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
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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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micro-epsilon.de/3D
» 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 />
Lösungen für die Medizintechnik<br />
• Stents und Implantate messen<br />
Lösungen für die Elektronikbranche<br />
• Glasfaserkoppler messen, SEMIzertifi<br />
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• Leiterplatten und Bauelemente prüfen<br />
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Siemensstraße 19<br />
35394 Gießen, Deutschland<br />
<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 />
Plattform, um Ihre Lösungen im Bereich<br />
Additive Manufacturing oder entlang<br />
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Ideeller Träger<br />
<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 />
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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 />
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Testprogrammerstellung<br />
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Boundary Scan-Test<br />
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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 />
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Dotmatrix, LCD/LED, OLED,…<br />
▷ CAD-Schnittstelle, ODBC-Schnittstelle,<br />
Statistik, Qualitätsmanagement<br />
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<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
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präsentieren<br />
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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 />
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A3DS ..................................................................... 20<br />
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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 />
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Inoex ..................................................................... 45<br />
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Kapp .....................................................................17<br />
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Reinhardt ............................................................41<br />
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Salzburg Research ............................................ 58<br />
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<strong>Quality</strong> <strong>Engineering</strong> » 03 | 2024 59
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60 <strong>Quality</strong> <strong>Engineering</strong> » 03 | 2024