<br />

Dr. Kai Hilgenberg:<br />

„In QI-Digital wollen wir<br />

digital und automatisiert<br />

Daten erheben und für<br />

die Qualitätssicherung<br />

nutzbar machen, da bietet<br />

die additive Fertigung<br />

eine Reihe von einzig -<br />

artigen Möglichkeiten.“<br />

Bild: BAM<br />

Interview zur Qualitätssicherung in der additiven Fertigung<br />

„Datencontainer<br />

ersetzen die CT“<br />

Im Rahmen des Pilotprojekts der Initiative Qualitätsinfrastruktur<br />

Digital (QI-Digital) arbeitet die Bundesanstalt für Materialforschung<br />

und -prüfung (BAM) mit Partnern an Lösungen für eine digitale<br />

Qualitätssicherung entlang der additiven Produktionskette.<br />

Dr. Kai Hilgenberg, Fachbereichsleiter „Additive Fertigung<br />

metallischer Komponenten“ an der BAM, verrät Details dazu.<br />

» Sabine Koll<br />

26 <strong>Quality</strong> <strong>Engineering</strong> » 03 | 2024


Herr Dr. Hilgenberg, warum wurde das Pilotprojekt<br />

für die Qualitätssicherung in der additiven Fertigung<br />

im Rahmen von QI-Digital aufgesetzt?<br />

Die additive Fertigung ist immer noch eine junge Disziplin,<br />

sodass hier noch kein etabliertes System der<br />

Qualitätssicherung besteht. Das schafft uns Freiräume<br />

für neue Lösungen und Ideen. Zugleich hören wir<br />

aus der Wirtschaft zunehmend, dass neue Methoden<br />

für eine zuverlässige und auch wirtschaftliche Qualitätssicherung<br />

für additiv gefertigte Bauteile dringend<br />

gebraucht werden. In QI-Digital wollen wir<br />

deshalb digital und automatisiert Daten erheben und<br />

für die Qualitätssicherung nutzbar machen, da bietet<br />

die additive Fertigung eine Reihe von einzigartigen<br />

Möglichkeiten. Zusätzlich verknüpfen wir dies mit<br />

den Werkzeugen und Prozessen einer digitalen Qualitätsinfrastruktur<br />

(QI), also zum Beispiel Smart Standards<br />

oder automatisierten, maschinenlesbaren Zertifikaten.<br />

Bislang sind AM-Herstellungsbetriebe in Bezug auf<br />

Qualitätssicherung mehr oder minder auf sich<br />

selbst gestellt. Es gibt noch wenige Standards/Normen.<br />

Der Aufwand ist hoch. Welche Hilfe wollen<br />

Sie diesen Unternehmen konkret anbieten?<br />

Wir wollen in dem Pilotprojekt zeigen, was möglich<br />

ist: Wie Daten automatisiert von den Fertigungsanlagen<br />

ausgelesen und verarbeitet werden können,<br />

welche weiteren Methoden der sogenannten In-situ-<br />

Prozessüberwachung von Vorteil sind und wie wir die<br />

gewonnenen Daten für die Qualitätssicherung nutzen<br />

können. Dabei verwenden wir bereits bestehende<br />

Schnittstellen der Anlagen, aber auch neu entwickelte<br />

Sensoriken. Wir wollen zeigen, wie diese Daten<br />

zusammengenommen für die Erstellung von digitalen<br />

Prüfberichten eingesetzt werden können, etwa<br />

um die Konformität mit bestehenden Regelungen<br />

oder Kundenanforderungen zu erklären. Der nächste<br />

Schritt ist es, die gewonnenen Erkenntnisse zusammen<br />

mit Unternehmen anwendungsorientiert weiterzuentwickeln.<br />

Ein wesentlicher Punkt im Projekt ist die digital<br />

vernetzte Testumgebung. Steht diese?<br />

Ja, die Testumgebung ist einsatzbereit. Wir haben an<br />

der BAM in Berlin eine Produktionskette für die additive<br />

Fertigung aufgebaut. Uns war es wichtig, Anforderungen<br />

der Industrie in der Testumgebung abdecken<br />

zu können. Daher arbeiten wir zum Beispiel mit<br />

einer Laser-Powder-Fusion-Anlage mit vier Lasern,<br />

wie sie auch in der Industrie zum Einsatz kommt.<br />

Weiterhin ist eine Anlage für das Wire-Arc-Additive-<br />

Manufacturing Bestandteil der Testumgebung. Wir<br />

decken damit zwei wesentliche AM-Verfahren im Pilotprojekt<br />

ab. Die Prozesskette berücksichtigt außerdem<br />

die anschließende Wärmebehandlung sowie eine<br />

Vermessung mittels 3D-Scanner sowie die Computertomografie,<br />

derzeitig immer noch der „Gold-<br />

Standard“ für die Qualitätssicherung in der additiven<br />

Fertigung.<br />

Ihr Ziel ist es, dass man die Daten entlang der Prozesskette<br />

vom CAD-Modell über den Werkstoff<br />

und den eigentlichen Fertigungsprozess bis hin<br />

zum fertigen Bauteil künftig mithilfe eines Datencontainers<br />

miteinander in Bezug setzen kann. Was<br />

ist heute das Problem, wenn man dies tun will?<br />

Bereits jetzt gibt es eine Vielzahl von Daten, die prinzipiell<br />

für eine Qualitätsbewertung zur Verfügung<br />

stehen. Insbesondere wenn zeitlich oder räumlich<br />

hochauflösende Sensoren der Prozessüberwachung<br />

mit ins Boot kommen, steigt der Datenumfang erheblich.<br />

Bisher ist nicht klar, welche dieser Daten für<br />

eine Qualitätsbewertung benötigt werden, welche<br />

Daten relevant sind und welche nicht. Zudem liegen<br />

die Daten alle in unterschiedlichen Formaten vor,<br />

beispielsweise mit einem Zeitstempel versehen oder<br />

mit Koordinaten innerhalb einer Bauebene. Das<br />

macht die Zuordnung und Auswertung der Sensorsignale<br />

kompliziert. Unser Ansatz ist es, einen einheitlichen,<br />

anlagenunabhängigen Datencontainer zu<br />

entwickeln, der sehr unterschiedliche Daten aufnehmen<br />

und auf die Geometrie des Bauteils beziehen<br />

kann, wir sprechen hier von Datenregistrierung. Damit<br />

wird es möglich, für einen Punkt des Bauteils zu<br />

prüfen, ob hier Sensordaten vom Soll abweichen und<br />

insbesondere auch unterschiedliche Sensordaten gemeinsam<br />

zu betrachten.<br />

Welche Strategie verfolgen Sie dabei: Möglichst<br />

viele Daten sammeln oder nur die wesentlichen?<br />

In unserer Testumgebung arbeiten wir im ersten<br />

Schritt daran, zunächst möglichst viele Daten zu erheben.<br />

Wir haben ein Versuchsprogramm erarbeitet,<br />

das eine Reihe von Einflüssen auf den Bauprozess<br />

abdeckt und variiert, und aktuell genutzt wird, um<br />

umfassend Sensordaten aufzunehmen. Im zweiten<br />

Schritt werden wir dann die Daten mit Aufnahmen<br />

der Computertomografie vergleichen und damit Korrelationen<br />

zwischen Signalen und möglichen Fehlstellen<br />

identifizieren. Hier greifen wir bereits auf den<br />

Datencontainer mit seiner Datenregistrierung zurück.<br />

Damit können wir Aussagen über die Relevanz<br />

<strong>Quality</strong> <strong>Engineering</strong> » 03 | 2024 27


IM FOKUS » Additive Fertigung<br />

der Daten gewinnen, die zukünftig für eine zielgerichtete<br />

Datenaufnahme genutzt werden können.<br />

Das wird den Datenumfang deutlich reduzieren, zum<br />

Beispiel, indem man nur solche Daten aufnimmt, die<br />

auch tatsächlich signifikante Abweichungen zeigen.<br />

Der Datencontainer ist damit also nicht nur ein<br />

Werkzeug für die spätere Anwendung, sondern auch<br />

für die Forschung.<br />

Wie kann ein universelles Austauschformat für die<br />

Additive Fertigung aussehen?<br />

Ein solches Format muss in erster Linie herstellerunabhängig<br />

sein. Viele Anwender nutzen Anlagen unterschiedlicher<br />

Unternehmen, ein Austauschformat<br />

muss hier für die Dokumentation und Auswertung eine<br />

Vereinheitlichung herbeiführen. Dabei ist es wichtig,<br />

eine gemeinsame Terminologie zu nutzen, eine<br />

Aufgabe, die in der Normung bereits angegangen<br />

wird. Der von uns entwickelte Datencontainer kann<br />

dabei als Teil eines universellen Austauschformats<br />

gesehen werden.<br />

Ist denn heute genügend Sensorik in AM-Fertigungssystemen<br />

vorhanden?<br />

Bereits jetzt sind industrielle Anlagen mit einer Reihe<br />

von Sensoren ausgestattet, die beispielsweise im Laser-Powder-Bed-Fusion-Prozess<br />

die Gaszusammen-<br />

Whitepaper zu <strong>Quality</strong>-X<br />

Das Konzept <strong>Quality</strong> X, entwickelt von BAM und PTB,<br />

soll die Grundlagen schaffen, um ein QI-Ökosystem<br />

in internationalen Datenräumen (IDS), Gaia-X und<br />

verwandten deutschen und europäischen Projekten<br />

zu implementieren. Es integriert dezentrale Identifikatoren,<br />

überprüfbare Berechtigungsnachweise und<br />

Identitäts-Hubs, um eine reibungslose Interaktion<br />

zwischen den Systemen verschiedener Dienstanbieter<br />

zu ermöglichen. QI-Akteure können digitale Assets<br />

wie digitale Produktpässe, Smart Standards und<br />

digitale Zertifikate sicher ausstellen, verteilen, verfolgen<br />

und verifizieren. Ein Whitepaper zu <strong>Quality</strong> X<br />

steht auf der Website von QI-Digital zum Download<br />

zur Verfügung:<br />

https://hier.pro/vJ3qO<br />

setzung im Bauraum überwachen oder Bilder der<br />

einzelnen Bauschichten aufnehmen. Besondere Bedeutung<br />

haben Sensoren, die lokal Temperaturen der<br />

aktuellen Schicht im Aufbauprozess auflösen können,<br />

da diese Hinweise auf kritische Prozessab -<br />

weichungen geben, die zu Fehlstellen führen. An<br />

der Laser-Powder-Bed-Fusion-Anlage haben wir ein<br />

kommerzielles Melt-Pool-Monitoring im Einsatz,<br />

aber auch BAM-eigene Systeme auf Basis der optischen<br />

Tomografie und Thermografie. Unsere Hoffnung<br />

ist, dass wir damit die Computertomografie<br />

langfristig obsolet machen können, da diese teuer ist,<br />

bei größeren Bauteilen an Grenzen stößt und insbesondere<br />

KMU vor große Herausforderungen stellt.<br />

Spielt künstliche Intelligenz/Machine Learning hier<br />

eine Rolle?<br />

Ja, tatsächlich wird Machine Learning eingesetzt, um<br />

Korrelationen in den großen Datenmengen der Sensoren<br />

mit den Daten der Computertomografie zu gewinnen,<br />

die dann für eine spätere Defektprognose<br />

eingesetzt werden können. Erste Ergebnisse sind sehr<br />

vielversprechend. Das ML kann hier aufgrund der<br />

großen Datenmengen unterschiedlicher Datenquellen<br />

vorteilhaft eingesetzt werden.<br />

Ziel des Projekts ist auch die automatisierte Erstellung<br />

eines digitalen Prüfberichts. Welche Messund<br />

Prüfverfahren sollen hier Eingang finden? Ist<br />

hier auch an die Materialqualifizierung gedacht?<br />

Der Prüfbericht ist das Ergebnis der automatisierten<br />

Anwendung von Kriterien auf den Datencontainer. Ist<br />

dieser vollständig? Sind Daten entsprechend den<br />

Vorgaben erhoben worden? Sind die Daten in einem<br />

zulässigen Bereich? Dies soll in dem Prüfbericht zusammen<br />

mit Daten zur Identifikation des Bauteils<br />

dokumentiert werden. Welche genauen Mess- und<br />

Prüfverfahren letztlich zum Einsatz kommen müssen<br />

und was ein zulässiger Bereich für die Daten ist, das<br />

ist hochgradig anwendungsspezifisch. Hier wird jede<br />

Branche eigene Kriterien entwickeln und anwenden<br />

wollen. Unsere Aufgabe ist es zu demonstrieren, dass<br />

die Anwendung dieser Kriterien auf den Datencontainer<br />

und die Erstellung eines Prüfberichtes grundsätzlich<br />

funktionieren.<br />

Der digitale Prüfbericht kann Teil von <strong>Quality</strong>-X<br />

für den vertrauensvollen Informationsaustausch<br />

zwischen Partnern werden. Wie weit ist dieses<br />

Projekt aktuell?<br />

28 <strong>Quality</strong> <strong>Engineering</strong> » 03 | 2024


Die Digitalisierung soll nicht beim Prüfbericht enden,<br />

sondern auch dessen weitere Nutzung soll digital erfolgen,<br />

etwa im Austausch mit Bereitstellern von<br />

Normen, Konformitätsbewertungsstellen, Kunden<br />

oder Behörden. Dafür wurde das Konzept <strong>Quality</strong>-X<br />

erarbeitet, das einen sicheren, vertrauenswürdigen<br />

und souveränen Informationsaustausch über harmonisierte<br />

Schnittstellen ermöglicht. <strong>Quality</strong>-X ist eine<br />

Plattform, über die sich Institutionen zukünftig vernetzen<br />

können, um qualitätsrelevante digitale Assets<br />

wie Smart Standards, digitale Konformitätsnachweise<br />

und letztendlich auch digitale Produktpässe auszustellen,<br />

zu verteilen, zu verfolgen und zu verifi -<br />

zieren. Hierfür arbeiten wir mit den Partnern in QI-<br />

Digital an den Grundlagen und ersten Prototypen.<br />

Welche Partner sind für welche Aufgaben am Projekt<br />

beteiligt?<br />

Wir arbeiten in QI-Digital zusammen mit der Dakks,<br />

DIN, DKE und PTB, das heißt mit den wesentlichen<br />

Akteuren der deutschen Qualitätsinfrastruktur. Dabei<br />

geht es uns nicht nur um die Entwicklung der technischen<br />

Lösungen für eine digitale QI, sondern wir<br />

adressieren auch die Rahmenbedingungen, wie beispielsweise<br />

Anpassungsbedarfe im Rechtsrahmen,<br />

und investieren viel in den Stakeholder-Dialog und<br />

Transfermaßnahmen. Wir arbeiten mit den Herstellern<br />

der Anlagen in unserer Testumgebung zusammen,<br />

da es einen engen Austausch bedarf, die Anlagendaten<br />

zu erheben und zu interpretieren. Zudem<br />

haben wir einen begleitenden Expertenkreis gegründet,<br />

bei dem eine Reihe von Anlagenherstellern und<br />

Anwendern vertreten sind, um die Ergebnisse zu diskutieren<br />

und Anforderungen aufzunehmen. Wir sind<br />

bereits jetzt dabei, erste Ergebnisse zu publizieren.<br />

Welche Normen/Standards könnten künftig aus<br />

dem Projekt heraus erfolgen?<br />

Wir sehen eine ganze Reihe von normierungswürdigen<br />

Inhalten des Projektes. Vor allem im Bereich der<br />

industriellen Datengewinnung und -verarbeitung befindet<br />

sich die additive Fertigung noch in den Kinderschuhen.<br />

Zusammen mit dem Expertenkreis konnten<br />

wir bereits einen ersten Normentwurf erarbeiten, der<br />

die Standardisierung der auszugebenden Daten von<br />

Laser-Powder-Bed-Fusion-Anlagen zum Ziel hat. Wir<br />

sind sehr froh, dass wir diesen Entwurf zusammen<br />

mit einer Reihe von Anlagenherstellern erstellen und<br />

– ganz aktuell – bei ISO einreichen konnten. Aus unserer<br />

Sicht ist dies ein erster wesentlicher Schritt, die<br />

Datenaufnahme entlang der Prozesskette zukünftig<br />

zu vereinfachen.<br />

<strong>Quality</strong> <strong>Engineering</strong> » 03 | 2024 29


IM FOKUS » Additive Fertigung<br />

Anwenderleitfaden für die Qualitätssicherung<br />

Muster für die<br />

Materialextrusion<br />

Das gängigste additive Fertigungsverfahren ist die Materialextrusion.<br />

Allerdings mangelt es hier noch an Standards für die Qualitätssicherung<br />

in der Prozesskette und für die Beurteilung der Bauteilqualität. Nun gibt<br />

es dafür einen Anwenderleitfaden, entwickelt von zwei Forschungseinrichtungen.<br />

3D-Druck Dienstleister Mipart hat ihn bereits erprobt.<br />

» Sabine Koll<br />

Diese Bauteile sind mit Hilfe des additiven Freiformgießens hergestellt. Das Verfahren des Fraunhofer IPA kombiniert das Fused Layer Modelling (Materialextrusion)<br />

mit einem Gießverfahren.<br />

Bild: Rainer Bez/Fraunhofer IPA<br />

rung (IPA) und der Lehrstuhl Umweltgerechte<br />

Produktionstechnik der Universität<br />

Bayreuth einen Anwenderleitfaden verfasst,<br />

der wesentliche Handlungsempfehlungen<br />

zur qualitativen und quantitativen<br />

Bestimmung der Qualität eines additiv<br />

gefertigten Bauteils zusammengestellt,<br />

die bei der Planung, Fertigung und Kontrolle<br />

in der additiven Prozesskette von<br />

Bedeutung sein können.<br />

Evaluiert wurden geeignete<br />

Qualitätsmerkmale<br />

Auch beschreibt er, welche Teilprozesse<br />

entlang der Prozesskette einen relevanten<br />

Einfluss auf die Bauteilqualität und Reproduzierbarkeit<br />

haben. Hierfür wurde ein<br />

Güteklassensystem entwickelt, das die<br />

objektive Quantifizierung der Bauteilqualität<br />

ermöglicht. Dazu werden bereits<br />

existierende Normen und Richtlinien der<br />

additiven Fertigung herangezogen, die für<br />

Fused Layer Modelling (FLM), Fused<br />

Deposition Modelling (FDM) oder<br />

Fused Filament Fabrication (FFM) – dies<br />

sind die wohl bekanntesten additiven<br />

Verfahren der Materialextrusion. Ihnen<br />

gemein ist, dass ein Material durch eine<br />

Düse gefördert und schichtweise abgelegt<br />

wird. Die Energie, die durch die Erwärmung<br />

in das Material eingebracht wird,<br />

reicht aus, damit dieses nach dem Ablegen<br />

mit der darunterliegenden Schicht<br />

verschmilzt. Nach dem Abkühlen des<br />

Werkstoffs entsteht so eine dauerhafte<br />

Verbindung. Doch wie stellt man die Qualität<br />

in der gesamten Prozesskette sicher?<br />

Standards dafür fehlen. Ebenfalls ist nicht<br />

einheitlich, welche Qualitätsmerkmale<br />

den größten Einfluss auf die Bauteilqualität<br />

haben und welche Prüfverfahren zur<br />

Messung dieser geeignet sind.<br />

Deshalb haben das Fraunhofer-Institut<br />

für Produktionstechnik und Automatisiedie<br />

Materialextrusion geeignet sind. Kern<br />

des Vorgehensmodells ist die Evaluierung<br />

geeigneter Qualitätsmerkmale und deren<br />

Prüfverfahren anhand geeigneter Prüfkörper<br />

und Referenzbauteile sowie deren<br />

quantitativer und qualitativer Bewertung<br />

mittels einer Qualitätsmatrix. Dabei liegt<br />

der Fokus auf den Qualitätsmerkmalen<br />

Zugfestigkeit, Oberflächenbeschaffenheit<br />

sowie Form- und Maßhaltigkeit.<br />

Der 3D-Druck-Lohnfertiger Mipart aus<br />

Weiden in der Oberpfalz hat den Anwenderleitfaden<br />

als Pilotunternehmen erprobt<br />

– vor allem bei Serienfertigungen<br />

mit hohen Qualitätsanforderungen. Das<br />

Unternehmen betreibt eine On-Demand-<br />

Manufacturing-Plattform für die digitale<br />

und unkomplizierte Bauteilbeschaffung,<br />

bei der die Kunden im KI-basierten Online-Konfigurator<br />

das CAD-Modell ihres<br />

Bauteils hochladen und das Bauteil mit<br />

wenigen Klicks spezifizieren sowie den<br />

30 <strong>Quality</strong> <strong>Engineering</strong> » 03 | 2024


3D-Drucker leicht bewerten<br />

Das Fraunhofer IPA hat ein Referenzbauteil mit einem<br />

zugehörigen Bewertungssystem für Verfahren der<br />

additiven Materialextrusion entwickelt. Damit können<br />

Anwender die Qualität ihres 3D-Druckers beurteilen.<br />

Außerdem lässt sich die Qualität des Referenzbauteils<br />

bei Bedarf auch quantitativ bewerten, indem<br />

man zum Beispiel prüft, ob das gefertigte Bauteil die<br />

vorgegebenen Maße einhält. Das Referenzbauteil enthält<br />

unterschiedliche nachprüfbare Geometrien, die<br />

auf Basis der VDI-Richtlinie 3405 3.2 (Entwurf) entwickelt<br />

wurden. Zu diesen Prüfgeometrien zählt zum<br />

Beispiel der minimale Neigungswinkel frei stehender<br />

Wände oder der minimale senkrechte Lochdurchmesser.<br />

Insgesamt wurden 17 Prüfgeometrien integriert.<br />

Die Grundfläche des Referenzbauteils beträgt<br />

70 x 70 mm 2 . Zur Beurteilung der Qualität des Geräts<br />

müssen Anwender das Referenzbauteil im ersten<br />

Schritt mit den vorgegebenen Fertigungsparametern<br />

wie zum Beispiel 0,15 mm Schichthöhe und 0,4 mm<br />

Düsendurchmesser fertigen. Anschließend können<br />

diese die Prüfgeometrien des gefertigten Referenzbauteils<br />

mit dem Bewertungssystem abgleichen.<br />

So kann der Anwender mithilfe eines 3D-Scanners<br />

eine quantitative Abweichungsanalyse vornehmen.<br />

Preis berechnen lassen können. Im Verlauf<br />

eines Projekts überprüfte Mipart mithilfe<br />

des Anwenderleitfadens die Bauteilqualität<br />

im Fertigungsnetzwerk. Die Bauteile<br />

und Prüfkörper wurden mit der additiven<br />

Fertigungsmaschine Stratasys F370 und<br />

dem Filament F123 ABS gefertigt.<br />

Im ersten Fertigungsdurchlauf wurden<br />

zunächst fünf Referenzbauteile additiv<br />

gefertigt, wobei zunächst mit Fertigungsparametersatz<br />

(FPS) 1 begonnen wurde.<br />

Danach wurde entschieden, die Schichtdicke<br />

für FPS 2 zu verringern, um den<br />

qualitativen Eindruck der Referenzbauteile<br />

zu verbessern. Die Stratasys F370 ist<br />

ein geschlossenes System, weshalb die<br />

Fertigungsparameter oder das Filament<br />

nur eingeschränkt durch den Anwender<br />

definiert werden können. Deshalb kann<br />

hier nur durch die Verringerung der<br />

Schichtdicke auf die Bauteilqualität Einfluss<br />

genommen werden.<br />

Anschließend wurde eine qualitative<br />

Beurteilung der fünf Referenzbauteile<br />

vollzogen: Die Qualität wurde als ausreichend<br />

bewertet. Die Fertigung der Bauteile<br />

erfolgte hierbei mithilfe eines Stützmaterials.<br />

Dies entspricht normalerweise<br />

nicht der Vorgabe der Überprüfung, ist jedoch<br />

mit der Stratasys F370 nicht anders<br />

umsetzbar. Für Mipart ist vor allem eine<br />

kurze Lieferdauer der Bauteile an die<br />

Kunden wichtig, weshalb auf die quantitative<br />

Beurteilung der Form- und Maßhaltigkeit<br />

verzichtet wurde.<br />

Es schloss sich die Fertigung der Prüfkörper<br />

im zweiten Fertigungsdurchlauf<br />

mit der definierten Bauraumanordnung<br />

mit den beiden festgelegten FPS an. Mit<br />

den Prüfkörpern wurden die Bauteileigenschaften<br />

Zugfestigkeit, Oberflächenrauheit<br />

sowie Form- und Maßhaltigkeit ermittelt.<br />

Anschließend wurden auf Basis<br />

des Güteklassensystems die spezifischen<br />

Güteklassen ermittelt. Ergebnis war eine<br />

Qualitätsmatrix. Bei der Gewichtung der<br />

Haupteigenschaften wurde die Oberflächenrauheit<br />

mit der höchsten Wichtigkeit<br />

beurteilt. Die Form- und Maßhaltigkeit<br />

wurde in der xy-Richtung mit dem Gewichtungsfaktor<br />

0,2 und in yz- beziehungsweise<br />

xz-Richtung mit 0,1 gewichtet,<br />

während die Zugfestigkeit bei beiden<br />

Raumrichtungen mit 0,1 angegeben wird.<br />

Mit einer Gesamtpunktzahl von 5,4 Punkten<br />

war der FPS 2 dem FPS 1 vorzuziehen.<br />

Somit kann bei der additiven Fertigung<br />

insbesondere bei der Oberflächenrauheit<br />

eine hohe Bauteilqualität erzielt werden.<br />

Simulation der<br />

Serienfertigung<br />

Im dritten Schritt erfolgte die Bauteilqualifizierung<br />

für die Serienfertigung mit<br />

dem dritten Fertigungsdurchlauf. Hier<br />

erfolgt die Fertigung der maximal möglichen<br />

Anzahl an Referenzbauteilen im<br />

Bauraum der Fertigungsmaschine. Darüber<br />

hinaus können auch mehrere Maschinen<br />

parallel mit derselben Baurauman-<br />

ordnung betrieben werden. Im dritten<br />

Fertigungsdurchlauf wurden mit dem definierten<br />

FPS neun Referenzbauteile gefertigt,<br />

um eine Serienfertigung zu simulieren.<br />

Hierbei erfolgte anschließend wieder<br />

eine stichprobenartige Bewertung der<br />

Referenzbauteile. Diese konnten mit einer<br />

Gesamtpunktzahl von 48 Punkten die<br />

Qualitätsstufe 3 erreichen.<br />

Auf Basis der Ergebnisse kann Mipart<br />

nun nicht nur seine Fertigungspartner optimal<br />

für die anspruchsvollen Fertigungsprozesse<br />

auswählen und die Qualität der<br />

Bauteile aktiv steuern, sondern auch Kunden<br />

bezüglich der Qualitätsanforderungen<br />

beraten.<br />

Webhinweis<br />

Der Anwenderleitfaden<br />

einschließlich Checklisten,<br />

Arbeitsanweisungen<br />

und Bewertungssystem<br />

für das Referenzbauteil<br />

steht hier zum Download<br />

zur Verfügung:<br />

http://hier.pro/<br />

0IT58<br />

<strong>Quality</strong> <strong>Engineering</strong> » 03 | 2024 31


IM FOKUS » Additive Fertigung<br />

Inline-Inspektion beim Laserschmelzen<br />

Einblick in den<br />

laufenden Prozess<br />

Aconity3D, Spezialist für pulverbettbasierten 3D-Laserdruck von Metallen,<br />

hat ein Verfahren entwickelt, um die Prozessstabilität des Fertigungsverfahrens<br />

zu verbessern. Zentraler Bestandteil ist High-Speed-Bildverarbeitung mit<br />

Kameras von SVS-Vistek, mit denen der Einfluss von bestimmten Parametern<br />

auf die produzierten Teile erfasst wird.<br />

Beim PBLM-Verfahren konnte das gefertigte Teil bisher erst dann auf Fehler geprüft werden,<br />

wenn es am Ende des Prozesses aus dem umgebenden Pulvermaterial ausgepackt wird.<br />

Bild: Aconity3D<br />

Beim pulverbettbasierten Laserschmelzen (PBLM)<br />

wird das zu verarbeitende Material in Form eines<br />

Pulverbetts schichtweise selektiv aufgeschmolzen,<br />

um so die gewünschten Werkstücke aus 3D-<br />

Modelldaten zu erzeugen. Eine zentrale Herausforderung<br />

des Verfahrens ist die Prozessstabilität. Wesentliches<br />

Problem im Vergleich zu konventionellen Methoden<br />

ist hier vor allem, dass das gefertigte Teil bisher<br />

erst dann auf Fehler geprüft werden kann, wenn<br />

es am Ende des Prozesses aus dem umgebenden Pulvermaterial<br />

ausgepackt wird. Weist es dann Mängel<br />

auf, so sind diese in der Regel kaum noch zu beheben.<br />

Aconity3D hat sich das Ziel gesetzt, die Stabilität<br />

von metallbasierten PBLM-Prozessen zu optimieren,<br />

um diese Technologie qualitativ weiter zu verbessern<br />

und dadurch ihren Einsatz in unterschiedlichsten<br />

Branchen zu fördern. „Die Prozessüberwachung in<br />

PBLM-Anlagen ist nach aktuellem Stand der Technik<br />

noch nicht ausgereift“, sagt Lutz Lübbert, Project<br />

Manager Machine Development bei Aconity3D. „Um<br />

diese Situation zu verändern, haben wir ein Verfahren<br />

entwickelt, bei dem die Daten eines High-Speed-<br />

Bildverarbeitungssystems dazu beisteuern, den Einfluss<br />

ausgewählter Prozessparameter auf produzierte<br />

32 <strong>Quality</strong> <strong>Engineering</strong> » 03 | 2024


Bild: Aconity3D<br />

Optischer Aufbau einer Aconity3D-Maschine mit<br />

zwei Hochgeschwindigkeitspyrometern und einer<br />

Hochgeschwindigkeits-CMOS-Kamera.<br />

Teile zu erfassen und Rückschlüsse über Parametereinflüsse<br />

zu ermöglichen.“<br />

Um die Hochgeschwindigkeits-Bildverarbeitung<br />

für diese Aufgabenstellung optimal auszuwählen und<br />

damit ein praxistaugliches System zu realisieren, hat<br />

sich Aconity3D für die Mikrotron-High-Speed-Kamera<br />

Eosens3.0MCX5 von SVS-Vistek und die dafür benötigte<br />

Peripherie entschieden. Der Grund für diese<br />

Entscheidung war laut Lübbert sehr einfach: „Als wir<br />

vor rund sechs Jahren für diese Anwendung mit der<br />

Marktrecherche nach geeigneten Kameras mit der<br />

erforderlichen Geschwindigkeit und Genauigkeit begonnen<br />

haben, gab es keine vergleichbaren verfügbaren<br />

Kameras. Die damals getroffene Entscheidung<br />

für die Mikrotron EoSens3.0MCX5 haben wir nie bereut,<br />

denn die damit entwickelte Methode funktioniert<br />

seit ihrer Einführung absolut stabil und ermöglicht<br />

einen Einblick in die Korrelation von Sensordaten,<br />

den angewandten Prozessparametern und den<br />

daraus resultierenden Bauteileigenschaften.“<br />

Kameras beobachten Verhalten<br />

des Schmelzbades<br />

Die Bilddaten, welche die Kameras liefern, ermöglichten<br />

den Experten von Aconity3D zusätzliche Einblicke<br />

in den PBLM-Prozess, erläutert Lübbert: „Mit<br />

diesen Hochgeschwindigkeitskameras können wir<br />

beispielsweise Kontur-Scans von Materialschichten<br />

über den Bauprozess hinweg vergleichen und das<br />

Verhalten des Schmelzbades in kritischen Bauteilbereichen<br />

beobachten. Auf diese Weise können wir<br />

Fehler wie abreißende Schmelzbäder oder inhomogene<br />

Oberflächenbeschaffenheiten sicher identifizieren.<br />

Somit kann der Einfluss veränderter Laser-Parameter<br />

wie der Modulationsfrequenz und der Modulationslänge<br />

auf die Größe des Schmelzbades erkannt<br />

werden, wenn alle übrigen Laser-Parameter konstant<br />

bleiben. Die auf diese Weise gewonnenen Daten<br />

lassen sich nutzen, um das Know-how über PBLM-<br />

Prozesse zu erweitern und zugrundeliegende Effekte<br />

zu isolieren.“ Die so gewonnenen Erkenntnisse bilden<br />

in Kombination mit weiteren Messmethoden wie der<br />

Pyrometrie die Grundlage für eine effizientere Materialforschung<br />

im Bereich des 3D-Metalldrucks.<br />

Produktionsfehler werden<br />

frühzeitig erkannt<br />

Im Vergleich zu konventionellen Fertigungsmethoden,<br />

die sich oft auf die Dichte der gegossenen Halbzeuge<br />

verlassen, hat diese Inline-Inspektionsmethode<br />

das Potenzial, Produktionsfehler frühzeitig zu erkennen.<br />

Daraus resultieren eine geringere notwendige<br />

Anzahl an zerstörenden Materialprüfungen sowie<br />

niedrigere Herstellungskosten. Darüber hinaus stellt<br />

eine zuverlässige Prozessüberwachung mit einer<br />

schlüssigen Korrelation zwischen den eingesetzten<br />

Prozessparametern und den resultierenden Bauteileigenschaften<br />

eine Voraussetzung für eine geschlossene<br />

Prozessführung dar.<br />

Für konventionelle Laserschweißprozesse werden<br />

solche Regelungssysteme seit vielen Jahren eingesetzt.<br />

„Bei PBLM-Prozessen befinden sich die Prozessüberwachung<br />

oder gar die Prozessregelung hingegen<br />

noch in einem recht frühen<br />

technologischen Stadium, doch unsere<br />

Entwicklungen tragen dazu<br />

bei, diesen Rückstand zu verkürzen“,<br />

so Lübbert.<br />

Als Haupthindernis für die Inline-<br />

Prozessüberwachung und -regelung<br />

von PBLM-Prozessen nennt er die<br />

instationäre Natur des Prozesses, der<br />

Peter Stiefenhöfer<br />

im Auftrag von<br />

SVS-Vistek<br />

www.svs-vistek.com<br />

<strong>Quality</strong> <strong>Engineering</strong> » 03 | 2024 33


IM FOKUS » Additive Fertigung<br />

durch eine Vielzahl unterschiedlicher Phänomene wie<br />

unter anderem Schmelzbadturbulenzen, Schweißrauchbildung,<br />

Spatter oder sonstige Anomalien im<br />

Pulverbett bestimmt wird. Diese zugrundeliegenden<br />

störenden Prozessphänomene erhöhen das Messrauschen<br />

und verringern die Genauigkeit der Informationen,<br />

die direkt aus dem Schmelz-Pool gewonnen werden<br />

können.<br />

Sensor sorgt für Flexibilität<br />

des Systems<br />

Die eingesetzte High-Speed-Kamera EoSens3.0MCX5<br />

sei für diese Anwendung gleich aus mehreren Gründen<br />

die optimale Wahl, erläutert Karl Laderer, der<br />

als Area Sales Manager DACH für den Vertrieb der<br />

Mikrotron-Produktreihe verantwortlich ist: „Diese<br />

High-Speed-Kamera verfügt über einen Sensor, bei<br />

dem die Region of Interest – also ROI – sowohl in<br />

y-Richtung als auch in x-Richtung skaliert werden<br />

kann. Das Besondere bei diesem Sensor ist eine mögliche<br />

Steigerung der Bildrate durch eine Reduzierung<br />

der Pixel in x-Richtung. Auf diese Weise lassen sich<br />

kleine ROI mit hoher Bildrate realisieren, was Anwendern<br />

in jedem Einsatzfeld eine enorme Flexibilität<br />

an die Hand gibt, die Kamera exakt auf die vorliegenden<br />

Anforderungen anzupassen.“<br />

Auch die Pixelgröße von 8 µm x 8 µm des 3-MP-<br />

Sensors sowie das lüfterlose Design für eine einfache<br />

Integration sind laut Laderer wichtige Kameraeigenschaften,<br />

die bei der Überwachung von PBLM-Prozessen<br />

für zuverlässige Ergebnisse sorgen. Aus wirt-<br />

schaftlichen Gründen entschied sich Aconity3D für<br />

ein Kameramodell mit CXP6-Schnittstelle, die günstiger<br />

ist als CXP12-Produkte dieser Serie und die anfallenden<br />

Datenströme dennoch problemlos bewältigt.<br />

Das entwickelte Inline-Process-Monitoring-Tool<br />

von Aconity3D ist für nahezu alle Systeme des Unternehmens<br />

verfügbar – zum Beispiel für das Einsteigersystem<br />

Aconity-Mini und das aktuell größte System<br />

Aconity-Two mit optionalem Multi-Laser-Setup.<br />

Zielgruppe dieser Anlagen sind laut Lübbert Forschungseinrichtungen<br />

im In- und Ausland sowie<br />

die Forschungsabteilungen großer Unternehmen, die<br />

sich mit PBLM-Prozessen befassen.<br />

„Die Prozessüberwachung mithilfe von Hochgeschwindigkeits-Bildverarbeitungssystemen<br />

ist aus<br />

unserer Sicht ein wirksames Instrument, um mehr<br />

über die laufenden Mechanismen zu erfahren und<br />

die Qualität von Teilen bereits während der Produk -<br />

tion zu verbessern, anstatt erst die fertigen Teile für<br />

eine spätere Parameteroptimierung zu analysieren“,<br />

so Lübbert. „Unser Ziel ist es, die Entwicklung von<br />

Erkennungsalgorithmen voranzutreiben, mit denen<br />

übermäßige Schmelzbadgrößen schnell und sicher<br />

identifiziert werden können, um sofortige Gegenmaßnahmen<br />

einzuleiten. Aufgrund unserer guten<br />

Erfahrungen mit den bisher eingesetzten Produkten<br />

und dem hilfreichen Support unseres Bildverarbeitungspartners<br />

unter anderem bei Programmierfragen<br />

sehe ich die High-Speed-Kameras von SVS-Vistek<br />

auch für unsere künftigen Systeme als wesentliche<br />

Komponenten an.“<br />

Bild: Aconity3D<br />

Die Mikrotron-EoSens3.0MCX5-Kameras ermöglichen eine genaue Untersuchung der Entwicklung des Schmelzbads und des<br />

Einflusses von Parameteränderungen während eines Bauteilaufbaus.<br />

34 <strong>Quality</strong> <strong>Engineering</strong> » 03 | 2024


SPECIAL<br />

» Automotive<br />

Hohe Qualitätsanforderungen kennzeichnen die Automobilindustrie.<br />

Entsprechend manifestieren sich hier<br />

die technologischen Trends – von Bildverarbeitung über<br />

Prüftechik bis hin zur KI-gestützten Datenanalyse.<br />

Optische Messtechnik<br />

3D-Handscanner verbessert<br />

interne Prozesse bei Schweizer<br />

Fahrzeugbauer<br />

» Seite 36<br />

Bildverarbeitung<br />

Kamera und KI sichern<br />

Qualität bei der Produktion<br />

von E-Fahrzeug-Batterien<br />

» Seite 39<br />

Bild: Mercedes-Benz<br />

Mercedes-Benz hat am Fraunhofer EMI erstmals einen Crashtest geröntgt. Die X-ray Car Crash Technologie<br />

stellt hochdynamische innere Deformationsvorgänge dar.<br />

<strong>Quality</strong> <strong>Engineering</strong> » 03 | 2024 35


SPECIAL » Automotive<br />

3D-Scanner im Einsatz bei Schweizer Fahrzeugbauer<br />

Mehr Messdaten für<br />

Produktion und Entwicklung<br />

Der Schweizer Fahrzeugbauer Sutter hat seine internen Prozesse bei der<br />

Durchführung von Projekten deutlich verbessert – durch den Einsatz eines<br />

tragbaren 3D-Scanners von Creaform. Neben der Qualitätssicherung profitiert<br />

auch die Konstruktion von der Anschaffung.<br />

Sutter hat es häufig mit<br />

großen Scanbereichen<br />

zu tun, beispielsweise<br />

mit Lkw-Chassiszonen,<br />

bei denen der Abstand<br />

zwischen den einzelnen<br />

Komponenten wichtig<br />

ist, die Messgenauigkeit<br />

jedoch hoch bleiben<br />

muss. Die entscheidende<br />

Anforderung beim<br />

Kauf des neuen Messsystems<br />

war daher<br />

dessen Genauigkeit.<br />

Bild: Creaform<br />

Simon Côté<br />

Produktmanager<br />

Creaform<br />

www.creaform3d.com<br />

Rund 5 % ihrer Arbeitszeit verbrachten die Ingenieure<br />

bei Sutter in der Vergangenheit damit,<br />

bestimmte Komponenten mit komplexen Geometrien<br />

manuell zu vermessen, um sie an Fahrzeuge anzupassen.<br />

Hierbei handelt es sich hauptsächlich<br />

um Aluminiumabdeckungen, Unterfahrschutze,<br />

Kranbefestigungselemente<br />

und andere fahrzeugmontierte<br />

Komponenten, die auf die Anforderungen<br />

des Fahrzeugs oder die Wünsche<br />

des Kunden zugeschnitten sind. Das<br />

Unternehmen ist auf die Entwicklung<br />

und Herstellung von 3-Seiten-Kippern<br />

bis 40 t, Ladebrücken für alle Lkw und Transporter,<br />

Kofferaufbauten, Kippaufbauten, Schnellwechselsysteme,<br />

Spezialfahrzeuge, Wartung und Reparaturen<br />

von Aufbauten spezialisiert.<br />

Früher wurden diese Teile ohne die Möglichkeit<br />

einer erneuten Kontrolle vor der Endmontage hergestellt,<br />

da eine Überprüfung der Geometrien am Fahrzeug<br />

selbst nicht möglich war. Neben dem hohen<br />

Zeitaufwand für die Entwicklung der Bauteile war<br />

auch der Aufwand enorm, diese durch qualifizierte<br />

Metallbauer für ihren endgültigen Einsatzort modifizieren<br />

und anpassen zu lassen. Sutter hat es häufig<br />

mit großen Scanbereichen zu tun, beispielsweise mit<br />

36 <strong>Quality</strong> <strong>Engineering</strong> » 03 | 2024


Lkw-Chassiszonen, bei denen der Abstand zwischen<br />

den einzelnen Komponenten wichtig ist, die Messgenauigkeit<br />

jedoch hoch bleiben muss. Die entscheidende<br />

Anforderung beim Kauf des Messsystems war<br />

daher die Genauigkeit.<br />

Die Entscheidung fiel schließlich auf den tragbaren<br />

3D-Scanner Goscan Spark von Creaform. Einer der<br />

Schlüsselfaktoren für die Wahl des portablen Messgeräts<br />

war für Sutter die Möglichkeit, nicht nur ein<br />

Produkt, sondern einen kompletten Service zu erwerben.<br />

Dazu gehörte die Anschaffung von Verbrauchsmaterialien<br />

für die Nutzung des Scanners, eines<br />

Laptops, Unterstützung bei den Arbeiten vor Ort,<br />

After-Sales-Service bei Wartungen, Reparaturen und<br />

Fragen.<br />

Die Implementierung der 3D-Messlösungen von<br />

Creaform verlief sehr intuitiv, da kein neuer Prozess<br />

definiert, sondern lediglich ein bestehender Prozess<br />

ersetzt werden musste. In der Praxis wurde der<br />

manuelle Messvorgang einfach durch 3D-Scannen<br />

ersetzt. Dies lieferte der Konstruktionsabteilung<br />

mehr Messdaten, eröffnete ihr aber auch die Chance,<br />

die tatsächlichen Abmessungen und Geometrien von<br />

Fahrzeugkomponenten während der Entwicklung zu<br />

überprüfen. Somit erfolgt bei Sutter eine doppelte<br />

Kontrolle.<br />

Zwei Tage Schulung für einen<br />

Ingenieur reichten aus<br />

Da es sich bei Sutter um ein kleines Unternehmen<br />

handelt, wird der gesamte Prozess vom 3D-Scannen<br />

bis zur Bestellung von Rohmaterialien für die Herstellung<br />

der Komponenten, wie zum Beispiel Blech,<br />

von einem der Ingenieure in der Konstruktionsabteilung<br />

abgewickelt. Eine einzige, zweitägige Schulung<br />

durch einen Creaform-Techniker ermöglichte es dem<br />

Unternehmen, von Anfang an voll einsatzbereit und<br />

unabhängig zu sein.<br />

Sutter wickelt eine Vielzahl unterschiedlicher Projekte<br />

ab. Ein Beispiel dafür ist die Konstruktion,<br />

Herstellung und Montage eines maßgeschneiderten<br />

Werkzeugkoffers, der für ein vorhandenes Lkw-<br />

Chassis für den Transport von Baumaschinen entwickelt<br />

wurde, und zwar in Zusammenarbeit von Werkstatt<br />

und Konstruktionsabteilung. Dieses Projekt<br />

„Baumaschinentaxi“ entstand aufgrund aktueller<br />

Lieferengpässe beim Schweizer Fahrzeughersteller<br />

unter engem Zeitdruck. Dies bedeutete, dass die<br />

technische Abteilung im Vorfeld zahlreiche Vorbereitungen<br />

anhand von CAD-Entwürfen treffen musste.<br />

Als das Fahrzeug ankam, war sehr schnell ein fortgeschrittener<br />

Konstruktionsstand erreicht und die<br />

Werkstatt selbst baute einige zusätzliche Befestigungshalter<br />

für Werkzeugkästen.<br />

Dies ist ein 3D-Scan des Lkw-Chassis mit zusätzlichen Elementen, die Sutter in der Software<br />

VX-Model montiert hat.<br />

Eine weitere Anwendung, die Sutter mithilfe von<br />

Creaforms Scan-Technologie nutzt, ist die Sicherstellung<br />

der Rückverfolgbarkeit im Archiv gemäß der<br />

ISO-9001-Norm. So wurde beschlossen, die zusätzliche<br />

Montagehalterung mit dem Creaform Goscan<br />

Spark zu scannen. Obwohl die zusätzliche Montagehalterung<br />

über eine große Vielfalt an Oberflächenbeschaffenheiten,<br />

Farben und Geometrien verfügt,<br />

nahm das Scannen nur sehr wenig Zeit in Anspruch<br />

und der Materialbedarf (Zielmarken und Mattierungsspray)<br />

war sehr gering. Mithilfe der Exportfunktion<br />

des Scan-to-CAD-Softwarmoduls VX-Model von<br />

Creaform konnte alles direkt in die CAD-Software<br />

Solidworks von Dassault importiert und sehr schnell<br />

nachgezeichnet werden. Dies geschah größtenteils<br />

über die Messfunktion, die Erstellung von Geometrien<br />

(wie Profilen, Ebenen und Zylindern) in VX-<br />

Model und anschließend mit der direkten Übertragung<br />

der Geometrien in Solidworks.<br />

4 mm Messhub<br />

• Auflösung 0,1 µm<br />

• Messhub 4 mm<br />

• Wiederholgenauigkeit < 0,3 µm<br />

• Toleranzmodus<br />

Feinmess Suhl GmbH<br />

Pfütschbergstraße 11 • 98527 Suhl<br />

Telefon: +49 (0) 3681 / 381-0<br />

info@feinmess-suhl.de<br />

www.feinmess-suhl.de<br />

Digitalpassameter<br />

3902<br />

Bild: Creaform<br />

<strong>Quality</strong> <strong>Engineering</strong> » 03 | 2024 37


Bild: Creaform<br />

Mithilfe der VX-<br />

Model-Exportfunktion<br />

konnte alles direkt in<br />

die CAD-Software<br />

Solidworks importiert<br />

und sehr schnell nachgezeichnet<br />

werden.<br />

Wo möglich, werden bei Sutter Zukaufteile durch<br />

3D-Daten von Teilelieferanten ersetzt. Dies geschieht<br />

jedoch nicht in der Regel, da fehlende 3D-Modelle<br />

häufig durch Mesh-Körper aus 3D-Scans ersetzt<br />

werden. Diese Arbeitsweise erhöht auch die Qualität<br />

und Vollständigkeit der firmeneigenen Zukaufteiledatenbank.<br />

Das 3D-Scannen liefert Sutters Konstruktionsabteilung<br />

nicht nur mehr Messdaten,<br />

sondern ermöglichte ihr auch,<br />

die tatsächlichen Abmessungen und<br />

Geometrien von Fahrzeugkomponenten<br />

während der Entwicklung zu überprüfen.<br />

Somit ist eine doppelte Kontrolle möglich.<br />

Abgesehen von der bereits erwähnten Hauptanforderung<br />

der Genauigkeit gab es auf praktischer Ebene<br />

mehrere Verbesserungen: So wurde die Raumanalyse<br />

bei der Planung von Aufbauten, aber auch von Zusatzaggregaten<br />

und Anbauteilen stark vereinfacht.<br />

Webhinweis<br />

Dass der Goscan Spark nicht nur<br />

Geometrie, sondern auch Farbe<br />

und Textur im Blick hat, zeigt<br />

Creaform in diesem Video:<br />

https://hier.pro/tse6Q<br />

Die Genauigkeit der Messungen und die Herstellung<br />

von Rohteilen wurden erhöht. Das Qualitätsmanagement<br />

wurde außerdem verbessert und es ist nun<br />

möglich, abgeschlossene und ähnliche Projekte<br />

nachzuverfolgen. Überdies wurde die Ausschuss -<br />

quote an Rohteilen reduziert beziehungsweise auf<br />

null gebracht. Schließlich wurden auch die Mon tageund<br />

Anpassungszeiten durch die Werkstatt reduziert,<br />

wodurch der Einsatz hochqualifizierter Mitarbeiter<br />

entfällt. Ziel des Unternehmens ist eine Plug-and-<br />

Play-Strategie.<br />

Rohdaten werden direkt in das<br />

Solidworks-Format exportiert<br />

Softwareseitig ermöglicht das von Sutter verwendete<br />

Softwaremodul VX-Model ein schnelles und einfaches<br />

Scannen, Verarbeiten und Ausrichten der Daten<br />

im richtigen Koordinatensystem sowie schließlich<br />

den direkten Export in das CAD-Programm Solidworks.<br />

Der größte Vorteil ist definitiv die Möglichkeit,<br />

die Rohdaten direkt in das Solidworks-Format<br />

zu exportieren. Dort können die Daten für CAD-Vergleiche<br />

oder als Hilfsmittel zur Konstruktion weiterer<br />

Teile genutzt werden. All diese Faktoren haben zu erheblichen<br />

Verbesserungen der internen Prozesse und<br />

gemeinsamen Praktiken bei der Durchführung von<br />

Projekten geführt.<br />

Die zentrale Idee von Sutter besteht darin, den<br />

Einsatz des 3D-Scanners von Creaform in Zukunft<br />

schrittweise zu steigern, um die technischen und<br />

praktischen Vorteile über alle Branchen und Produkttypen<br />

hinweg zu verbreiten. Burim Shala, technischer<br />

Leiter bei Sutter: „Ein weiterer Schritt, den wir als<br />

Unternehmen gehen möchten, ist das Scannen eingekaufter<br />

Standardkomponenten, für die es keine<br />

3D-Modelle gibt, damit wir unsere Produkte noch<br />

detaillierter und präziser planen und entwerfen<br />

können. Wir möchten den 3D-Scanner vor allem für<br />

Vorabklärungen einsetzen, um früher im Fertigungsprozess<br />

konstruieren zu können.“<br />

38 <strong>Quality</strong> <strong>Engineering</strong> » 03 | 2024


Automotive « SPECIAL<br />

Bildverarbeitung sichert Qualität in der Batterieproduktion<br />

Kameras und KI entgeht kein Defekt<br />

Lithium-Ionen-Akkus sind der derzeitige Goldstandard für die Stromversorgung von<br />

Elektrofahrzeugen. Bei deren Inspektion lassen sich mithilfe von Bildverarbeitung<br />

selbst mikroskopisch kleine Fehler identifizieren. Und dank künstlicher Intelligenz<br />

bewältigen die Systeme dabei auch Herausforderungen wie das Erkennen von Rost.<br />

Bild: phonlamaiphoto/stock.adobe.com<br />

Qualitativ hochwertige Batteriepakete sind die Grundlage für leistungsfähige Elektrofahrzeuge.<br />

Das Herzstück eines jeden Elektrofahrzeugs ist<br />

die Batterie – ein wesentlicher Bestandteil, der<br />

nicht nur die Leistung des Fahrzeugs, sondern auch<br />

seine Reichweite bestimmt. Jedes Akkupaket besteht<br />

aus Modulen. Und diese Module basieren auf einzelnen<br />

Zellen, die den bekannten AA-Batterien sehr<br />

ähnlich sind. Der heute am häufigsten verwendete<br />

Batterietyp für Elektrofahrzeuge ist aufgrund seiner<br />

hohen Energiedichte und Spannung, seiner Stabilität,<br />

seines geringen Gewichts und seiner langen Lebensdauer<br />

die Lithium-Ionen-Batterie (LIB).<br />

In vielen Lithium-Ionen-Batterien werden zylindrische<br />

Zellen verwendet, da sie ausgereift und weniger<br />

teuer in der Herstellung sind. Zylindrische Zellen waren<br />

einer der ersten Typen von Lithiumbatterien, die<br />

in Massenproduktion hergestellt wurden. Sie bestehen<br />

aus Anoden-, Separator- und Kathodenplatten,<br />

die ineinander geschoben und aufgerollt werden.<br />

Diese Zellen eignen sich gut für<br />

die automatisierte Fertigung.<br />

Und die Form erlaubt es der Zelle,<br />

einen höheren Innendruck ohne<br />

Verformung zu verkraften.<br />

Diese Zellen werden in einem<br />

sogenannten Clamshell-Gehäuse<br />

(einem muschelartigen Kunststoffgehäuse)<br />

untergebracht und<br />

ergeben ein Modul. Für jedes<br />

Matthias Moser<br />

Business Development<br />

Leader<br />

Teledyne Dalsa<br />

www.teledynedalsa.com<br />

<strong>Quality</strong> <strong>Engineering</strong> » 03 | 2024 39


SPECIAL » Automotive<br />

Vier hochauflösende<br />

Kameras von Teledyne<br />

Dalsa werden zur Inspektion<br />

eines Batteriemoduls<br />

eingesetzt.<br />

• während der Inspektion in verschiedenen Stadien<br />

der Montage ,<br />

• während der Inspektion der fertigen Batteriezellen<br />

und -module.<br />

Die Qualitätskontrolle bei der Herstellung von Batterien<br />

stellt aufgrund der Schwankungen in der Produktion<br />

und der möglichen Auswirkungen von Defekten<br />

auf die Leistung und Sicherheit eine große<br />

Herausforderung dar. Die Identifizierung interner<br />

Defekte, insbesondere mikroskopisch kleiner Fehler,<br />

ist eine schwierige Aufgabe. Hier kommt die industrielle<br />

Bildverarbeitung ins Spiel.<br />

Bild: Tensor ID<br />

Fahrzeug werden Hunderte bis Tausende von Batteriezellen<br />

benötigt und das Batteriepaket ist ein entscheidender<br />

Faktor für das Gewicht und die Kosten<br />

des fertigen Fahrzeugs.<br />

Beschädigung einer Zelle verkürzt<br />

Lebensdauer des gesamten Pakets<br />

Der Herstellungsprozess für LIB umfasst komplexe<br />

Schritte – von der Beschaffung der Rohstoffe über<br />

den Zusammenbau der Zellen bis hin zur Verpackung<br />

des fertigen Batteriepakets. Eine detaillierte Qualitätskontrolle<br />

während dieses Prozesses ist entscheidend<br />

für die Effizienz und Sicherheit der Batterien.<br />

„Bei der Inspektion von Batterien, die Elektrofahrzeuge<br />

antreiben, muss das Inspektionssystem mehrere<br />

Herausforderungen bewältigen, einschließlich einer<br />

gründlichen Inspektion jeder Batteriezelle auf<br />

Probleme wie Rost oder Beulen“, erklärt Alan Eddy,<br />

Chief Technology Officer bei Tensor ID, einem<br />

Systemintegrator, der mit Herstellern von Lithium-<br />

Ionen-Batterien sowie Anbietern von Elektrofahrzeugen<br />

zusammenarbeitet. „Wenn eine einzige Zelle<br />

beschädigt ist, verkürzt sich die Lebensdauer des<br />

gesamten Batteriepakets.“<br />

Die Inspektion findet in verschiedenen Stadien der<br />

Batterieherstellung statt, unter anderem:<br />

• während der Inspektion der Folien, die zur Herstellung<br />

der Elektroden (Kathoden und Anoden)<br />

verwendet werden,<br />

Bildverarbeitung kommt in jedem<br />

Produktionsschritt zum Einsatz<br />

Im Zusammenhang mit der Batterieherstellung können<br />

Bildverarbeitungssysteme komplizierte Details<br />

mit unübertroffener Genauigkeit, Geschwindigkeit<br />

und Effizienz analysieren, was zu Batteriepaketen<br />

mit bestmöglicher Leistung führt. Die Optimierung<br />

der Qualitätsprüfung erhöht die Lebensdauer der<br />

Batterie und ihre Fähigkeit, eine Ladung über längere<br />

Zeiträume zu halten.<br />

Bei Tensor ID entwickelt der Systemintegrator<br />

Bildverarbeitungssysteme für die Inspektion von fertigen<br />

Batteriezellen und -modulen. Aber Bildverarbeitung<br />

kann in jedem Stadium der Inspektion eingesetzt<br />

werden, auch bei der Herstellung und Montage,<br />

wie Eddy erklärt: „Seit Jahren liefern wir Kameras mit<br />

Barcode-Lesegeräten für diese Inspektionen, aber es<br />

gibt noch viel mehr, was die industrielle Bildverarbeitung<br />

betrifft. Um zu automatisieren und effizienter<br />

zu werden, müssen die Batteriehersteller jedes Element<br />

des Inspektionsprozesses von Anfang bis Ende<br />

neu betrachten.“<br />

Das Bildverarbeitungsinspektionssystem von Tensor<br />

ID verwendet Flächenkameras von Teledyne Dalsa,<br />

um jede einzelne Batteriezelle zu prüfen – und zwar<br />

sowohl bei der vollständigen Montage als auch kurz<br />

vor dem Aufsetzen des Clamshell-Gehäuses. Die Batteriehersteller<br />

müssen dabei Probleme wie das Lesen<br />

des Barcodes, die Identifizierung von Rost und Dellen<br />

und die Bestimmung der Polarität beachten.<br />

KI kommt auch mit glänzenden<br />

Oberflächen klar<br />

Die einzelnen Batteriezellen werden vom Lieferanten<br />

in Kartons geliefert und von einem Roboter zur Inspektion<br />

entnommen. Jede einzelne Batteriezelle<br />

muss inspiziert werden, bevor sie in das Clamshell-<br />

Modul eingesetzt wird, das Teil des Batteriepakets<br />

wird. Für die genaue Inspektion des Batteriestapels<br />

verwendet Tensor ID vier Kameras des Typs Genie Nano<br />

von Teledyne Dalsa, die so positioniert sind, dass<br />

40 <strong>Quality</strong> <strong>Engineering</strong> » 03 | 2024


sie ein Bild aufnehmen, das aus einem ganzen, knapp<br />

einen Meter breiten Stapel zusammengesetzt wird.<br />

Bei der Inspektion auf Roststellen wird eine Softwareplattform<br />

auf Basis von künstlicher Intelligenz<br />

(KI) eingesetzt, um die Bilder zu klassifizieren. „KI hat<br />

bei der Inspektion von Batterien einen echten Wandel<br />

herbeigeführt“, sagt Eddy. „Rost ist aufgrund der<br />

glänzenden, reflektierenden Oberfläche der Batteriezellen<br />

besonders schwer zu erkennen.“ Das System<br />

von Tensor ID trainiert das KI-Modell mit dem<br />

Trainingstool Astrocyte von Teledyne Dalsa, um den<br />

Unterschied zwischen Rost und anderen Anomalien –<br />

wie zum Beispiel einem Fingerabdruck oder einem<br />

Staubfleck – zu erkennen. Das System ist dann in der<br />

Lage, Batteriezellen mit rostigen Stellen zu identifizieren<br />

und diese auszusortieren, da diese Erosion des<br />

Materials die Leistungsfähigkeit der Batterie beeinträchtigt.<br />

Automatisierung bringt<br />

Effizienzschub<br />

Einige der Hauptvorteile der Inspektion mit industriellen<br />

Bildverarbeitungssystemen sind ihre Genauigkeit<br />

und Präzision sowie die Fähigkeit, die höchsten<br />

Qualitätsstandards zu erfüllen. Herkömmliche Prüfverfahren<br />

können mikroskopisch kleine Fehler übersehen,<br />

welche die Batterieleistung erheblich be -<br />

einträchtigen können. Bildverarbeitungssysteme in<br />

Verbindung mit künstlicher Intelligenz hingegen sind<br />

in der Lage, selbst kleinste Mängel zu erkennen – wie<br />

zum Beispiel eine 130 Mikrometer kleine Delle, die<br />

etwa so breit ist wie ein menschliches Haar. Dies<br />

gewährleistet ein Höchstmaß an Genauigkeit und<br />

Präzision im Prüfprozess.<br />

Die industrielle Bildverarbeitung verbessert nicht<br />

nur die Genauigkeit, sondern auch die Effizienz und<br />

Geschwindigkeit des Prüfprozesses. Automatisierte<br />

Systeme können große Mengen von Batterien schnell<br />

analysieren und so Produktionszeit und -kosten senken.<br />

Diese Effizienz kommt nicht nur den Herstellern<br />

zugute, sondern trägt auch zur allgemeinen Skalierbarkeit<br />

der Produktion von Elektrofahrzeugen bei.<br />

Die Gewährleistung der Sicherheit und Zuverlässigkeit<br />

von Elektrofahrzeugen ist von größter Bedeutung.<br />

Die industrielle Bildverarbeitung spielt dabei<br />

eine entscheidende Rolle, indem sie potenzielle<br />

Defekte identifiziert, welche die Integrität des Akkupakets<br />

beeinträchtigen und dessen Fähigkeit zur<br />

vollständigen Aufladung einschränken könnten.<br />

Durch die Eliminierung minderwertiger Batterien,<br />

bevor sie zum Einsatz kommen, trägt die industrielle<br />

Bildverarbeitung zur allgemeinen Sicherheit von<br />

Elektrofahrzeugen bei und erhöht die Zuverlässigkeit<br />

ihrer Energiequellen.<br />

Incircuit-Funktionstestsysteme und<br />

Adaptionen für Flachbaugruppen, Hybride,<br />

Module und Geräte<br />

▷ seit 1979 Testsysteme im Einsatz , u.a.<br />

bei Automotive, Avionik, Medizintechnik,<br />

Maschinensteuerungen, Sensorik u.v.m.<br />

▷ Stand-alone und Inline Testsysteme<br />

▷ schnelle, praxisnahe und anwenderfreundliche<br />

Testprogrammerstellung<br />

▷ grafi sche Fehlerortdarstellung, auch im<br />

Boundary Scan-Test<br />

▷ breites Spektrum an Stimulierungsund<br />

Messmodulen aus eigener<br />

Entwicklung und Produktion<br />

▷ Feldbussysteme (CAN-Bus,<br />

Profibus, I 2 C, USB, …), Flash-<br />

Programmierung, Einbindung<br />

externer Programme<br />

▷ Auswertung von Analog-/Digitalanzeigen,<br />

Dotmatrix, LCD/LED, OLED,…<br />

▷ CAD-Schnittstelle, ODBC-Schnittstelle,<br />

Statistik, Qualitätsmanagement<br />

▷ manuelle und pneumatische Prüfadapter<br />

▷ Prüfadaptererstellung in einem halben Tag mit<br />

Adapterkonstruktions- und Erstellungspaket<br />

▷ höchste Zuverlässigkeit und geringe Folgekosten<br />

REINHARDT<br />

System- und Messelectronic GmbH<br />

Bergstr. 33 D-86911 Diessen Tel. 08196 934100 Fax 08196 7005<br />

E-Mail: info@reinhardt-testsystem.de http://www.reinhardt-testsystem.de<br />

<strong>Quality</strong> <strong>Engineering</strong> » 03 | 2024 41


» TECHNIK<br />

Portabler Messarm im Einsatz bei PFS<br />

Messungen in Minuten<br />

statt Monaten<br />

Wenn Primary Flow Signal (PFS), ein US-Hersteller von Lösungen zur<br />

Durchflussmessung, Aufträge für große Produkte erhielt, mussten diese früher<br />

extern bei Partnern vermessen werden. Das dauerte. Ein portabler Messarm<br />

Absolute Arm und die Software Inspire, beides von Hexagon, machen nun<br />

genaue Messungen inhouse möglich – und das in Minuten.<br />

Bild: Hexagon<br />

Durch die Möglichkeit, große Bauteile<br />

präzise inhouse zu messen, hat PFS sein<br />

Dienstleistungsangebot erweitert.<br />

Doug Honig<br />

Product Marketing<br />

Manager<br />

Hexagon<br />

www.hexagon.com<br />

Bild: Hexagon<br />

Die Messmöglichkeiten von PFS waren<br />

in der Vergangenheit begrenzt,<br />

da das Unternehmen mit Hauptsitz in<br />

Cranston im US-Bundesstaat Rhode Island<br />

nicht in der Lage war, detaillierte<br />

Messungen im großen Maßstab durchzuführen.<br />

„Wir verfügten über Tisch-Koordinatenmessgeräte,<br />

mit denen wir Standardgrößen<br />

messen können – von 0,4 cm<br />

bis zu vielleicht 50 cm – eben alles, was<br />

auf ein Standard-Koordinatenmessgerät<br />

passt“, erklärt Fred Hannon, leitender<br />

Qualitätsprüfer bei PFS. „Aber als wir die<br />

Gelegenheit hatten, einige Militäraufträge<br />

mit größeren Artikeln zu übernehmen<br />

– Artikeln mit einem Durchmesser von bis<br />

zu 61 cm und einer Länge von mehr als<br />

762 cm –, verfügten wir nicht über die internen<br />

Mittel, um enge Toleranzen über<br />

Entfernungen genau und konsistent zu<br />

messen.“<br />

PFS begann mit der Recherche nach<br />

Messmöglichkeiten – und stieß auf eine<br />

Hürde. „Viele der Systeme, die wir uns angesehen<br />

haben, boten die von uns benötigte<br />

Genauigkeit, waren jedoch extrem<br />

und unerschwinglich teuer. Ohne garantierte<br />

langfristige, groß angelegte Messarbeiten<br />

am Horizont könnten wir uns<br />

nicht auf diese Investition festlegen“, so<br />

Hanon. „So suchten wir weiter nach einer<br />

Lösung, die sowohl genau ist, als auch innerhalb<br />

des für unsere aktuellen Anforderungen<br />

vorgesehenen Budgets lag.“<br />

Diese Lösung kam schließlich von Hexagon.<br />

„Die Demo von Hexagon ging über<br />

alle anderen hinaus, weil wir die Vielseitigkeit<br />

des Messarms Absolute Arm und<br />

der Software Inspire verstanden haben“,<br />

erinnert sich Hannon. „Auch die versiegelte<br />

Schutzart IP54 des Absolute Arm ist<br />

ein großes Plus – wir arbeiten in einer<br />

schmutzigen Umgebung, daher war es<br />

von entscheidender Bedeutung, über eine<br />

Ausrüstung zu verfügen, die dem realen<br />

Einsatz standhält.“<br />

Auch die Portabilität der Hexagon-Geräte<br />

ist für das US-Unternehmen sinnvoll.<br />

Hannon: „Die Möglichkeit, den Messarm<br />

an Tischen oder Maschinen zu montieren<br />

und in Echtzeit ohne Unterbrechungen<br />

für den Mitarbeiter in der Fertigung zu<br />

prüfen, hat dazu beigetragen, die Effizienz<br />

zu steigern und den Arbeitsablauf<br />

zu rationalisieren.“<br />

42 <strong>Quality</strong> <strong>Engineering</strong> » 03 | 2024


PFS schätzte auch die Reaktionsfähigkeit<br />

von Hexagon. „Unser Eigentümer legt<br />

großen Wert auf die Unterstützung der<br />

inländischen Produktion in den USA, insbesondere<br />

hier in Rhode Island. Hexagon<br />

liegt direkt an unserer Straße, was bedeutet,<br />

dass wir einen sehr guten Service erhalten.<br />

Wenn ein Problem auftritt, ist der<br />

Service von Hexagon blitzschnell bei uns“,<br />

freut sich Hannon.<br />

Schneller Einstieg dank<br />

eines Mietgeräts<br />

Hexagon hat zum Erfolg von PFS beigetragen,<br />

indem es Hannon und seinem<br />

Team dabei half, schnell einsatzbereit zu<br />

sein. „Wir brauchten den tragbaren Messarm<br />

schnell und Hexagon hat uns sofort<br />

ein Mietgerät zur Verfügung gestellt, das<br />

wir bis zum Erhalt des bestellten Geräts<br />

nutzen konnten. Auch das Training war<br />

großartig“, so Hannon. „Inspire ist außerdem<br />

super benutzerfreundlich. Nach einer<br />

kurzen Schulung, um mich mit den Funktionen<br />

von Inspire vertraut zu machen<br />

und Verknüpfungen zu erlernen, um die<br />

Software optimal nutzen zu können,<br />

konnte ich den Messarm noch in derselben<br />

Woche verwenden.“<br />

Er fährt fort: „Inspire ermöglicht es mir,<br />

zu einem Projekt ‚zurückzukehren‘. Zum<br />

Beispiel kann es sein, dass ich ein großes<br />

Projekt habe, dessen Messung einen ganzen<br />

Tag dauert. Mit Inspire kann ich die<br />

Daten speichern und habe die Möglichkeit,<br />

zu diesen Informationen zurückzukehren<br />

und die Daten neu zu bewerten<br />

oder einem Kunden zu zeigen, wie etwas<br />

erstellt wurde. Das ist sehr nützlich.“<br />

Mit Absolute Arm und Inspire kann PFS<br />

schnell und genau alles messen. „Der Arm<br />

ist so mobil – es ist kein zeitaufwändiger<br />

oder umständlicher Vorgang, ihn von<br />

Punkt A nach Punkt B zu bewegen. Und<br />

die Ausfallzeit der Maschine ist minimal.<br />

Wenn ich etwas zu messen habe, brauche<br />

ich maximal 15 Minuten, um die Maschine<br />

auf- und wieder abzubauen“, betont<br />

Hannon.<br />

Dank Absolute Arm und Inspire ist PFS<br />

heute in der Lage, an allen gängigen Geräten<br />

zu arbeiten, die man in einer Full-<br />

Service-Fertigungsanlage erwartet, sowie<br />

an großen Geräten, die von der Möglichkeit<br />

der direkten Inspektion im aufgebauten<br />

und reparierten Zustand stark profitieren.<br />

Beispielsweise kann PFS jetzt eine<br />

vertikale Brückenmühle mit einer Hülle<br />

von 305 cm x 61 cm x 100 cm ohne Un-<br />

terbrechung vermessen. Darüber hinaus<br />

hat PFS einen 100 m großen Motor, ein<br />

Vertikalbohrwerk von 29 m sowie andere<br />

Geräte und Teile mit der Lösung von<br />

Hexagon vermessen und dabei die Vorteile<br />

prozessbegleitender digitaler Inspektionen<br />

erkannt, die zuvor nicht möglich<br />

waren.<br />

„Früher mussten wir die Inspektion großer<br />

Artikel auslagern, was bedeutete, dass<br />

wir mit dem Zeitplan eines anderen Anbieters<br />

arbeiten mussten – und das bedeutete,<br />

dass wir möglicherweise Wochen<br />

oder sogar Monate warten mussten, bis<br />

ein Teil gemessen wurde. Mit Absolute<br />

Arm und Inspire von Hexagon können wir<br />

Messungen innerhalb von Minuten im eigenen<br />

Haus durchführen“, sagt Hannon.<br />

Die Fähigkeit von PFS, präzise, groß angelegte<br />

Messungen inhouse durchzuführen,<br />

hat es dem Unternehmen ermöglicht,<br />

sein Geschäftsangebot zu erweitern.<br />

Über PFS<br />

Primary Flow Signal (PFS) ist ein Full-Service-<strong>Engineering</strong>-Experte<br />

sowie Hersteller von Durchflussmessprodukten und verfügt über<br />

eine breite Palette an Fertigungskapazitäten. Das Unternehmen<br />

beschäftigt gut 150 Mitarbeiter, einschließlich eines hauseigenen<br />

Konstruktions- und Fertigungsteams, am 70.000 m 2 großen Produktionsstandort<br />

in Cranston, Rhode Island. Weitere Standorte befinden<br />

sich in Texas, South Carolina und Kanada.<br />

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<strong>Quality</strong> <strong>Engineering</strong> » 03 | 2024 43


» TECHNIK<br />

„Kunden haben uns Produkte gebracht,<br />

die sie anderswo hergestellt haben, weil<br />

sie etwas so Großes nicht messen können.<br />

„Unsere Fähigkeit, große Objekte zu vermessen,<br />

hat uns eine neue Einnahmequelle<br />

eröffnet und kommt dem Kunden<br />

zugute, weil wir dies schnell und genau<br />

erledigen können und er das Teil nicht<br />

auslagern muss – wir können zu ihm<br />

kommen.“<br />

Die Aufrüstbarkeit der Hexagon-Produkte<br />

ermöglicht es PFS, seine Messfunktionen<br />

zu erweitern, wenn sich die Anforderungen<br />

und Angebote des Unternehmens<br />

weiterentwickeln. Inspire von Hexagon<br />

ist eine moderne tragbare Messsoftware,<br />

die sowohl voll funktionsfähig als<br />

auch benutzerfreundlich für Mess- und<br />

Scananwendungen ist. Sie bietet alles<br />

Notwendige in einem Paket, einschließ-<br />

»Mit Hexagons Absolute Arm und Inspire<br />

können wir Messungen innerhalb von<br />

Minuten im eigenen Haus durchführen.«<br />

Fred Hannon, PFS<br />

lich Schnittstellen zu allen unterstützten<br />

Geräten und nativen CAD-Importen. Es<br />

sind keine weiteren Optionen oder Addons<br />

erforderlich.<br />

„Inspire hat uns geholfen, uns in anderen<br />

Bereichen unseres Geschäfts zu verbessern.<br />

Während wir die Software<br />

hauptsächlich für spezifische Projekte<br />

größerer Art gekauft haben, hat sie in<br />

anderen Bereichen einen enormen Aufschwung<br />

gebracht. „Die Möglichkeit,<br />

Arm und Inspire-Software außerhalb des<br />

Standorts einzusetzen, hat es uns ermöglicht,<br />

Artikel vor Ort zu überprüfen, Ausfallzeiten<br />

beim Versand zu reduzieren und<br />

es uns zu ermöglichen, kritische Messungen<br />

vor den Augen des Kunden zu überprüfen“,<br />

sagt Hannon.<br />

Messgenauigkeit und<br />

Geschwindigkeit<br />

Mit den Lösungen von Hexagon muss sich<br />

PFS nicht zwischen Messgenauigkeit und<br />

Geschwindigkeit entscheiden. Das Unternehmen<br />

kann nun beides erreichen. Hannon:<br />

„Wir haben absolut keine Probleme<br />

mit Abweichungen oder Diskrepanzen<br />

zwischen den von uns gelieferten Maßen<br />

und den Maßen der Kunden. Und die<br />

Fähigkeit von Inspire, Messdaten zu speichern,<br />

bedeutet, dass ich ein Stück einmal<br />

messen und dann einen Monat später zurückgehen<br />

und eine andere Entfernung<br />

oder ein bestimmtes Merkmal auf andere<br />

Weise erneut überprüfen kann. Ich kann<br />

nachträglich mit den Daten interagieren,<br />

was wirklich hilfreich ist.“<br />

Bild: Hexagon<br />

Als erster mobiler<br />

Messarm mit IP54-<br />

Schutz ist der Absolute<br />

Arm während des Betriebs<br />

gegen das Eindringen<br />

von Partikeln<br />

und Flüssigkeiten geschützt.<br />

Dies und die<br />

garantierte Funktionalität<br />

bei Temperaturen<br />

von bis zu 45 °C ermöglichen<br />

den Einsatz<br />

für Messungen auch<br />

unter schwierigen Umgebungsbedingungen.<br />

Webhinweis<br />

Wie der Absoute Arm auf<br />

dem Shopfloor arbeitet,<br />

zeigt Hexagon in diesem<br />

Video:<br />

https://hier.pro/<br />

UvUxK<br />

44 <strong>Quality</strong> <strong>Engineering</strong> » 03 | 2024


Radartechnologie für die Qualitätssicherung beim Blasformen<br />

Wanddickenmessungen<br />

auf dem Radar<br />

Radartechnologie hilft Blasformherstellern, hohe Qualitätsstandards einzuhalten<br />

und den Material- und Energieverbrauch zu minimieren. Die Technologie misst<br />

die Geometrie wie Wanddicke, Abstand und Durchmesser geeigneter paralleler<br />

Wände. In Kombination mit den Positionsdaten des Sensors lassen sich<br />

Bauteileigenschaften wie Kontur und Ovalität ableiten.<br />

Das Warp Portable ist<br />

ein mobiles, intuitiv<br />

bedienbares Handmessgerät<br />

für die<br />

punktuelle Wand -<br />

dickenmessung.<br />

Bild: Inoex<br />

Radar sendet elektromagnetische<br />

Wellen aus, die bei der Interaktion<br />

mit den Kunststoffwänden eines blasgeformten<br />

Produkts teilweise reflektierte<br />

Signale zurückwerfen. Diese zurückkehrenden<br />

Signale liefern wertvolle Daten,<br />

die zur genauen Bestimmung der Dicke<br />

von Kunststoffhohlkörpern genutzt werden<br />

können. Da die Radartechnologie mit<br />

einer nicht ionisierenden Frequenz von<br />

154 GHz arbeitet, ist die Anwendung<br />

sicher. Es gibt keine spezifischen Sicherheitsanforderungen<br />

für Radar. Mit dieser<br />

Technologie arbeiten der Warp Gauge und<br />

das Warp Portable von Inoex.<br />

Unabhängig oder in Kombination mit<br />

einer einfachen Kinematik, kann Warp<br />

Gauge zur vollautomatischen Vermessung<br />

von blasgeformten Teilen nach der Entformung<br />

eingesetzt werden. Radarsensoren<br />

werden senkrecht zur Bauteiloberfläche<br />

geführt und je nach Messfrequenz<br />

des Sensors und Geschwindigkeit in der<br />

Bewegung durch die Kinematik wird ein<br />

Netz aus Messpunkten erstellt. Der Sensor<br />

misst den Abstand, die Wandstärke<br />

und manchmal auch den Durchmesser<br />

des Bauteils. Auch die Kontur des Bauteils<br />

kann erfasst werden, und es lassen sich<br />

Rückschlüsse auf Ovalität und Verzug<br />

ziehen.<br />

Mit einer Genauigkeit von 30 µm und<br />

einem Messbereich zwischen 2 mm und<br />

einem Maximum, das vom verwendeten<br />

Rohmaterial abhängt, sorgt die Echtzeitüberwachung<br />

des Warp Gauge mit bis zu<br />

8 Hz für kontinuierliche Einblicke. Gleichzeitig<br />

ermöglicht die Flexibilität des Sen-<br />

sors Messungen an fertigen Endprodukten,<br />

egal ob heiß oder kalt. Das Einhalten<br />

der 90-Grad-Ausrichtung zur Kunststoffoberfläche<br />

garantiert stabile Messungen.<br />

Bild: Inoex<br />

Peter Koll<br />

Business Development<br />

Inoex<br />

www.inoex.de<br />

<strong>Quality</strong> <strong>Engineering</strong> » 03 | 2024 45


» TECHNIK<br />

Ein Abstand von 300 mm zwischen Sensor<br />

und Produkt bietet die beste Prozessstabilität,<br />

kann aber bei Bedarf angepasst<br />

werden.<br />

Zusätzlich zur Messung von bereits<br />

entformten Teilen kann die Radartechnologie<br />

direkt in die Blasformanlage integriert<br />

werden und Messdaten während<br />

der Extrusion von kontinuierlich produzierten<br />

zylindrischen Vorformlingen liefern.<br />

Über längere Zyklen können mehr<br />

Daten gesammelt werden. Aufgrund der<br />

geringen Größe der 170 mm x 125 mm x<br />

85 mm großen Sensorik kann sie je nach<br />

Prozessführung und Bauteilgeometrie flexibel<br />

in die Anlage integriert werden.<br />

Die Entscheidung, ob die Radartechnologie<br />

für den Blasformprozess geeignet<br />

ist, hängt von der Anzahl der Datenpunkte<br />

ab, die benötigt werden, um Rückschlüsse<br />

auf den Prozess zu ermöglichen<br />

und Prozessregelung aktiv zu betreiben.<br />

Der Warp-Gauge-Sensor ist mit einer<br />

eigenen Benutzeroberfläche ausgestattet.<br />

Es ist keine zusätzliche Hardware erforderlich.<br />

Die Benutzer können über einen<br />

Standard-Webbrowser auf die Daten<br />

zugreifen. Diese webbasierte Lösung<br />

gewährleistet nicht nur eine benutzerfreundliche<br />

Bedienung, sondern ermöglicht<br />

auch eine flexible Fernüberwachung<br />

und -steuerung. Die Benutzer können<br />

durch verschiedene Menüabschnitte navigieren,<br />

darunter das Menü Aktuelle<br />

Bild: Inoex<br />

Warp Gauge wird senkrecht zur Bauteiloberfläche<br />

geführt. Je nach Messfrequenz des Sensors und<br />

Geschwindigkeit in der Bewegung durch die<br />

Kinematik wird ein Netz aus Messpunkten erstellt.<br />

Werte, das Echtzeitdaten zur Überwachung<br />

der aktuellen Gegebenheiten anzeigt.<br />

Das Menü Trend bietet historische<br />

Daten, die es dem Benutzer ermöglichen,<br />

Daten im Zeitverlauf zu analysieren. Der<br />

Abschnitt Messsignal zeigt die für die<br />

Sensorausrichtung erforderliche Signalstärke<br />

an und unterstützt den Benutzer<br />

bei der Optimierung der Sensorplatzierung.<br />

Im Bereich Rezepte werden produktspezifische<br />

Einstellungen in einem<br />

Rezeptformat gespeichert, wodurch die<br />

Konfiguration für verschiedene Anwendungen<br />

vereinfacht wird. Die Alarmliste<br />

ermöglicht es dem Benutzer, Alarme zu<br />

überprüfen, wenn Toleranzen überschritten<br />

werden, was rechtzeitige Korrekturmaßnahmen<br />

erleichtert. Darüber hinaus<br />

können die aufgezeichneten Daten in<br />

Mit einem kontinuierlichen Wanddickenscan unterhalb des L-Rings eines L-Ring-Fasses in einem<br />

360-Grad-Umkreis kann ein beobachteter stabiler Prozess und eine gleichbleibende Materialdicke<br />

darauf hinweisen, dass die Qualität des L-Rings den Erwartungen entspricht.<br />

Bild: Inoex<br />

Excel- oder CSV-Tabellen heruntergeladen<br />

werden, was die Zugänglichkeit und<br />

die Analysemöglichkeiten verbessert.<br />

Weitere Anpassungsmöglichkeiten<br />

werden durch die Verwendung von OPC<br />

UA für den Zugriff auf die Daten eröffnet.<br />

Durch die Synchronisierung von Messund<br />

Positionsdaten mit denen eines sekundären<br />

Systems, wie etwa eines Roboters,<br />

wird ein nahtloser Datenabgleich<br />

möglich. Durch die Zusammenführung all<br />

dieser Daten können umfassende Informationen<br />

über Ovalität oder Verzug<br />

gewonnen werden.<br />

Lösung für punktuelle<br />

Wanddickenmessungen<br />

Das Warp Portable ist ein mobiles, intuitiv<br />

bedienbares Handmessgerät für die punktuelle<br />

Wanddickenmessung. Seine integrierte<br />

Zentrierhilfe sorgt für einen idealen<br />

Messabstand. Das Gerät misst auf<br />

Knopfdruck. Die letzten 500 Messwerte<br />

werden inklusive Messwinkel und Zeitstempel<br />

protokolliert und können über<br />

USB als CSV-Datei zur weiteren Verwendung<br />

exportiert werden. Das tragbare<br />

Messgerät wird hauptsächlich zum Anfahren<br />

der Blasformmaschine, zur Messung<br />

entlang einer Linie oder am Umfang,<br />

zur Heiß-Kontrolle sowie für umfassende<br />

Wanddickenauswertungen im Labor eingesetzt.<br />

Ein Anwendungsfall sind Kunststoff -<br />

fässer. Eine zentrale Rolle bei der Fassqualität<br />

spielen die mechanischen Eigenschaften,<br />

wie zum Beispiel Stapeldruckfestigkeit<br />

oder Berstdruck, Chemikalienbeständigkeit<br />

und Formgenauigkeit. Aus<br />

wirtschaftlichen Gründen sollen diese Eigenschaften<br />

bei minimalem Materialeinsatz<br />

sicher erreicht werden. Warp Gauge<br />

ermöglicht genau dies. Mittels einfacher<br />

Kinematik werden die Fässer vermessen<br />

und der Anwender erhält Wanddickeninformationen<br />

über die Fasshöhe und den<br />

Umfang. Zusätzlich werden auch Abstandsdaten<br />

aufgezeichnet, um die Formgenauigkeit<br />

zu bewerten.<br />

Im Fall eines aus dem freien Handel bezogenen<br />

220-l-Fasses konnte insbesondere<br />

im Randbereich ein hohes Übergewicht<br />

festgestellt werden. Reicht die minimal<br />

gemessene Wanddicke im mittleren<br />

46 <strong>Quality</strong> <strong>Engineering</strong> » 03 | 2024


Mithilfe von Radarmessungen kann der Benutzer feststellen, ob die beobachtete Dickenverteilung die<br />

vorgegebenen Toleranzen einhält oder überschreitet.<br />

Bereich des Fasses für die Anwendung<br />

aus, so wären in diesem Beispiel über<br />

10 % Materialeinsparung möglich. Weitere<br />

Stichproben aus dem Produktsegment<br />

lassen durchschnittlich bis zu 5 %<br />

Materialeinsparung mittels Wanddickenoptimierung<br />

erwarten.<br />

Eines der kritischsten Teile bei der Herstellung<br />

einer L-Ring-Trommel ist der<br />

L-Ring selbst. Mit einem kontinuierlichen<br />

Wanddickenscan unterhalb des L-Rings<br />

in einem 360-Grad-Umkreis, kann ein<br />

be obachteter stabiler Prozess und eine<br />

gleichbleibende Materialdicke darauf hinweisen,<br />

dass die Qualität des L-Rings den<br />

Erwartungen entspricht. Aufgrund der<br />

Temperaturunabhängigkeit können andere<br />

Qualitätstools, die eine partielle Wanddickenkontrolle<br />

entlang des Umfangs<br />

durchführen – zum Beispiel PWDS von<br />

Feuerherm bei 0°, 90°, 180° und 280° – in<br />

iterativen Schritten angepasst werden,<br />

ohne dass eine Abkühlung der gemessenen<br />

Teile abgewartet werden muss. Stichproben<br />

durch manuelle Radarmessungen<br />

liefern Daten zur Anpassung der Maschineneinstellungen<br />

direkt nach dem An -<br />

fahren.<br />

Ein weiteres Anwendungsbeispiel ist<br />

ein Wasserstoffdruckbehälter aus Faserverbunden<br />

(Type IV). Dem Liner kommen<br />

dabei zentrale Aufgaben zu: Er bildet den<br />

eigentlichen Druckbehälter, stellt die notwendige<br />

Wasserstoffbarriere und ist somit<br />

für die Dichtigkeit des unter hohem<br />

Druck (bis zu 700 bar Betriebsdruck) stehenden<br />

Behälters verantwortlich. Radarmesstechnik<br />

leistet zur Sicherstellung<br />

Ihrer Linerqualität einen entscheidenden<br />

Beitrag.<br />

Im zylindrischen Bereich erfasst Warp<br />

Gauge in Kombination mit einer Kinematik<br />

automatisiert Wandstärke, Durchmesser<br />

und Exzentrizität. Auch im Dombereich<br />

lassen sich die Kontur sowie die<br />

Wandstärke und Abweichungen von der<br />

Sollgeometrie feststellen.<br />

Robotik als<br />

kinematisches Element<br />

Bild: Inoex<br />

Robotik kann als Handhabungswerkzeug<br />

für die Radarmesstechnik eingesetzt werden.<br />

Laborversuche von Inoex mit einem<br />

kollaborierenden Roboter (Cobot) zur Vermessung<br />

eines Wasserstoffdruckbehälters<br />

verdeutlichen die Eignung in Bezug auf<br />

die geforderte Genauigkeit: Bei der Messung<br />

des blasgeformten Liners eines<br />

Druckbehälters ermöglichte die Positionierung<br />

des Roboters bei der Fokussierung<br />

auf einen einzigen Punkt Messungen<br />

mit einer Genauigkeit von 0,00046 mm;<br />

die Genauigkeit bei der Probenpositionierung<br />

von 0,0045 mm spiegelt die Fähigkeit<br />

wider, den Liner konsistent und präzise<br />

platzieren zu können. Bei dynamischen<br />

Messungen, bei denen der Roboter Linienscans<br />

durchführt, hält das System eine<br />

Wiederholgenauigkeit von 0,0084 mm<br />

ein, was für die Erfassung detaillierter<br />

Messdaten während Bewegungen entscheidend<br />

ist.<br />

Berücksichtigt man die Positionierungsgrenzwerte<br />

für die Messung selbst,<br />

so gewährleistet eine Winkelabweichung<br />

innerhalb von 5° immer noch kontinuierliche<br />

Ergebnisse. Die absolute Position des<br />

Arbeitsbereichs ist flexibler und kann in<br />

einem Bereich von bis zu 10 mm variiert<br />

werden. Verglichen mit Cobots, arbeiten<br />

Industrieroboter, die in Inline-Anwendungen<br />

eingesetzt werden, noch genauer.<br />

Im Vergleich zu anderen Technologien<br />

bietet die Radartechnologie dem Anwender<br />

somit eine Reihe von Vorteilen: Die<br />

hohe Präzision und die ausgesprochene<br />

Robustheit der Technik tragen entscheidend<br />

dazu bei, dass Bauteile automatisch<br />

und ohne großen Personalaufwand vermessen<br />

werden können. Die Radartechnik<br />

erhöht zudem die Datenmenge, die über<br />

eine bestimmte Zeit manuell oder automatisch<br />

gemessen werden kann.<br />

Sie ermöglicht außerdem den Plugand-play-Betrieb:<br />

Der Inline-fähige Warp<br />

Gauge eignet sich als browserbasiertes<br />

System mit integrierter Benutzeroberfläche<br />

zur Visualisierung der Messergebnisse.<br />

Alternativ können die Messdaten auch<br />

über eine OPC-UA-Schnittstelle ausgelesen,<br />

verarbeitet und mit anderen Daten<br />

kombiniert werden. Das vereinfacht die<br />

Integration und macht das Messsystem<br />

ohne zusätzliche Hardware flexibel.<br />

Webhinweis<br />

In diesem Video zeigt<br />

Inoex, wie Warp Gauge in<br />

Zusammenspiel mit einem<br />

Industrieroboter von Kuka<br />

eingesetzt werden kann:<br />

https://hier.<br />

pro/6ZFAN<br />

<strong>Quality</strong> <strong>Engineering</strong> » 03 | 2024 47


Bild: Baumer<br />

Smarte Profilsensoren können zum Beispiel eine effiziente Überprüfung der Maßhaltigkeit von Nut und/oder Feder bei Bodenplatten vornehmen.<br />

Smarte 2D-Profilsensoren erleichtern die Inspektion<br />

Wirtschaftliche Qualitätskontrolle<br />

Für Inline-Qualitätskontrollen greifen Automatisierer gerne auf<br />

Kamerasysteme zurück. Eine sehr effiziente Alternative können<br />

smarte 2D-Profilsensoren sein. Bei bestimmten Inspektionsaufgaben<br />

stellen diese eine zeit- und kostensparende Lösung dar.<br />

Um die Einsatzmöglichkeiten eines smarten Profilsensors<br />

gut einschätzen zu können, ist es<br />

wichtig, seine Funktionsweise zu kennen. Ein Profilsensor<br />

erfasst die Höhenkontur eines Objektes. Dazu<br />

wird von einer Laserdiode eine Linie auf das Objekt<br />

projiziert und das Signal vom Sensor als ein kalibriertes<br />

Höhenprofil erfasst. Im Gegensatz zu einem herkömmlichen<br />

2D-Vision-Sensor werden also Objekte<br />

oder Merkmale nicht via Kontrastunterschiede im<br />

Bild erkannt, sondern über Höhenunterschiede.<br />

Ein einfaches Beispiel ist eine Nut in einem Bauteil,<br />

wobei diese von oben betrachtet nur schwer zu<br />

erkennen ist. Über ein kontrastbasiertes Verfahren<br />

wird es wahrscheinlich schwierig beziehungsweise<br />

aufwendig, die Präsenz, die Breite oder gar die Tiefe<br />

der Nut zu erkennen. Der höhenbasierte Ansatz er -<br />

möglicht hier einfach und robust die gewünschte<br />

Prüfung.<br />

Ein smarter 2D-Profilsensor kann noch mehr, da er<br />

die im Höhenprofil enthaltenen Informationen dank<br />

der im Sensor integrierten Werkzeuge direkt verarbeitet.<br />

Über ein einfach zu bedienendes Webinter -<br />

face können diese Werkzeuge parametriert werden.<br />

So können die gewünschten Ergebnisse – beispielsweise<br />

eine Position, eine Höhendifferenz, eine Spaltbreite<br />

oder eine OK/NOK-Entscheidung – direkt an<br />

eine übergeordnete Steuerung übergeben werden.<br />

Prüfobjekt braucht Feature<br />

mit Höhenprofil<br />

Ob ein smarter 2D-Profilsensor die Qualitätskontrolle<br />

übernehmen kann, hängt von einem einzigen Kriterium<br />

ab: Der zu prüfende Gegenstand muss ein relevantes<br />

Feature haben, das sich über das Höhenprofil<br />

erfassen lässt. Wenn das gegeben ist oder zusätzlich<br />

auch die Abstandsinformation relevant ist, stellt ein<br />

48 <strong>Quality</strong> <strong>Engineering</strong> » 03 | 2024


TECHNIK «<br />

Die Sensoren der OX-Serie<br />

von Baumer verbinden ein<br />

kompaktes Gehäuse mit einfacher<br />

Bedienbarkeit – dank<br />

integriertem Webinterface.<br />

Bild: Baumer<br />

smarter Profilsensor, wie zum Beispiel die Baumer<br />

OX-Serie, eine sehr gute, eventuell bessere und wirtschaftlichere<br />

Alternative zu 2D-Vision-Sensoren dar.<br />

Beispiele sind Kanten, Lücken, Kabel- oder Rohrdurchmesser<br />

und -positionen – oder auch arbiträre<br />

Formen, anhand derer Qualitätsinspektion durchgeführt<br />

werden kann. Typische Applikationsbeispiele<br />

sind: Prüfung von Präsenz, Vollständigkeit, Form oder<br />

Maßhaltigkeit.<br />

Kurz gesagt: So wie Ingenieure heute einen Smart-<br />

Vision-Sensor nutzen, um Qualitätskriterien in einem<br />

Kamerabild zu erkennen, kann man die neue Sensorklasse<br />

OX-Serie nutzen, um Inspektionsaufgaben anhand<br />

von Formen, Kanten, Lücken, Kreisen, Abständen<br />

etc. durchzuführen. Die OX-Serie eignet sich<br />

hierzu besonders, wenn die notwendigen Informationen<br />

nicht oder nicht einfach aus einem Grauwertbild<br />

zu extrahieren sind.<br />

Die Sensoren erhöhen das<br />

Tempo im Prozess<br />

Der Einsatz eines smarten 2D-Profilsensors für Qualitätsprüfungen<br />

bietet vor allem zwei Vorteile:<br />

• Hohe Objektgeschwindigkeiten und Beschleunigung<br />

der Zykluszeiten: Zykluszeiten spielen für<br />

die Produktivität eine entscheidende Rolle. Hier<br />

können smarte Profilsensoren helfen, Prozesse<br />

erheblich zu beschleunigen, da sie mit einer Rate<br />

von bis zu 800 Hz OK/NOK-Teile deutlich schneller<br />

unterscheiden, als das Kamerasysteme können.<br />

• Invarianz gegenüber Kontrast: Situationen, in denen<br />

es schwierig ist, ein gutes Kontrastverhältnis<br />

zu erlangen, stellen für kamerabasierte Lösungen<br />

eine Herausforderung dar. Wenn hier eine Inspektion<br />

via Höheninformation möglich ist, arbeitet<br />

ein smarter Profilsensor deutlich prozessstabiler.<br />

Die smarten Profilsensoren von Baumer zeichnen<br />

sich durch einfache Bedienbarkeit über das integrierte<br />

Webinterface aus. Dort können bis zu sieben<br />

Messwerkzeuge, grafisch unterstützt, frei konfiguriert<br />

werden. Ein weiterer Vorteil ist die Live-Visualisierung<br />

der Messaufgaben im Webinterface. Einstellungen<br />

im Sensor können direkt überprüft, angepasst<br />

und optimiert werden. Das kompakte Gehäuse und<br />

Power-over-Ethernet ermöglichen eine einfache<br />

Integration. Kombiniert mit einer Präzision von bis zu<br />

5 Mikrometern, eröffnet die OX-Serie so neue Möglichkeiten<br />

für prozesssichere und präzise Lösungen.<br />

Beleuchtung und<br />

Nachbearbeitung entfallen<br />

Für Inspektionsaufgaben ergibt sich so eine Vielzahl<br />

von Vorteilen im Vergleich zu alternativen Lösungen:<br />

• Die smarten 2D-Profilsensoren sind einfach und<br />

schnell zu integrieren.<br />

• Die Funktionstoolbox ermöglicht die komplette<br />

Verarbeitung der Profildaten direkt im Sensor.<br />

• Beleuchtung – für kamerabasierte Ansätze ein kritischer<br />

Aspekt – entfällt bei der Integration eines<br />

Profilsensors. Die Laserlinie des OX sichert ohne<br />

externe Beleuchtung robuste Performance.<br />

• Eine Nachbearbeitung der Daten in der Steuerung<br />

ist nicht erforderlich.<br />

Die smarten 2D-Profilsensoren können überall eingesetzt<br />

werden, wo OK/NOK-Prüfungen über die Auswertung<br />

einer Form oder von Features über Höheninformationen<br />

möglich sind. Diese neue Sensorklasse<br />

eröffnet kosteneffiziente Lösungen für die Prüfung<br />

von Form und Maßhaltigkeit, für<br />

Anwesenheitschecks und Dimensionschecks.<br />

Zum Beispiel:<br />

• Maßhaltigkeit von Nut und/oder<br />

Feder bei Bodenplatten ,<br />

• sicherer Verschluss von Lebensmittelbehältern,<br />

• vereinfachte Anwesenheitskontrolle<br />

in der Laborautomation.<br />

Klaus Hartinger<br />

Senior<br />

Produktmanager<br />

Baumer<br />

www.baumer.com<br />

<strong>Quality</strong> <strong>Engineering</strong> » 03 | 2024 49


» TECHNIK<br />

Bild: Inndeo<br />

Die vollautomatisierte Inspek -<br />

tionslösung Thermoseal & Label<br />

Inspector prüft Verpackungen<br />

und liest Etiketten von Lebensmitteln<br />

in hoher Genauigkeit.<br />

Bildverarbeitung in Kombination mit Deep Learning<br />

Null Defekte bei<br />

Lebensmittelverpackungen<br />

In der Lebensmittelindustrie kommt es beim Verpacken auf viele Aspekte an:<br />

Sind die Heißsiegelbereiche unverletzt? Stimmt die Qualität der verpackten<br />

Produkte? Sitzt das Etikett richtig? All dies müssen Inspektionslösungen vollautomatisiert<br />

erkennen. Inndeo nutzt dafür Bildverarbeitung und Deep-Learning.<br />

Jan Gärtner<br />

Produktmanager<br />

Halcon<br />

MVTec<br />

www.mvtec.com<br />

Bild: MVTec<br />

I<br />

nndeo mit Hauptsitz im spanischen<br />

Saragossa bietet mit seiner Marke Inspectra<br />

Bildverarbeitungslösungen für die<br />

Automatisierung von Qualitätsprüfungen<br />

an. Das 2016 gegründete Unternehmen<br />

ist mit seinen Lösungen bislang hauptsächlich<br />

im Lebensmittelsektor tätig und<br />

möchte in Zukunft auch in der Logistik<br />

Fuß fassen. Dazu hat das Unternehmen<br />

die Inspektionslösung Thermoseal & Label<br />

Inspector entwickelt. Diese analysiert alle<br />

Arten von verpackten Produkten in der<br />

Lebensmittelindustrie: Im Fokus stehen<br />

die Etikettierung, die Unversehrtheit des<br />

Heißsiegelbereichs oder andere Qualitätsaspekte<br />

der Verpackung. Je nach Konfiguration<br />

ist sie auch in der Lage, Abweichungen<br />

von der Produktqualität innerhalb<br />

der Verpackung zu analysieren oder<br />

das Vorhandensein von Fremdkörpern zu<br />

erkennen. Das Gerät vereint verschiedenste<br />

anspruchsvolle Technologien wie<br />

Hochgeschwindigkeits- und Verarbeitungserfassung<br />

mit der HSP-Technologie,<br />

hyperspektrale Bildverarbeitung, Deep<br />

Learning und leistungsstarken RGB.<br />

50 <strong>Quality</strong> <strong>Engineering</strong> » 03 | 2024


Inspectra hat sich zum Ziel gesetzt, für<br />

die Verpackungsbranche eine durchgängig<br />

automatisierte Lösung zu entwickeln.<br />

Die Vorteile, die eine solche Lösung auf<br />

Basis von Machine Vision bietet, sind<br />

höhere Erkennungsraten von Defekten der<br />

Verpackungen, Kostenersparnis sowie die<br />

umfassende Digitalisierung der Produk -<br />

tionsprozesse, um diese überwachen und<br />

verbessern zu können. In der Praxis ist es<br />

meist nach wie vor so, dass in vielen Unternehmen<br />

Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter<br />

den Prüfprozess manuell durchführen.<br />

Dabei kommt es immer wieder vor,<br />

dass Defekte dem menschlichen Auge<br />

entgehen. Dadurch gelangen fehlerhafte<br />

Produkte in die Lieferkette und erreichen<br />

den Endkunden. Ziel einer automatisierten<br />

Lösung muss es also sein, alle erdenklichen<br />

Defekte an Verpackungen zuverlässig<br />

zu erkennen. Dazu gehören zum Beispiel<br />

Anomalien im versiegelten oder heiß<br />

versiegelten Bereich, in der Schale, im inneren<br />

Produkt, an der Folie oder an der<br />

Etikettierung.<br />

Durch eine 100-prozentige Automatisierung<br />

der Qualitätskontrolle sinken darüber<br />

hinaus zum einen die Kosten, zum<br />

anderen werden objektive Kriterien bei<br />

der Sortierung der zu prüfenden Objekte<br />

eingeführt. Außerdem können die Qualitäts-<br />

und Produktionsdaten durchgängig<br />

digitalisiert und die entsprechenden Indikatoren<br />

in Echtzeit angezeigt werden.<br />

Zwar bietet der Markt auch andere Geräte<br />

und Lösungen für Inspektionen durch<br />

maschinelles Sehen an. Diese erweisen<br />

sich für Inspectra aber häufig als nicht<br />

robust genug, haben zu geringe Erkennungsraten<br />

und lassen sich nur schwer an<br />

Änderungen in den Produktionslinien anpassen.<br />

Aufgrund einer mangelhaften<br />

Präzision und Zuverlässigkeit bei der Fehlererkennung<br />

nehmen viele Anwender von<br />

derartigen Lösungen Abstand und führen<br />

die Fehlerinspektion lieber manuell durch.<br />

„Um schnellere Inspektionsprozesse<br />

und robustere Erkennungsergebnisse als<br />

der Wettbewerb zu gewährleisten, hatten<br />

wir ein klares Ziel definiert. So sollten<br />

beispielsweise Qualitätsmängel bei Lebensmittelverpackungen<br />

mit einer hohen<br />

Produktionsrate von bis zu zwei Packungen<br />

pro Sekunde identifiziert werden.<br />

Dies sollte eine Inline-Ausmusterung ermöglichen,<br />

was Verarbeitungszeiten von<br />

nur wenigen Millisekunden pro Bild erfordert“,<br />

erklärt Emilio de la Red Bellvis,<br />

Chief Innovation Officer bei Inndeo. Für<br />

die Umsetzung dieser Ziele war es notwendig,<br />

die Anwendung mittels Machine<br />

Vision durchgängig zu automatisieren.<br />

Fehlererkennung erfolgt<br />

mittels Machine Vision<br />

Wie sieht nun das Setup des Thermoseal<br />

& Label Inspector konkret aus? An verschiedenen<br />

Stellen innerhalb der Inspektionsumgebung<br />

positionierte Kameras<br />

nehmen Bilder der zu prüfenden Objekte<br />

auf. Diese werden von der integrierten<br />

Machine-Vision-Software Halcon von<br />

MVtec verarbeitet. Für die verschiedenen<br />

Anwendungsfälle gibt es dabei unterschiedliche<br />

Vorgehensweisen.<br />

Beispielsweise ermittelt Halcon für die<br />

versiegelten Bereiche auf Grundlage verschiedener<br />

Parameter den relevanten<br />

Prüfbereich (Region of Interest/ROI) des<br />

Bildes. Dazu verwendet lnndeo hochauflösende<br />

RGB-Vision-Technologie, um einfache<br />

Fehler auf ver siegelten Flächen –<br />

wie zum Beispiel Schinkenstücke, deren<br />

Farbe in einer transparenten Schale leicht<br />

zu erkennen ist – zu finden. Darüber<br />

hinaus setzt das Unternehmen hyperspektrale<br />

Bildverarbeitungstechnologie<br />

für komplexere Fehler ein. So können beispielsweise<br />

geschmolzenes Schinkenfett,<br />

das den gleichen Farbton wie der Kunststoff<br />

der Schale hat, oder Fehler in undurchsichtigen<br />

oder bedruckten Schalen<br />

erkannt werden.<br />

Bild: Inndeo<br />

Die Machine-Vision-<br />

Technologie Optical<br />

Character Recognition<br />

(OCR) kann unter<br />

anderem das Mindesthaltbarkeitsdatum<br />

lesen.<br />

Deep Learning, eine Methode der<br />

künstlichen Intelligenz (KI), wird ebenfalls<br />

zur Erkennung bestimmter Fehler eingesetzt.<br />

Mithilfe von Deep Learning imitiert<br />

die Software das Verhalten des menschlichen<br />

Gehirns und ist in der Lage, die Bilder<br />

mit einer höheren Erkennungsgeschwindigkeit<br />

und -effizienz als das<br />

menschliche Auge zu interpretieren.<br />

Das System ist in der Lage, im Rahmen<br />

einer Trainingsphase zu lernen, ohne dass<br />

eine zusätzliche Programmierung durch<br />

den Benutzer erforderlich ist. Diese Technologie<br />

ermöglicht die Erkennung von<br />

Falten in Siegelfolien, von Fehlern in der<br />

Zusammensetzung des Produkts in der<br />

Schale und von Qualitätsmängeln, die von<br />

Standardalgorithmen der industriellen<br />

Bildverarbeitung nicht erkannt werden<br />

können.<br />

Ein anderes Anwendungsszenario ist<br />

die Inspektion der Etikettierung und die<br />

Prüfung, ob sich Falten unterhalb des Etiketts<br />

gebildet haben. Um das Etikett zu<br />

Webhinweis<br />

Wie die Lösung<br />

Thermoseal Inspector<br />

funktioniert, zeigt In -<br />

spectra in diesem Video:<br />

https://hier.pro/<br />

TixtH<br />

<strong>Quality</strong> <strong>Engineering</strong> » 03 | 2024 51


» TECHNIK<br />

erkennen, sucht ein entsprechend konfigurierbares<br />

Werkzeug nach einem bestimmten<br />

Muster. Sobald dieses lokalisiert<br />

ist, erfolgen die Prüfprozesse. Dabei<br />

nutzt die Applikation die in Halcon integrierten<br />

Technologien der optischen Zeichenerkennung<br />

wie OCR (Optical Character<br />

Recognition) oder Deep OCR, welche<br />

Texterkennungsfunktionen mit intelligenten<br />

Deep-Learning-Algorithmen kombiniert.<br />

So lassen sich verschiedene Arten<br />

der Etiketteninspektion komfortabel konfigurieren.<br />

Zur Erkennung von Anomalien<br />

der aufgebrachten Etikettierung – etwa<br />

von Falten, Knicken, Rissen oder Verunreinigungen<br />

wie Federn, Haaren oder Knochenspuren<br />

– kommen ebenfalls Deep-<br />

Learning-Technologien sowie ein Musterabgleich<br />

von Farbtönen zum Einsatz.<br />

Flexibilität in der<br />

Schnittstellen-Integration<br />

Für den Endkunden ist es wichtig, dass die<br />

Inspektionslösung Thermoseal Inspector<br />

auch technisch nahtlos in die vorhandene<br />

Prozessumgebung eingebunden werden<br />

kann. Dadurch kann der Nutzer beispielsweise<br />

die Steuerung der Inspektionsanlage<br />

in der für ihn bekannten Umgebung<br />

durchführen. „Die Integration einer<br />

Schnittstelle war eine der größten Herausforderungen<br />

bei der Umsetzung. Das<br />

liegt daran, dass sich die verschiedenen<br />

Parameter der Inspektion von einer anderen<br />

Systemsteuerung aus konfigurieren<br />

lassen und alle Bilder der verschiedenen<br />

Kameras in sehr kurzer Zeit analysiert<br />

werden müssen“, erklärt de la Red Bellvis.<br />

„Man darf dabei auch nicht außer Acht<br />

lassen, dass die Bildeinzugsgeräte mit<br />

Bild: Inndeo<br />

Das robuste Erkennen<br />

und Lesen der Etiketten<br />

erfolgt durch die<br />

Maschine-Vision-<br />

Software von MVTec<br />

enorm hoher Geschwindigkeit arbeiten.<br />

So muss die Bildverarbeitungssoftware in<br />

sehr kurzer Zeit entscheiden, ob eine Verpackung<br />

fehlerhaft ist und ausgesondert<br />

werden muss.“<br />

So war eine Menge Programmier- und<br />

Debugging-Arbeit nötig, um die gesamte<br />

Verarbeitungslast auf die verschiedenen<br />

Threads des Mikroprozessors zu verteilen.<br />

Darüber hinaus mussten Rechenoperationen<br />

mit hoher Last – vor allem solche, die<br />

Deep Learning nutzen – an den Grafikprozessor<br />

(GPU) des Rechners übertragen<br />

werden. Erleichtert wurde die Integration<br />

der Lösung durch die Möglichkeiten von<br />

Halcon: „Die Software bietet diverse<br />

Schnittstellen für viele Arten von Industriekameras<br />

und die Möglichkeit, Skripte<br />

mittels der H-Dev-Engine innerhalb einer<br />

realen Anwendung auszuführen und zu<br />

debuggen. Als weitere Stärken der<br />

MVTec-Produkte sehen wir die große<br />

Vielfalt an Bildverarbeitungsalgorithmen,<br />

die komfortable Programmierung sowie<br />

die nahtlose Integration in unsere Software“,<br />

bestätigt de la Red Bellvis.<br />

Hardwareseitig umfasst das Anwendungs-Setup<br />

verschiedene Komponenten,<br />

wie etwa mehrere Industrie-PCs der neuesten<br />

Generation. Diese empfangen die<br />

Bilder von den einzelnen Kameras und<br />

kommunizieren mit Speicherprogrammierbaren<br />

Steuerungen (SPS). Dabei sah<br />

sich de la Red Bellvis mit einer weiteren<br />

Herausforderung konfrontiert: „Angesichts<br />

des derzeitigen Mangels an elektronischen<br />

Bauteilen mussten wir eine flexible<br />

Programmierung entwickeln. Dadurch<br />

konnten wir verschiedene Kameratypen,<br />

Verarbeitungsarchitekturen und GPUs be-<br />

rücksichtigen, sodass die Hardware je<br />

nach Verfügbarkeit variieren kann.“<br />

Im Ergebnis hat Inspectra mit seiner Inspektionslösung<br />

Thermoseal Inspector<br />

und der integrierten Bildverarbeitungssoftware<br />

Halcon die Projektziele zu<br />

100 % erreicht. So werden Qualitätsmängel<br />

sowohl an der Verpackung als auch<br />

am Produkt selbst vermieden. Daher entfallen<br />

Kosten für die Vernichtung, den Ersatz<br />

und den Transport von fehlerhaften<br />

Produkten. Zudem können Produzenten<br />

aufgrund der zuverlässigen und gleichbleibenden<br />

Qualität ihr Markenversprechen<br />

gegenüber den Verbrauchern jederzeit<br />

gewährleisten. Der größte Vorteil besteht<br />

jedoch darin, dass sich die Qualitätskontrolle<br />

entlang des gesamten Produktionsprozesses<br />

durchgängig automatisieren<br />

lässt. Dies reduziert die für die<br />

Qualitätssicherung anfallenden Arbeitskosten,<br />

verringert die Fehlerquote und beseitigt<br />

die Subjektivität bei den Prüfkriterien.<br />

Und nicht zuletzt lassen sich mit der<br />

Technologie Fehler entdecken, die dem<br />

menschlichen Auge verborgen blieben.<br />

„Wir können mit unserer Arbeit sehr<br />

zufrieden sein, denn wir haben die Herausforderungen<br />

gemeistert. Wir stehen<br />

derzeit in Kontakt mit vielen Kunden aus<br />

der Lebensmittelbranche, die sich für unsere<br />

Produkte interessieren. Die Inspek -<br />

tionslösung war letztlich ein Resultat des<br />

Zusammenspiels von Halcon mit unserer<br />

Hardware und der optimierten Inspectra-<br />

Software-Architektur. So hat sich unsere<br />

jahrelange Forschungs- und Entwicklungsarbeit<br />

in vollem Umfang ausgezahlt“,<br />

resümiert de la Red Bellvis.<br />

Webhinweis<br />

Wie Deep OCR mit Halcon<br />

und Merlic funktioniert,<br />

erklärt MVTec in diesem<br />

Tutorial:<br />

https://hier.pro/<br />

wA9q0<br />

52 <strong>Quality</strong> <strong>Engineering</strong> » 03 | 2024


NEWS & PRODUKTE «<br />

Handscanner<br />

Kompakt und schnell<br />

Mit Freescan Combo vereint Shining 3D<br />

die Präzision und die Scanfähigkeiten der<br />

Freescan-Serie mit einem leichten und<br />

kompakten Design zu einer leistungs -<br />

fähigen 3D-Messtechnik lösung. Das System<br />

verwendet eine Kombination aus<br />

blauer Lasertechnologie und einem Infrarot-Scanmodus,<br />

die eine hohe Genauigkeit<br />

und Vielseitigkeit gewährleistet.<br />

Die 3D-Scannerlösung eignet sich für eine<br />

Vielzahl von Einsatzszenarien, einschließlich<br />

messtechnischer Prüfungen,<br />

Reverse <strong>Engineering</strong> und verschiedener<br />

anderer Anwendungen. Sie ist<br />

in zwei Versionen erhältlich:<br />

dem Freescan Combo und<br />

dem neu erschienenen Freescan<br />

Combo+. Diese unterscheiden<br />

sich in der Lasermenge<br />

und damit in der Geschwindigkeit:<br />

Freescan Combo liefert 26<br />

Laserlinien für eine Geschwindigkeit von<br />

bis zu 1.860.000 Punkten pro Sekunde;<br />

Freescan Combo+ bietet 50 Laserlinien<br />

für eine Geschwindigkeit von bis zu<br />

3.600.000 Punkten pro Sekunde.<br />

Bild: Shining 3D<br />

Beide Scanner verfügen über<br />

mehrere Scan-Modi, darunter<br />

Mehrlinien-Scannen mit 26<br />

oder 50 gekreuzten Laserlinien<br />

für effiziente, globale Scans, Ein -<br />

linienscannen für tiefe Taschen<br />

und Löcher, Feinscannen mit 7 parallelen<br />

Linien für die Erfassung feiner Details<br />

in HD sowie Infrarot-VCSEL-Scannen<br />

für markierungsfreie Scans. Die Serie erreicht<br />

eine Genauigkeit von bis zu 0,02<br />

mm und eine volumetrische Genauigkeit<br />

von bis zu 0,02 mm + 0,033 mm/m.<br />

Optische Messtechnik<br />

Oberflächentopografie verlässlicher messen<br />

Bild: PTB<br />

Die Physikalisch-Technische Bundesanstalt<br />

(PTB) hat einen Leitfaden für verlässliche<br />

mikroskopische Messungen der<br />

Oberflächentopografie entworfen. Grund-<br />

lage ist die Prüfung verschiedener optischer<br />

Messtechniken mit definiert gekrümmten<br />

und geneigten Oberflächenarealen<br />

auf sogenannten Chirp-Oberflächennormalen.<br />

Anwender können mithilfe<br />

des Chirp-Normals und des Leitfadens<br />

den Vertrauensbereich ihres Messgerätes<br />

für Rauheitsmessungen prüfen und ermitteln,<br />

ob eine raue Oberfläche mit dem<br />

Gerät zuverlässig messbar ist.<br />

Bisher war die genaue Messung der Oberflächentopografie<br />

eine Herausforderung:<br />

Zwar können optische Messsysteme sowohl<br />

Topografien als auch dimensionale<br />

Abmessungen schnell, hochauflösend und<br />

berührungslos messen, doch sind sie nicht<br />

immer ausreichend zuverlässig. Die nun<br />

präsentierten Entwicklungen sollen optische<br />

Messverfahren vergleichbar und<br />

entsprechend verlässlicher machen.<br />

Das Chirp-Normal basiert auf Erkenntnissen<br />

aus dem Trac-Optic-Projekt (Traceble<br />

industrial 3D roughness and dimensional<br />

measurement), das durch das Forschungs-<br />

und Innovationsprogramm Horizont<br />

2020 der EU gefördert wurde.<br />

Laserinterferometer<br />

Winkel- und Längemessung in einem<br />

Für Messaufgaben, die eine simultane Erfassung<br />

eines Winkels der Bewegung zusätzlich<br />

zur Längeninformation erfordern,<br />

eignet sich das Laserinterferometer SP<br />

5000 DS von Sios. Das Messprinzip basiert<br />

auf dem des SP-5000-NG-Messgeräts.<br />

Zwei messende Laserstrahlen verwenden<br />

das Licht eines gemeinsamen<br />

Lasers mit der gleichen Frequenz. Der<br />

Strahlabstand zwischen den beiden messenden<br />

Strahlen wird hochgenau kalibriert.<br />

Die Parallelität der Messstrahlen<br />

zueinander ist von großer Bedeutung.<br />

Nutzen beide Strahlen einen gemeinsamen<br />

Reflektor, kann durch die Differenzbildung<br />

der Winkel mit hoher Auflösung<br />

in der Bewegung gemessen und berechnet<br />

werden.<br />

Betreibt man die beiden Strahlen unabhängig<br />

voneinander, können Differenzmessungen<br />

durchgeführt werden. Für besonders<br />

hohe Anforderungen an die Langzeitstabilität<br />

der Differenzmessung empfiehlt<br />

sich das Interferometer der Serie SP<br />

5000 DI. Messaufgaben, die die simultane<br />

Erfassung eines weiteren Winkels erfordern,<br />

lassen sich mit dem dreistrahligen<br />

SP-5000-TR-Interferometer durchführen.<br />

Bild: Sios<br />

<strong>Quality</strong> <strong>Engineering</strong> » 03 | 2024 53


» NEWS & PRODUKTE<br />

Lineartechnik<br />

Neue Hochleistungskäfige<br />

Bild: Schneeberger<br />

Auf Basis der aktuellen KBN- und<br />

KBS-Käfige für Kreuzrollenführungen<br />

hat Schneeberger<br />

die neuen Hochleistungskäfige<br />

Typ KCS und KCN entwickelt.<br />

Sie zeichnen sich durch eine höhere Belastbarkeit<br />

und Steifigkeit aus und sind<br />

kompatibel sowie 1:1 austauschbar mit<br />

den Käfigen KBN und KBS.<br />

Der neue Käfig trägt mit minimiertem<br />

Rollenabstand und op timierten Rollenabmessungen<br />

25 % mehr Last auf gleicher<br />

Käfiglänge wie der bisherige. Oder er<br />

kann mit<br />

derselben Anzahl<br />

an Rollen deutlich kürzer<br />

gebaut werden. Dadurch können<br />

Schienenlänge und Gewicht bei gleichem<br />

Hub eingespart werden.<br />

Die Käfige KCS und KBS hätten in<br />

Tests maximale Beschleunigungen von<br />

300 m/s 2 (mit Käfigzwangssteuerung)<br />

und 50 m/s 2 (ohne Käfigzwangssteuerung)<br />

sowie eine Geschwindigkeit von<br />

1 m/s einwandfrei bestanden, so der Hersteller.<br />

Die neuen Käfige sind aus hochwertigen<br />

Materialien hergestellt und gewährleisten<br />

eine hohe Langlebigkeit und Zuverlässigkeit<br />

auch unter extremen Bedingungen.<br />

Sie sind für einen Betriebstemperatur -<br />

bereich von – 40 °C bis + 80 °C ausgelegt<br />

und eignen sich sowohl für Reinraumumgebungen<br />

als auch für Vakuumbedingungen<br />

bis zu 10 –7 mbar ohne Modifikation.<br />

Sie sind für anspruchsvolle Einsatzgebiete<br />

in verschiedenen Industriezweigen konzipiert,<br />

insbesondere bei hochdynamischen<br />

und kompakten Anwendungen.<br />

3D-Messsystem<br />

Batteriemodule schnell und inline vermessen<br />

Bild: Senswork<br />

Mit dem neuen 3D-Inline-Messsystem Z-Scan Easy von Senswork lassen<br />

sich prismatische und zylindrische Batteriezellenmodule in der Fertigungslinie<br />

schnell vermessen. Das Inline-3D-Messsystem verwendet vier<br />

Flächenscanner von Photoneo, um in wenigen Sekunden komplette<br />

Batteriemodule dreidimensional zu vermessen und die Ergebnisse direkt<br />

an die Produktion zu übertragen.<br />

Basierend auf dem 3D Metrology Framework Visioncommander des Herstellers<br />

kommen dabei typische Messfunktionen aus der Welt der Formund<br />

Lagetoleranzen (GD&T) zur Anwendung. Einzigartig seien dabei die<br />

schnelle Verarbeitung der 3D-Daten sowie die Kalibrierung der Einzelscanner<br />

in einem zusammengehörigen Koordinatenraum. Z-Scan Easy<br />

zeichnet sich laut Anbieter durch Schnelligkeit, Präzision und Automatisierungsfähigkeit<br />

aus.<br />

Spektrometer<br />

Ergonomischer und vernetzter<br />

Die RFA-Handanalysatoren Vanta Max<br />

und Vanta Core von Evident ermöglichen<br />

mit Cloud-Technologie eine bessere Elementanalyse<br />

und Materialidentifikation.<br />

Die beiden aktualisierten Systeme kombinieren<br />

die sehr hohe Genauigkeit, Geschwindigkeit<br />

und Haltbarkeit der Vanta-<br />

Serie mit verbesserter Ergonomie, aktualisierter<br />

Benutzeroberfläche und erweiterter<br />

Konnektivität für mehr Komfort und<br />

Produktivität. Eine ausbalancierte Gewichtsverteilung<br />

und ein ergonomisch<br />

angepasster Griff sorgen für einen komfortableren<br />

Einsatz<br />

der RFA-Handanalysatoren<br />

gerade bei längeren<br />

Einsätzen vor<br />

Ort oder im Labor.<br />

Die aktualisierte Benutzeroberfläche<br />

ermöglicht effizienteres<br />

Arbeiten und bietet Zeiteinsparungen. Eine<br />

browserbasierte Software-Option vereinfacht<br />

die Datenverwaltung. Über eine<br />

drahtlose Verbindung lassen sich RFA-Ergebnisse<br />

auf einem PC, Tablet oder<br />

Smart phone überprüfen, gemeinsam nutzen<br />

und verwalten.<br />

Dies ermöglicht eine<br />

nahtlose Datenintegration<br />

in Workflows.<br />

Software-Updates erfolgen<br />

nun ganz automatisch,<br />

sodass jederzeit auf die neuesten Funktionen<br />

zugegriffen werden kann. Je nach<br />

den Anforderungen können Anwender<br />

die Vorteile einer erweiterten Anwendungsunterstützung<br />

nutzen und auch<br />

spezifische analytische Funktionen hinzufügen.<br />

Bild: Evident<br />

54 <strong>Quality</strong> <strong>Engineering</strong> » 03 | 2024


Optische Inspektion<br />

Stereomikroskop in dritter Generation<br />

Vision <strong>Engineering</strong> hat das okularlose<br />

Stereomikroskop Mantis in der dritten<br />

Generation vorgestellt. Das neue Modell<br />

bietet das Beste aus zwei Welten: hohe<br />

Ergonomie und optische Bildqualität in<br />

Kombination mit der neuesten digitalen<br />

Bildgebungstechnologie.<br />

Die Mantis-Serie der dritten Generation<br />

wurde unter anderem für die optische Inspektion<br />

in der Messtechnik, Werkstoffprüfung,<br />

Optoelektronik, QS-Systemen,<br />

Feinmechanik, Elektronik und Medizintechnik<br />

entwickelt. Sie verfügt über ein<br />

patentiertes Design, das ein brillantes<br />

optisches Stereobild mit großem Sichtfeld<br />

und okularloser Technologie liefert. Dies<br />

gewährleistet laut Hersteller eine komfortablere<br />

und einfachere Betrachtung als<br />

bei den Vorgängermodellen sowie bei<br />

herkömmlichen Mikroskopen.<br />

Mantis 3rd Gen kombiniert optische Stereobilder<br />

mit hochauflösenden Kameraoptionen<br />

für die intuitive Inspektion und<br />

Bildaufnahme. Eine Vergrößerung von 3x<br />

bis 15x und ein maximaler Arbeitsabstand<br />

von 114 mm erlauben alle gängigen Inspektionen<br />

im täglichen Arbeitsprozess.<br />

Das neue Mantis bietet einen großen<br />

Bildausschnitt und eine exzellente<br />

3D-Stereobetrachtung, jetzt mit einem<br />

Objektivrevolver für drei Vergrößerungen.<br />

Außerdem verfügt es standardmäßig über<br />

fünf verschiedene Beleuchtungsmodi. So<br />

kann die Ausleuchtung der Komponente<br />

oder Probe flexibel angepasst werden.<br />

Bild: Vision <strong>Engineering</strong><br />

Optische Oberflächeninspektion<br />

Flexibel messen und prüfen<br />

Bild: Jenoptik<br />

Die neue Gageline ergänzt die Produktfamilie der pneumatischen<br />

Prüfgeräte der Jenoptik-Marke Hommel Etamic. Pneumatische Prüfgeräte<br />

sind bekannt für ihre sehr gute Wiederholbarkeit und hohe<br />

Genauigkeit – insbesondere in produktionsnahen Umgebungen. Allerdings<br />

boten diese Geräte bislang keine Flexibilität hinsichtlich<br />

multipler Messanforderungen.<br />

Mit der neuen Gageline wurde genau diese Flexibilität geschaffen.<br />

So ist sie in der Lage, Wellenteile (Stifte oder Zapfen) mit Durchmessern<br />

von 10 bis 130 mm zu messen. Die gleiche Basis kann zudem<br />

für die Prüfung weiterer Werkstücke, wie z. B. Ringen von 20<br />

bis 150 mm Durchmesser, konfiguriert werden. Darüber hinaus lässt<br />

sich die Gageline mit einem kollaborativen Roboter kombinieren<br />

und stellt so eine komplette, flexible und automatisierte Lösung dar.<br />

Inline-Farbmessung<br />

Spektralphotometer mit neuem Look<br />

Pünktlich zum 20-jährigen Firmenjubiläum<br />

hat Colorlite seinem Industrie-Spektral -<br />

photometer IPM ein neues „Gesicht“ verpasst.<br />

Das Gerät arbeitet jetzt komplett<br />

autark und kommt ohne zusätzlichen<br />

Rechner aus. Die Bedienung und Auswertung<br />

der Messwerte können direkt an der<br />

Linie erfolgen.<br />

Die neu entwickelte Software für das In -<br />

line-Messsystem erlaubt die Darstellung<br />

von Live-Messwerten, Trendanzeigen sowie<br />

Soll- und Istwerten direkt am Gerät.<br />

Mit verschiedensten Industrieschnittstellen<br />

(Profibus, Profinet, Ethernet, RS232/485)<br />

werden alle gängigen Ausgangsformate<br />

bedient. Eine Anbindung an übergeordnete<br />

Datenbanken wie auch die Steuerung<br />

von Maschinenparametern sind Bestandteil<br />

des Leistungsumfangs.<br />

In Kombination mit unterschiedlichem<br />

Zubehör eignet sich das IPM-System für<br />

alle Branchen. Für den Einsatz direkt an<br />

der Produktionslinie sind die Komponenten<br />

den Anforderungen entsprechend robust<br />

in einem hochfesten Aluminiumgehäuse<br />

mit Touch-Display verbaut.<br />

Bild: Colorlite<br />

<strong>Quality</strong> <strong>Engineering</strong> » 03 | 2024 55


» NEWS & PRODUKTE<br />

Bild: Spectro<br />

Handspektrometer<br />

Metallanalyse in wenigen Sekunden<br />

Spectro Analytical Instruments hat eine<br />

neue Generation der X-Sort RFA-Handspektrometer<br />

entwickelt. Diese bietet verbesserte<br />

Funktionen, die die Messgeschwindigkeit,<br />

den Komfort und die Leistungsfähigkeit<br />

bei der Analyse von Metallen<br />

und Legierungen maximieren.<br />

Die Handspektrometer ermöglichen laut<br />

Hersteller eine zuverlässige Element- und<br />

spektrochemische Analyse gängiger Metalle<br />

und Legierungen mit hohem Durchsatz<br />

– dies beinhaltet 46<br />

Elemente in 16 Metallmatrices.<br />

Zu den neuen Geräten zählt das Standard-Spectro<br />

X-Sort mit hochauflösendem,<br />

hochempfindlichem Silizium-Drift-<br />

Detektor (SDD). Es analysiert die meisten<br />

Legierungen in nur 2 Sekunden und identifiziert<br />

Leichtmetall-Legierungen innerhalb<br />

von 7 Sekunden. Das Ergebnis sind<br />

Hunderte von Prüfungen pro Schicht und<br />

damit eine höhere Produktivität.<br />

Das Gerät ist für eine ermüdun<br />

gsfreie, einhändige Bedienung<br />

über den ganzen<br />

Tag hinweg optimiert.<br />

Das ergonomische, praxiserprobte<br />

Design umfasst einen leichtgängigen<br />

Auslöser, ein leicht ablesbares, hochauflösendes<br />

5-Zoll-Weitwinkel-Touch-<br />

Display, physische Tasten für behandschuhte<br />

Hände und einen kleineren Messkopf<br />

für den Einsatz an beengten Stellen.<br />

CAQ-Software<br />

<strong>Quality</strong> Miners optimiert Erstbemusterung<br />

Bild: <strong>Quality</strong> Miners<br />

Der CAQ-Softwarehersteller <strong>Quality</strong> Miners hat das QM.CAQ<br />

Release 24 auf den Markt gebracht. Dieses Update beinhaltet unter<br />

anderem eine wesentliche Neuerung der Erstbemusterung (PPAP)<br />

im Einklang mit der VDA 2 Band 6. Im Erstbemusterungsmodul<br />

von QM.CAQ wurde ein neuer Bemusterungsworkflow integriert,<br />

der die Bearbeitung und Überwachung von Erstmustern vereinfacht<br />

und die Dokumentation in weiten Teilen automatisiert.<br />

Der implementierte Workflow dient der Erbringung der geforderten<br />

Qualitätsnachweise für Produktionsprozesse und Produkte<br />

und sichert eine lückenlose Dokumentation, wie von VDA 2 Band<br />

6 gefordert.<br />

Materialanalyse<br />

Vollautomatisierte Terahertz-Messung<br />

Mit dem Terascope bietet Helmut Fischer<br />

ein innovatives Messsystem für die vollautomatische<br />

Multilayer-Schichtdickenmessung<br />

und Materialanalyse an. Das Gerät<br />

ermöglicht die zerstörungsfreie und<br />

berührungslose Messung organischer Einzel-<br />

und Mehrfachschichten auf beliebigen<br />

Grundwerkstoffen. Dabei können innerhalb<br />

weniger Sekunden und mit nur<br />

einer Messung bis zu sieben Schichten im<br />

Einzelnen analysiert werden. Harmlose<br />

Terahertz-Wellen durchdringen, unabhängig<br />

vom Grundwerkstoff, organische<br />

Materialien wie Kunststoffe, Holz, Keramiken,<br />

Lacke und viele weitere und eröffnen<br />

dadurch ein weites Anwendungsfeld<br />

in der industriellen Messtechnik.<br />

Mit einer Bandbreite von bis zu 6 THz und<br />

in Kombination mit der patentierten<br />

Clean-Trace-Technologie ermöglicht das<br />

Messsystem hochpräzise Messergebnisse<br />

und eine hohe Wiederholgenauigkeit.<br />

Dank der hohen Sampling rate von 1,6 kHz<br />

erfolgt die Messwertaufnahme selbst in<br />

rauen Umgebungen schnell und zuver -<br />

lässig.<br />

Mittels eines optionalen, hochsensitiven<br />

3D-Scanners positioniert sich der kompakte<br />

Messkopf optimal zum Messobjekt.<br />

Somit können auch gekrümmte und komplex<br />

geformte Oberflächen sowie nasse<br />

und weiche Schichten problemlos und<br />

mit hoher Messperformance gemessen<br />

werden.<br />

Das Terascope ist ausgelegt für den unterbrechungsfreien<br />

24/7- Einsatz. Der Messkopf<br />

misst elektrooptisch und erweist sich<br />

dadurch als wartungsarm. Durch die automatische,<br />

regelmäßige Referenzierung<br />

gewährleistet das Messsystem hohe Zuverlässigkeit.<br />

Bild: Helmut Fischer<br />

56 <strong>Quality</strong> <strong>Engineering</strong> » 03 | 2024


Wir<br />

präsentieren<br />

Ihnen<br />

PARTNER der<br />

Industrie<br />

DAS<br />

FIRMENVERZEICHNIS<br />

industrie.de/firmenverzeichnis<br />

Visitenkarten helfen schnell,<br />

passende Produkte/Lösungen oder<br />

Informationen zu Unternehmen<br />

in der jeweiligen Branche zu finden.<br />

Dokumentenmanagement<br />

QUALITÄTSMANAGEMENT<br />

www.industrie.de<br />

Technisches Daten- und Dokumentenmanagement<br />

für die Industrie<br />

www.fabasoft.com/approve<br />

Die Fabasoft Approve GmbH ist ein europäischer<br />

Softwareanbieter für technisches Daten- und<br />

Dokumentenmanagement und fokussiert sich auf<br />

Anwendungsfälle im Qualitätsmanagement, in der<br />

Technischen Dokumentation und im Transmittal<br />

Management. Unternehmensübergreifende Prozesse<br />

vernetzen interne und externe Projektpartner auf<br />

einer Plattform und bilden den gesamten Informationslebenszyklus<br />

rund um industrielle Erzeugnisse<br />

digital ab. Zahlreiche international tätige Großunternehmen<br />

aus dem Maschinen- und Anlagenbau<br />

vertrauen auf Approve on Fabasoft PROCECO in ihrer<br />

Digitalisierungsstrategie.<br />

Babtec: Die Software für Qualität<br />

www.babtec.de<br />

Wirksames Qualitätsmanagement für nachhaltigen<br />

Unternehmenserfolg. Seit mehr als 25 Jahren sichern<br />

Unternehmen aus allen Branchen mit Softwarelösungen<br />

von Babtec die Qualität ihrer Prozesse und Produkte.<br />

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> » 03 | 2024 57


» QUALITY WORLD<br />

Bild: Salzburg Research<br />

Das Sensorfahrrad Holoscene Bike<br />

von Boréal Bikes bei Testfahrten in<br />

der Gemeinde Puch bei Hallein:<br />

Salzburg Research trainiert KI, mit<br />

der smarte Fahrräder die Umgebung<br />

analysieren können. Die Technologie<br />

eignet sich für die Bewertung von<br />

Radwegen, die Analyse von Überholvorgängen<br />

sowie Kollisionserkennung<br />

und Warn konzepte für<br />

sicheres Radfahren.<br />

Forschung<br />

Mit Lidar-Punktewolken<br />

zu sicheren Radwegen<br />

Ist der Fahrradweg noch in einem guten Zustand? Ein vernetztes Rad,<br />

ausgestattet mit Lidar- und anderen Sensoren, liefert dafür Daten, die mit<br />

künstlicher Intelligenz (KI) ausgewertet werden. Diese Lösung hat das<br />

Forschungsinstitut Salzburg Research entwickelt.<br />

Bislang wurde die Oberflächenqualität<br />

der Radverkehrsinfrastruktur aus<br />

Vibrationsmessungen abgeleitet. Im Bereich<br />

der Straßenüberwachung sind jedoch<br />

visuelle und Lidar-basierte Ansätze<br />

vorherrschend, wobei letztere die besten<br />

Ergebnisse liefern. Lidar ist die Abkürzung<br />

für „Light Detection and Ranging“ und ist<br />

eine Form des dreidimensionalen Laserscanning.<br />

Statt Radiowellen wie beim Radar<br />

werden hier Laserstrahlen verwendet.<br />

Das heißt, Lidar-Systeme generieren<br />

hochauflösende 3D-Informationen nur<br />

durch Licht. „Das Problem dabei: Geeignete<br />

Messfahrzeuge, wie sie für Autobahnen<br />

und Bundesstraßen verwendet werden,<br />

sind für Fahrradwege zu groß und zu<br />

schwer. Hier könnte unser Sensorfahrrad<br />

Abhilfe schaffen“, sagt Moritz Beeking,<br />

Data Scientist am Forschungsinstitut<br />

Salzburg Research.<br />

Für diese Arbeit haben die österreichischen<br />

Forscher das vernetzte Sensorfahrrad<br />

von Boréal Bikes, das Holoscene<br />

Edge, verwendet. Das Rad verfügt über eine<br />

Reihe von Sensoren, darunter GPS,<br />

mehrere Trägheitsmesseinheiten, 2D-Kameras<br />

und fünf Lidar-Sensoren. Jeder Lidar-Sensor<br />

zeigt in eine andere Richtung,<br />

um eine vollständige 360-Grad-Ansicht<br />

der Umgebung des Fahrrads zu erfassen.<br />

Mit den am Forschungsfahrrad montierten<br />

Lidar-Sensoren hat Salzburg Research<br />

die Umgebung des Rads durch<br />

hochfrequente Laser-Abstandsmessungen<br />

in Form einer Punktwolke, bestehend aus<br />

240.000 Punkten, zehnmal pro Sekunde<br />

aufgenommen und dreidimensional dargestellt.<br />

Mittels speziell für diesen Zweck<br />

trainierter KI wird dann jeder Punkt einer<br />

bestimmten Klasse, wie etwa „Straße“,<br />

„Vegetation“ oder „Gebäude“, zugeordnet.<br />

„So könnten beispielsweise mit Blick auf<br />

die Instandhaltung von Radwegen zunächst<br />

alle zugehörigen Punkte extrahiert<br />

und in einem nächsten Schritt daraus ein<br />

Oberflächenmodell erstellt werden“, so<br />

Beeking.<br />

Webhinweis<br />

Salzburg Research hat in den<br />

vergangenen Jahren im Projekt<br />

Bike2CAV (Bicycle to Connected<br />

Automated Vehicle) ein<br />

Proof-of-Concept-Prototyp, umgesetzt,<br />

der Radfahrer vor Kollisionsrisiken<br />

auf Basis von<br />

drahtloser Kommunikation zwischen<br />

einem automatisierten<br />

Fahrzeug, der Infrastruktur und<br />

dem Fahrrad warnt, Mehr dazu<br />

erfährt man in diesem Video:<br />

https://hier.pro/<br />

oAUVN<br />

58 <strong>Quality</strong> <strong>Engineering</strong> » 03 | 2024


IMPRESSUM<br />

FIRMENINDEX (Redaktion/Anzeige)<br />

ISSN 1436-2457<br />

Herausgeberin:<br />

Katja Kohlhammer<br />

Verlag<br />

Konradin-Verlag Robert Kohlhammer GmbH<br />

Ernst-Mey-Straße 8,<br />

70771 Leinfelden-Echterdingen, Germany<br />

Geschäftsführer: Peter Dilger<br />

Verlagsleiter: Peter Dilger<br />

Redaktion:<br />

Chefredakteur:<br />

B.A. Alexander Gölz (ag), Phone +49 711 7594–438<br />

Ernst-Mey-Straße 8, 70771 Leinfelden-Echterdingen, Germany<br />

Redakteure:<br />

Sabine Koll, Markus Strehlitz<br />

E-Mail: qe.redaktion@konradin.de<br />

Dr. Frank-Michael Kieß<br />

E-Mail: frank-michael.kiess@konradin.de<br />

Redaktionsassistenz:<br />

Daniela Engel, Phone +49 711 7594-452<br />

E-Mail: daniela.engel@konradin.de<br />

Layout:<br />

Michael Kienzle, Phone +49 711 7594-258<br />

Gesamtanzeigenleiter:<br />

Verantwortlich für den Anzeigenteil:<br />

Joachim Linckh, Phone +49 711 7594-565<br />

E-Mail: joachim.linckh@konradin.de<br />

Auftragsmanagement:<br />

Annemarie Olender, Phone +49 711 7594-319<br />

Leserservice <strong>Quality</strong> <strong>Engineering</strong>:<br />

Postfach 810580, 70522 Stuttgart, Phone +49 711 7252-254<br />

Fax +49 711 7252-399, E-Mail: leserservice@konradin.de<br />

<strong>Quality</strong> <strong>Engineering</strong> erscheint 5 x jährlich. Bezugs preise:<br />

Inland 68,75 € inkl. Versand kosten und MwSt.; Ausland:<br />

68,75 € inkl. Versandkosten. Einzelverkaufspreis: 13,80 € inkl.<br />

MwSt., zzgl. Versandkosten.<br />

Sofern die Lieferung nicht für einen bestimmten Zeitraum<br />

bestellt war, läuft das Abonnement bis auf Widerruf.<br />

Bezugszeit: Das Abonnement kann erstmals vier Wochen<br />

zum Ende des ersten Bezugsjahres gekündigt werden.<br />

Nach Ablauf des ersten Jahres gilt eine Kündigungsfrist von<br />

jeweils vier Wochen zum Quartalsende. Bei Nichterscheinen<br />

aus technischen Gründen oder höherer Gewalt entsteht kein<br />

Anspruch auf Ersatz.<br />

Auslandsvertretungen:<br />

Großbritannien: Jens Smith Partnership, The Court, Long<br />

Sutton, GB-Hook, Hampshire RG29 1TA, Phone 01256<br />

862589, Fax 01256 862182, E-Mail: jsp@trademedia.info;<br />

USA: D.A. Fox Advertising Sales, Inc. Detlef Fox, 5 Penn Plaza,<br />

19th Floor, New York, NY 10001, Phone +1 212 8963881,<br />

Fax +1 212 6293988, detleffox@com cast.net<br />

Druck:<br />

Konradin Druck, Kohlhammerstraße 1–15,<br />

70771 Leinfelden-Echterdingen, Printed in Germany<br />

© 2024 by Konradin-Verlag Robert Kohlhammer GmbH,<br />

Leinfelden-Echterdingen<br />

Kooperationspartner:<br />

AFQ Akademie für<br />

Qualitätsmanagement<br />

Aconity3D ........................................................... 32<br />

Additive ...............................................................43<br />

A3DS ..................................................................... 20<br />

Babtec ................................................................57<br />

Basler .................................................................... 14<br />

Baumer ................................................................ 49<br />

Bundesanstalt für Materialforschung<br />

und -prüfung (BAM) ....................................... 26<br />

Creaform ...................................................... 20, 36<br />

Colorlite ............................................................... 55<br />

Evident ................................................................. 54<br />

Fabasoft ....................................... 20, 24–25, 57<br />

Feinmess Suhl ....................................................37<br />

Fraunhofer IPA ................................................... 30<br />

Helmut Fischer .................................................. 56<br />

Hexagon .............................................................. 42<br />

Inoex ..................................................................... 45<br />

Jenoptik ............................................................... 55<br />

Kapp .....................................................................17<br />

Mesago Messe Frankfurt ..................................9<br />

Micro-Epsilon .......................................................3<br />

Mipart .................................................................. 30<br />

MVTec ........................................................... 14, 50<br />

Wo Qualität drauf steht,<br />

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 />

OGP Messtechnik .............................................29<br />

Peakavenue ........................................................... 6<br />

P.E. Schall ............................................................ 20<br />

Physikalisch-Technische<br />

Bundesanstalt (PTB).........................................<br />

53<br />

<strong>Quality</strong> Miners ................................................... 56<br />

Reinhardt ............................................................41<br />

reuschlaw ............................................................ 19<br />

Salzburg Research ............................................ 58<br />

Scantech Digital ................................................ 20<br />

Schneeberger ..................................................... 54<br />

Senswork ............................................................. 54<br />

Shining 3D .......................................................... 53<br />

Sios ....................................................................... 53<br />

Spectro Analytical Instruments .................... 56<br />

SVS-Vistek .......................................................... 32<br />

Teledyne Dalsa ................................................... 39<br />

Teledyne Imaging .............................................. 14<br />

Tensor ID .............................................................. 39<br />

TÜV Hessen .....................................................1, 10<br />

VDMA ................................................................... 14<br />

Vision <strong>Engineering</strong> ............................................ 55<br />

Werth Messtechnik ............................................5<br />

wirth + partner .................................................. 23<br />

<strong>Quality</strong> <strong>Engineering</strong> » 03 | 2024 59


Industrie<br />

Das Kompetenznetzwerk der Industrie<br />

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Unsere Partner 2024<br />

60 <strong>Quality</strong> <strong>Engineering</strong> » 03 | 2024

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