Tecnología de medición integrada en el proceso

Metrology News habló recientemente con el Dr. Heiko Wenzel-Schinzer, CDO (Chief Data Officer) del grupo WENZEL, sobre su opinión acerca del futuro papel de la medición dimensional en la nueva era de la fabricación inteligente y sobre cómo se ve la metrología integrada en el proceso y sus retos, tanto desde la perspectiva del proveedor como del usuario.

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P: ¿Qué tendencias observa actualmente en la garantía de calidad?

R: Veo un claro cambio en muchas industrias derivado de las grandes tendencias tecnológicas Industria 4.0, Internet de las Cosas y el cambio hacia la e-movilidad, pero también de los problemas, ahora muy rápidamente crecientes, con la falta de trabajadores cualificados en muchas empresas. Las innovaciones técnicas están provocando un cambio significativo en las piezas que hay que medir, las tareas de medición, pero también el lugar de la medición. La falta de recursos humanos hace aún más difícil la utilización de las soluciones de medición.

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P: La garantía de calidad se está convirtiendo cada vez más en una función directa de la producción. ¿Cómo afecta esto a los equipos tradicionales de inspección dimensional?

R: En la producción, tenemos que hacer frente a diferentes condiciones ambientales en cuanto a temperatura, pureza del aire, vibraciones, etc. La tecnología de medición tiene que adaptarse en este caso; tiene que ser más robusta a las influencias externas y más capaz de analizarlas y compensarlas. En este sentido, la tecnología de medición tiene que adaptarse; debe ser más robusta frente a las influencias externas y analizarlas y compensarlas mejor. Por supuesto, es posible trabajar de forma tradicional en la producción utilizando recintos especiales y salas de medición, pero el espacio en la producción es aún más valioso que en el resto de la empresa, por lo que no es una opción a largo plazo. Pero las expectativas de rapidez y calidad de los resultados de las mediciones son cada vez mayores, por lo que se trata de un reto realmente apasionante para todos nosotros.

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P: ¿Cómo cambia la ubicación de la metrología el enfoque de un proveedor de equipos?

R: Desde el punto de vista del cliente, los requisitos para el proveedor de tecnología de medición son bastante sencillos: exactitud como en la sala de medición, poco espacio, robustez en la aplicación y rapidez en la medición y evaluación. Para nosotros, esto significa: ingeniería mecánica innovadora con materiales resistentes, equipamiento de nuestras máquinas con sensores y sistemas ciberfísicos para la retroalimentación directa de la medición con el entorno actual, tiempos de medición rápidos mediante escaneado, cabezales de medición de 5 ejes y sensores ópticos, y un enfoque extremo en la facilidad de uso del hardware y el software.

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P: ¿Cuáles son los cambios más importantes que aporta como proveedor?

R: Veo los siguientes cinco cambios principales:

- La ubicación de la medición cambia el enfoque

Cuando utilizamos la tecnología de medición en la sala de medición, se trata sobre todo de comprobar la desviación de los valores reales con respecto a los valores objetivo. En última instancia, se trata de una cuestión de precisión absoluta: ¿estamos dentro de la tolerancia o no? Pero si la tecnología de medición se instala directamente en la producción, entonces lo que queremos sobre todo es garantizar la fiabilidad del proceso de nuestra producción. Así que, en última instancia, se trata de la repetibilidad de nuestra producción, o de si tenemos que reajustar algo en las máquinas de procesamiento porque nuestros resultados cambian indeseablemente con el tiempo.

- La duración de la medición es más corta

Si trasladamos el lugar de medición a la producción, tendremos que adaptarnos al ciclo de producción y, por tanto, dispondremos de menos tiempo para la medición individual, sobre todo porque a menudo hay que realizar muestras aleatorias más grandes o incluso una inspección del 100%. Medir más rápido: para ello necesitamos sistemas de medición más rápidos, como sensores ópticos o el rápido cabezal de medición táctil de 5 ejes, como el Renishaw Revo.

- La cantidad de datos medidos aumenta considerablemente

Tradicionalmente, incluso antes de iniciar una medición, analizábamos muy detenidamente qué características y elementos debían medirse realmente para garantizar la calidad de la producción. Abordamos y evaluamos estos puntos; el resultado fue un conjunto manejable de puntos de medición y una evaluación claramente enfocada con un informe de medición.

El escaneado de alta velocidad y las mediciones ópticas nos permiten capturar grandes cantidades de datos con gran rapidez. Esto nos ayuda a seguir el ritmo del tiempo de ciclo de la producción, pero también tenemos que hacer coincidir estos datos con los necesarios para controlar el proceso. De lo contrario, los datos se desperdician. Aquí es donde la colaboración con el cliente puede dar lugar a soluciones de tratamiento de datos muy innovadoras.

- La calidad de los datos aumenta enormemente

Naturalmente, la cantidad de datos que acabamos de describir también abre nuevas posibilidades de evaluación. En primer lugar, la forma en que capturamos los datos tiene ventajas para la calidad de los mismos. No nos limitamos a abordar puntos individuales, sino que también registramos superficies, reconocemos rasgos y bordes y, por tanto, tenemos una visión del objeto medido mucho más amplia que antes. En caso de anomalías, podemos ir a la vecindad de los puntos de medición realmente relevantes y comprobar otras cosas; aquí es donde la nube de puntos ofrece un enorme valor añadido.

- Crecimiento significativo de las técnicas de análisis de datos

Una de las innovaciones técnicas que también influye significativamente en la tecnología de medición es la minería de datos, el aprendizaje automático y numerosos métodos de la llamada inteligencia artificial. Mientras que antes era el usuario quien debía identificar las correlaciones y pautas pertinentes, estos métodos pueden hacernos conscientes de nuevos hechos, visualizarlos y convertirlos así en objeto de nuestros análisis. Creo que estas técnicas pueden servirnos de gran apoyo: ni más ni menos.

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P: Es comprensible que en el pasado los fabricantes de dispositivos se hayan centrado más en la funcionalidad y menos en la usabilidad. ¿Cómo cree que cambiará esto en el futuro?

R: El nuevo requisito de usabilidad del software es facilitar el uso de funciones extensas y complejas. Al principio ya hablamos de la falta de trabajadores cualificados. Cuando la tecnología de medición se traslada a la producción, nos encontramos con usuarios cuyo trabajo es en realidad algo distinto de la medición. Estas personas tienen ahora la tarea adicional: "Poner la pieza en la máquina de medición y ver qué sale". Y eso es exactamente lo que tiene que soportar el software. La operación rápida para los no expertos en medición que "sólo" quieren ver un resultado Ok / no Ok al final. Pero los "expertos" también esperan más y están acostumbrados a aplicaciones del sector privado fáciles de usar en sus smartphones.

P: ¿Cómo cree que la automatización en la programación de plantas simplificará la integración de las mismas y su continua adaptación a los cambios en las piezas de producción?

R: Veo la tendencia y también entiendo por qué tiene sentido. En muchas industrias, trabajamos con menos empleados en piezas que cambian rápidamente. Los tiempos en que podíamos producir la misma pieza durante muchos años han pasado a la historia en muchas industrias. Las células de producción automatizada tienen que adaptarse con rapidez, sin necesidad de reprogramarlas mucho y sin tiempo de preparación. Pero para mí es una consecuencia lógica de nuestra transformación en Industria 4.0. Más individualidad y cambios rápidos, y además con menos personal porque sencillamente no existe. Se trata de un reto para todos nosotros, pero el éxito de su aplicación asegurará nuestro futuro industrial y, por ende, el de nuestras empresas.

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P: ¿Cómo y quién utilizará los datos generados en las fábricas del futuro?

R: Creo que veremos una nueva descripción del puesto con el científico de datos de metrología.

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P: En su opinión, ¿cuál es la hoja de ruta futura de la metrología?

R: La precisión y la rapidez son actualmente los principales requisitos de muchos clientes en materia de tecnología de medición. La reutilización de los programas antiguos también es una condición secundaria muy requerida. Desde mi punto de vista, hoy en día la velocidad comienza con el diseño, utilizando PMI para generar rápidamente un plan de pruebas a partir del modelo de diseño y, a continuación, un programa de medición adecuado; lo último en tecnología con todos los sensores disponibles y junto con la experiencia de usuarios formados en unos pocos puntos centrales. A continuación, estos programas se transfieren a dispositivos de medición que pueden ser manejados por "no expertos en metrología" con aplicaciones muy sencillas o incluso integrarse de forma totalmente automática; posteriormente, los datos son gestionados por el Científico de Datos de Metrología para garantizar un control eficaz del proceso.

La centralización en toda la empresa de los conocimientos metrológicos garantiza una mejor comparabilidad de los resultados, con independencia de la máquina o la tecnología de sensores utilizada, lo que crea más independencia de un proveedor específico y espacio para soluciones innovadoras.

"En metrología, tampoco es lo grande lo que se come a lo pequeño, sino lo innovador lo que se come a lo lento".

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