Metrologie op afstand:zo verzamelt u kritieke productiegegevens

Met fabrikanten die meer willen doen met minder om winstgevend te blijven, is meten op afstand van vitaal belang. Dit is wat u moet weten over de tools die kritieke meetpunten vrijwel overal verzamelen.

Metrologie is de wetenschap van het meten. Het is een zeer technisch onderwerp, maar voor autofabrikanten, ruimtevaartfaciliteiten, medische fabrikanten - en iedereen die betrokken is bij het produceren van discrete componenten - gaat metrologie vooral over het verzekeren dat de diepten, diameters, posities, lengtes en hoeken van onderdelen allemaal voldoen aan de maattoleranties.

Toch is metrologie veel meer dan micrometers en hoogtemeters, te beginnen met het verzamelen van dimensionale gegevens, gevolgd door de statistische analyse ervan.

Geautomatiseerd en kosteneffectief

Het gebruik van statistieken in kwaliteitsmanagement is niets nieuws. In feite is het bijna 100 jaar oud. Voor het eerst voorgesteld door natuurkundige en ingenieur Walter Shewhart, leidden zijn inspanningen om onderdeelvariatie te verminderen tot de ontwikkeling van SQC (statistische kwaliteitscontrole) en de subset SPC (statistische procescontrole). Tegenwoordig zijn SPC en SQC centrale componenten van elk kwaliteitscontrolesysteem.

De termen worden vaak door elkaar gebruikt, hoewel metrologische puristen zullen beweren dat er een significant verschil is. Waar SPC tijdens het fabricageproces wordt gebruikt om defecten te voorkomen en de kwaliteit van onderdelen te verbeteren, wordt SQC achteraf uitgevoerd. Beide zijn echter afhankelijk van gegevensverzameling en -analyse en beide helpen trends in het productieproces te identificeren.
 

De vraag wordt dan:wat is de beste manier om productiegegevens te verzamelen en vast te leggen?

Veel werkplekken vertrouwen nog steeds op handmatige metingen, waarna ze waarden opschrijven met pen en papier of ze in een spreadsheet typen. En hoewel er niets mis is met het eerste deel - handmatige metingen doen - zijn er zeker veel meer geautomatiseerde en kosteneffectieve methoden om dimensionale gegevens te verzamelen voor gebruik in statistische procescontrole of een softwaresysteem voor kwaliteitsbeheer.

Hardware voor gegevensverzameling:metrologie via de ether

Een daarvan komt van de L.S. Starrett Company, waar Jeffrey Wilkinson, directeur Onderzoek en Ontwikkeling, verschillende opties voor efficiënte industriële gegevensverzameling beschrijft.

"We hebben bedrade multiplexers die gegevens van een reeks meetinstrumenten kunnen nemen en die waarden naar een computer kunnen sturen", zegt hij. "Daarnaast hebben we onze DataSure-productlijn, die in wezen een virtuele of draadloze versie van een multiplexer is."

Bij DataSure moet het meetinstrument, bijvoorbeeld een micrometer of schuifmaat, zijn uitgerust met een radio, legt Wilkinson uit. Terwijl de operator elke meting uitvoert, drukt hij of zij op een knop op het apparaat en stuurt de gegevens naar een gateway die op de computer is aangesloten. De gegevens worden ofwel getabelleerd in een logboekvorm of via een COM-poort naar een SPC-programma of Microsoft Excel gestuurd. Een multiplexer bereikt hetzelfde, maar gebruikt een kabel in plaats van een radio om gegevens te verzenden.

Voor toepassingen op afstand of in het veld kunnen gegevens van het handgereedschap naar een mobiele app op de smartphone van de gebruiker worden verzonden. Van daaruit kan het worden gemaild, opgeslagen voor upload wanneer de gebruiker terugkeert naar het thuiskantoor, of verzonden naar een beveiligde gateway die de informatie deelt met de fabriek of het moederschip van het bedrijf. Dit laatste scenario is ook van toepassing op organisaties met meerdere faciliteiten, zelfs die in verschillende staten, landen en continenten.

Wilkinson zegt:“We hebben veel toepassingen waarbij er niets meer is dan een benchtopcomputer die communiceert met tools op de werkvloer, en alles is lokaal voor die faciliteit. Aan de andere kant hebben we één klant in Azië die hun gegevens daadwerkelijk via internet naar een locatie in Europa stuurt, waar ze worden verwerkt en teruggestuurd naar de oorspronkelijke site voor weergave op een gebruikersinterface. Er zijn tegenwoordig zoveel fabrikanten die kwaliteitsgegevens verzamelen, gebruiken en opslaan, dat we een zeer flexibel systeem hebben moeten ontwikkelen dat aan een reeks verschillende vereisten kan voldoen.”

Software voor gegevensverzameling:de cruciale link

Hany Abdel-Motaleb, MeasurLink en datamanagementspecialist bij Mitutoyo America Corp., ziet vergelijkbare vereisten. Net als Starrett en anderen biedt het bedrijf traditionele multiplexers en alle benodigde hardware voor bekabelde gegevensverzameling. Voor faciliteiten die kabels willen overslaan, biedt Mitutoyo echter ook U-WAVE, een hardwaresysteem waarmee u meetgegevens draadloos naar een computer kunt verzenden.
 

In deze Q&A-sessie van MeasurLink bespreken Drew Klaber en Jeremy Banks van Mitutoyo America Corp. het werken met systemen voor gegevensverzameling.

U-WAVE bestaat uit twee componenten, legt Abdel-Motaleb uit:een ontvanger die via USB op de computer is aangesloten, en afzonderlijke zenders voor elk meetinstrument, die zich tot 20 meter van de ontvanger kunnen bevinden. Er is ook een softwaregedeelte dat de communicatie tussen de verschillende apparaten beheert.

Ongeacht hoe de gegevens worden verzameld of welk systeem dan ook wordt gebruikt om deze te verzamelen, het is van beperkte waarde zonder enige vorm van kwaliteitssoftware voor gegevensbeheer. In het geval van Mitutoyo is deze software MeasurLink, een modulair systeem dat statistische analyse, het volgen en kalibreren van meetgegevens, procesanalyse, SPC en meer ondersteunt. "Zodra de gegevens zich in de MeasurLink-database bevinden, zijn ze op afstand toegankelijk via de cloud of rechtstreeks vanuit een SQL-database op het netwerk van de klant", zegt Abdel-Motaleb.

Begin nu met het verzamelen van winkelvloergegevens

Voor faciliteiten die nerveus zijn over de kosten en het gedoe van het implementeren van bekabelde of draadloze gegevensverzamelingshardware, laat staan ​​een kwaliteitssoftwaresysteem voor gegevensbeheer, het is niet zo'n grote taak als men zou denken. Abdel-Motaleb suggereert dat de olifant hap voor hap kan worden gegeten, en je hebt misschien al wat van de benodigde hardware.

"Veel schroefmaten, indicatoren en remklauwen zijn al uitgerust met de benodigde poort", zegt hij. "Als dat zo is, is alles wat nodig is een enkele kabel en een computer om te beginnen met het verzamelen van gegevens." Dit elimineert de kans op het verkeerd typen van informatie, voegt hij eraan toe, evenals de kans dat een dure bewerkingsmachine onbedoeld stil blijft staan ​​terwijl de operator dimensionale gegevens opschrijft of typt. Verder komt de inspanning achter een volledige implementatie neer op twee dingen:waar wil je gegevens verzamelen en wat wil je ermee doen?

"Afhankelijk van hoe groot je implementatie is en hoeveel ruimte voor verbetering je hebt, is het rendement op de investering voor deze systemen meestal vrij snel", zegt hij. “Als bewijs heb ik onlangs met een klant gewerkt die hun schrootkosten het eerste jaar met $ 180.000 verlaagde. De investering in MeasurLink, U-WAVE en nieuw handgereedschap was slechts een fractie van die kosten. Dat gezegd hebbende, is het vrij normaal om binnen een jaar of minder een volledige ROI te behalen."

Is uw instelling begonnen met het verzamelen van gegevens? Welke tips kun je delen?