Industrie 4.0 braucht auch eine umfassende digitale Qualitätssicherung. DiIT, Spezialist für integrierte Softwaresysteme in der Kabelsatzproduktion, zeigt auf, wie Produktionsunternehme Qualität 4.0 implementieren können – Die Zukunft liegt dabei in Sensoren, Daten und Software.
In fünf Schritten Qualität 4.0 implementieren
Während die Produktionsprozesse der Fertigungsindustrie inzwischen hochgradig automatisiert sind, ist in der Qualitätssicherung oft noch Handarbeit an der Tagesordnung. Dabei verschärft die Digitalisierung die Anforderungen an die Qualitätssicherung weiter. Die geforderte Flexibilität und Geschwindigkeit sind mit den herkömmlichen, schwerfälligen Verfahren nicht zu erreichen. Industrie 4.0 braucht auch Qualität 4.0. DiIT erläutert, wie Fertigungsunternehmen in fünf Schritten eine digitale Qualitätssicherung der Qualität 4.0 implementieren können.
1. Maschinen mit Sensoren ausstatten
Die Basis für Qualität 4.0 bildet die Sensorik. Viele Maschinen bringen bereits von Haus aus Online-Schnittstellen mit, über die sie auch qualitätsrelevante Daten an übergeordnete Systeme kommunizieren können. Ältere Maschinen, die diese Fähigkeit nicht haben, lassen sich heute meist mit entsprechenden Sensoren nachrüsten. Da solche Sensoren inzwischen deutlich kostengünstiger sind, ist diese Nachrüstung auch in der Regel betriebswirtschaftlich darstellbar.
2. Sämtliche Systeme miteinander vernetzen
Für die Auswertung der Maschinendaten müssen sämtliche Systeme miteinander vernetzt werden. Als Plattform dafür bieten sich die Manufacturing-Execution-Systeme (MES) an. Sie sind direkt an die verteilten Systeme der Prozessautomatisierung angebunden und es ist ihre Aufgabe, die Produktion in Echtzeit zu steuern, zu kontrollieren und zu dokumentieren. Das macht die MES auch zur zentralen Datendrehscheibe für die digitalisierte Qualitätssicherung mit Qualität 4.0. Dazu müssen sie allerdings Schnittstellen zur Anbindung der Maschinen beziehungsweise ihrer Sensorendaten mitbringen. Ein MES ist unverzichtbar, um Qualität 4.0 zu implementieren.
3. Qualitätsrelevante Kenndaten in Echtzeit auswerten
Ist die erforderliche Sensorik und Vernetzung für Qualität 4.0 implementiert, lassen sich im laufenden Fertigungsprozess qualitätsrelevante Kenndaten erfassen und auf Basis von Algorithmen in Echtzeit auswerten. So kann beispielsweise der von einer Presse ausgeübte Druck überwacht und bei Über- beziehungsweise Unterschreitung definierter Grenzwerte sofort eingegriffen werden. Zerstörerische Messungen sind damit weitgehend hinfällig, da sich nachvollziehen lässt, ob eine Pressung korrekt verlaufen ist beziehungsweise welche konkreten Teile fehlerhaft sind.
4. Predictive-Quality-Anwendungen aufsetzen
Durch die Erfassung komplexerer Informationen der Maschinen und ihrer Umgebung, beispielsweise Zustände wie Vibration, Noise, Lux oder CO2, können Fertigungsunternehmen zudem Störszenarien frühzeitig erkennen und antizipieren. Auf dieser Basis lassen sich im Sinne von Qualität 4.0 Predictive-Quality-Anwendungen realisieren, die Qualitätsmängel von vornherein vermeiden, indem die Wartung einer Maschine oder eines Werkzeugs vorgezogen wird. Zudem können solche Daten aber auch dazu genutzt werden, um Maschinen zu „tunen“ und sie ohne Qualitätseinbußen schneller laufen zu lassen.
5. Rückverfolgbarkeitssysteme implementieren
Nicht zuletzt ermöglicht die Vernetzung auch die Rückverfolgung von Chargen. Fertige Kabelsätze beispielsweise bestehen oft aus tausenden Komponenten – und ein geeignetes MES kann zu jeder Komponente eine vollständige Historie führen. Damit kann etwa nachträglich leicht überprüft werden, in welchen Endprodukten, seien es Autos, Waschmaschinen oder Kühlschränke, Kabelsätze mit einem Kabel einer bestimmten Charge verbaut wurden. Wenn Unternehmen Qualität 4.0 implementieren, können sie auf diese Weise etwaige Reparaturmaßnahmen oder gar Rückrufaktionen ganz eng eingrenzen.
Bernd Jost, Geschäftsführer von DiIT, über Qualität 4.0:
„Die Anforderungen der Digitalisierung wie kleine Losgrößen, kurze Produktlebenszyklen oder enge Time-to-Market dürfen nicht auf Kosten der Qualität erfüllt werden. Deshalb führt für Fertigungsunternehmen kein Weg mehr an einer umfassenden digitalen Qualitätssicherung vorbei. Mit ihr können sie falsche Einstellungen schnell erkennen, mögliche Störungen noch vor ihrem Auftreten verhindern und Chargen lückenlos rückverfolgen.“
