Technique de mesure intégrée au processus

Metrology News s'est récemment entretenu avec le Dr Heiko Wenzel-Schinzer, CDO (Chief Data Officer) du groupe WENZEL, pour connaître son point de vue sur le rôle futur de la mesure dimensionnelle dans la nouvelle ère de la fabrication intelligente et sur la manière dont la métrologie intégrée au processus et ses défis sont perçus, tant du point de vue des fournisseurs que des utilisateurs.

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Q : Quelles sont les tendances que vous voyez actuellement dans le domaine de l'assurance qualité ?

R : Je constate une nette évolution dans de nombreux secteurs, qui résulte des grandes tendances technologiques que sont l'industrie 4.0, l'Internet des objets et le passage à l'e-mobilité, mais aussi des problèmes de pénurie de main-d'œuvre qualifiée qui se posent désormais très rapidement dans de nombreuses entreprises. Les innovations techniques entraînent une nette modification des pièces à mesurer, des tâches de mesure, mais aussi du lieu de la mesure. Le manque de ressources humaines impose des exigences supplémentaires quant à l'utilisabilité des solutions de mesure.

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Q : L'assurance qualité devient de plus en plus une fonction de production directe. Quel est l'impact de cette évolution sur les appareils de contrôle dimensionnel traditionnels ?

R : Dans la production, nous sommes confrontés à des conditions environnementales différentes en termes de température, de pureté de l'air, de vibrations, etc. La technique de mesure doit s'y adapter ; elle doit être plus robuste face aux influences extérieures et mieux les analyser et les compenser. Il est bien sûr possible de travailler de manière traditionnelle en production, en utilisant ici des enceintes et des salles de mesure spéciales, mais l'espace en production est encore plus précieux qu'ailleurs dans l'entreprise, ce n'est donc pas une option à long terme. Mais les attentes en matière de vitesse et de qualité des résultats de mesure sont de plus en plus élevées, ce qui en fait un défi vraiment passionnant pour nous tous.

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Q : Comment l'emplacement de l'équipement de mesure change-t-il la focalisation d'un fournisseur d'équipement ?

R : Du point de vue du client, les exigences posées au fournisseur de techniques de mesure sont assez simples : précises comme dans une salle de mesure, peu encombrantes, robustes dans leur application et rapides dans la mesure et l'évaluation. Pour nous, cela signifie : une construction mécanique innovante avec des matériaux résistants, l'équipement de nos machines avec des capteurs et des systèmes cyber-physiques pour une rétroaction directe de la mesure sur l'environnement actuel, des temps de mesure rapides grâce au scanning, à des têtes de mesure à 5 axes et à des capteurs optiques et une attention extrême portée à la simplicité d'utilisation du matériel et des logiciels.

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Q : Quels sont les principaux changements que vous apportez en tant que fournisseur ?

A: Je vois les cinq principaux changements suivants :

- Le lieu de la mesure modifie la focalisation

Lorsque nous utilisons la technique de mesure dans la salle de mesure, il s'agit en premier lieu de vérifier l'écart entre les valeurs réelles et les valeurs théoriques. En fin de compte, c'est une question de précision absolue : sommes-nous dans les limites de tolérance ou non ? Mais si la technique de mesure est installée directement dans la production, nous voulons avant tout assurer la sécurité des processus de notre production. En fin de compte, il s'agit donc de la répétabilité de notre production, ou devons-nous procéder à quelques ajustements sur les machines d'usinage parce que nos résultats se modifient de manière indésirable avec le temps.

- La durée de la mesure est plus courte

Si nous déplaçons le lieu de la mesure en production, nous devons nous adapter à la cadence de la production et avons donc moins de temps pour chaque mesure, d'autant plus qu'il faut souvent réaliser des échantillons plus importants ou même un contrôle à 100%. Mesurer plus rapidement - pour cela, nous avons besoin de systèmes de mesure plus rapides, comme des capteurs optiques ou la tête de mesure tactile rapide à 5 axes comme la Renishaw Revo.

- La quantité de données mesurées augmente considérablement

Traditionnellement, nous avons regardé très attentivement, avant même de commencer une mesure, quels étaient les caractéristiques et les éléments qui devaient vraiment être mesurés pour assurer la qualité de la production. Nous avons touché à ces points et les avons évalués ; le résultat était une quantité gérable de points de mesure et une évaluation clairement ciblée avec un rapport de mesure.

Grâce au scannage à grande vitesse et aux mesures optiques, nous pouvons collecter très rapidement de grandes quantités de données. Cela nous aide à suivre le temps de cycle de la production, mais nous devons aussi faire correspondre ces données à ce qui est nécessaire pour contrôler le processus. Dans le cas contraire, les données sont gaspillées. C'est là que la collaboration avec le client peut déboucher sur des solutions très innovantes pour le traitement des données.

- La qualité des données augmente énormément

La quantité de données que nous venons de décrire ouvre bien entendu de nouvelles possibilités d'évaluation. Tout d'abord, le mode d'acquisition des données présente des avantages pour la qualité des données. Nous ne nous contentons pas d'aborder des points isolés, mais saisissons également des surfaces, reconnaissons des caractéristiques et des arêtes et avons ainsi une vue beaucoup plus large de l'objet de mesure qu'auparavant. En cas d'anomalies, nous pouvons aller dans le voisinage des points de mesure réellement pertinents et vérifier d'autres choses ; le nuage de points offre ici une énorme valeur ajoutée.

- Nette augmentation des techniques d'analyse des données

L'une des innovations techniques qui influencent également de manière déterminante la technique de mesure est le Data Mining, l'apprentissage automatique, de nombreuses méthodes dites d'intelligence artificielle. Alors qu'il incombait auparavant à l'utilisateur d'identifier les relations et les modèles pertinents, ces méthodes peuvent attirer notre attention sur de nouveaux faits, les visualiser et en faire ainsi l'objet de nos analyses. Je pense que ces techniques peuvent nous aider considérablement : ni plus, ni moins.

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Q : Dans le passé, les fabricants d'appareils se sont concentrés davantage sur la fonctionnalité et moins sur la convivialité, ce qui est compréhensible. Selon vous, comment cela va-t-il changer à l'avenir ?

A: La nouvelle exigence en matière de convivialité des logiciels est de pouvoir utiliser facilement des fonctions étendues et complexes. Au début, nous avons déjà parlé de la pénurie de personnel qualifié. Lorsque la technique de mesure se déplace vers la production, nous y trouvons des utilisateurs dont le travail est en fait autre chose que la mesure. Ces personnes se voient confier une tâche supplémentaire : "Posez la pièce sur la machine à mesurer et voyez ce qui en sort". Et c'est précisément ce que le logiciel doit prendre en charge. L'utilisation rapide pour les non-experts de la mesure qui veulent "seulement" voir un résultat ok / pas ok à la fin. Mais les "experts" attendent aussi plus et sont habitués à des applications faciles à utiliser sur leurs smartphones dans le domaine privé.

Q : Comment voyez-vous l'automatisation dans la programmation des installations, qui facilite l'intégration des installations et leur adaptation permanente aux modifications des pièces de production ?

A: Je vois la tendance et je comprends aussi pourquoi elle est judicieuse. Dans de nombreux secteurs, nous travaillons avec moins de collaborateurs sur des pièces qui changent rapidement. L'époque où nous pouvions produire la même pièce pendant de nombreuses années est révolue dans de nombreux secteurs. Les cellules de production automatisées doivent alors s'adapter rapidement, sans beaucoup de reprogrammation et de temps d'installation. Mais pour moi, c'est une conséquence logique de notre transformation industrielle 4.0. Plus d'individualité et un changement rapide, et ce avec moins de personnel, tout simplement parce qu'il n'y en a pas. C'est un défi pour nous tous, mais une mise en œuvre réussie garantit notre avenir industriel et donc nos entreprises.

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Q : Comment et par qui les données générées seront-elles utilisées dans les usines du futur ?

A: Je pense que nous allons voir apparaître un nouveau profil professionnel avec le Metrology Data Scientist.

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Q : Quelle est, selon vous, la future feuille de route pour la métrologie ?

A: La précision et la vitesse sont actuellement les principales exigences de nombreux clients en matière de métrologie. La réutilisabilité des anciens programmes est également une condition secondaire très souvent exigée. De mon point de vue, la vitesse commence aujourd'hui avec la conception, en générant rapidement un plan de contrôle à partir du modèle de conception à l'aide de PMI, puis un programme de mesure adapté ; à l'état de l'art avec tous les capteurs disponibles et ensemble avec l'expertise d'utilisateurs formés à quelques points centraux. Ces programmes sont ensuite transférés sur des appareils de mesure qui peuvent être utilisés par des "non-experts en métrologie" avec des applications très simples, voire être intégrés de manière entièrement automatique, les données étant ensuite gérées par le Metrology Data Scientist afin de garantir un contrôle efficace des processus.

La centralisation du savoir-faire métrologique à l'échelle de l'entreprise assure une meilleure comparabilité des résultats, quelle que soit la technique de machine ou de capteur utilisée, ce qui permet une plus grande indépendance vis-à-vis d'un fournisseur particulier et laisse la place à des solutions innovantes.

"En métrologie aussi, ce n'est pas le grand qui mange le petit, mais l'innovant qui mange le lent".

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