Удаленная метрология: освоение сбора данных для точного производства

С производителями, стремящимися делать больше с меньше для сохранения прибыльности, удаленное измерение жизненно важно. Вот что вам нужно знать об инструментах, собирающих критические точки измерения практически отовсюду.

Метрология — наука об измерении. Это глубоко техническая тема, но для автопроизводителей, аэрокосмических объектов, медицинских производителей — и любого другого, вовлеченного в производство дискретных компонентов — метрология в основном о том, чтобы гарантировать, что глубины признаков детали, диаметры, позиции, длины и углы все соответствуют размерным допускам.

Тем не менее, в метрологии есть намного больше, чем микрометры и высотомеры, начиная с сбора размерных данных, за которым следует их статистический анализ.

Автоматизированный и затратоэффективный

Использование статистики в управлении качеством — ничего нового. Фактически, это почти 100 лет. Первым предложил физик и инженер Уолтер Шуварт, его усилия по снижению вариации деталей привели к разработке SQC (статистического контроля качества) и его подмножества SPC (статистического контроля процесса). Сегодня SPC и SQC — центральные компоненты любой системы контроля качества.

Термины часто используются взаимозаменяемо, хотя метрологические пуристы будут спорить, что есть значительная разница. Где SPC используется во время производственного процесса для предотвращения дефектов и улучшения качества детали, SQC выполняется постфактум. Однако оба полагаются на сбор и анализ данных, и оба помогают выявлять тренды в производственном процессе.

Вопрос тогда становится: Какой лучший способ собрать и записать производственные данные?

Многие рабочие места все еще полагаются на ручные измерения, затем записывают значения ручкой и бумагой или вводят их в таблицу. И хотя нет ничего плохого в первой части — взятии ручных измерений — есть определенно более автоматизированные и затратоэффективные методы собрать размерные данные для использования в статистическом контроле процесса или системе программного обеспечения управления качеством.

Аппаратное обеспечение сбора данных: метрология по эфиру

Один из этих приходит от L.S. Starrett Company, где директор исследований и разработок Джеффри Уилкинсон описывает несколько вариантов для эффективного промышленного сбора данных.

«У нас есть проводные мультиплексоры, которые могут взять данные из ряда инструментов измерения и отправить эти значения к компьютеру», — говорит он. «За пределами того, у нас есть наша линейка продуктов DataSure, которая по сути виртуальная или беспроводная версия мультиплексора».

С DataSure, устройство измерения — микрометр или штангенциркуль, например — должно быть оснащено радио, объясняет Уилкинсон. Как оператор берет каждое измерение, он или она нажимает кнопку на устройстве, отправляя данные к шлюзу, подключенному к компьютеру. Данные либо табулируются в виде лога, либо отправляются через COM-порт к SPC программе или Microsoft Excel. Мультиплексор выполняет то же самое, но использует кабель вместо радио для передачи данных.

Для удаленных или полевых применений, данные могут быть отправлены от ручного инструмента к мобильному приложению на смартфоне пользователя. Оттуда их можно отправить по электронной почте, сохранить для загрузки при возвращении пользователя в домашний офис, или отправить к безопасному шлюзу, который делится информацией с фабрикой или корпоративным материнским кораблем. Этот последний сценарий также применяется к организациям с множественными объектами, даже расположенными в разных штатах, странах и континентах.

Говорит Уилкинсон: «У нас много применений, где нет ничего больше, чем настольный компьютер, говорящий с инструментами на производственном участке, и всё локально для того объекта. На другом экстреме, у нас есть один клиент в Азии, который фактически отправляет их данные через веб к локации в Европе, где они обрабатываются и отправляются обратно к исходному сайту для отображения на пользовательском интерфейсе. Есть так много производителей сегодня, которые собирают, потребляют и хранят данные качества, что нам пришлось разработать очень гибкую систему, способную обрабатывать ряд разных требований».

Программное обеспечение сбора данных: критически важная связь

Хани Абдель-Моталеб, специалист MeasurLink и управления данными в Mitutoyo America Corp., видит похожие требования. Как Starrett и другие, компания предлагает традиционные мультиплексоры и всё необходимое аппаратное обеспечение для проводного сбора данных. Для объектов, желающих пропустить кабели, однако, Mitutoyo также предлагает U-WAVE, аппаратную систему, позволяющую беспроводно передавать информацию измерения к компьютеру.

В этой сессии MeasurLink Q&A, Дрю Клабер и Джереми Банкс из Mitutoyo America Corp. обсуждают работу с системами сбора данных.

U-WAVE состоит из двух компонентов, объясняет Абдель-Моталеб — приемника, подключенного к компьютеру через USB, и индивидуальных передатчиков для каждого инструмента измерения, которые могут находиться до 60 футов от приемника. Есть также программная часть, управляющая коммуникацией между разными устройствами.

Независимо от того, как данные собираются или какая система используется для их сбора, они ограниченной ценности без какой-либо формы программного обеспечения управления качественными данными. В случае Mitutoyo, это программное обеспечение — MeasurLink, модульная система, поддерживающая статистический анализ, отслеживание и калибровку измерителей, анализ процесса, SPC и больше. «Как только данные в базе данных MeasurLink, они могут быть доступны удаленно через облако или напрямую из SQL базы данных в сети клиента», — говорит Абдель-Моталеб.

Начните сбор данных цеха сейчас

Для объектов, нервных о затратах и хлопотах внедрения проводного или беспроводного аппаратного обеспечения сбора данных, не говоря уже о системе программного обеспечения управления качественными данными, это не такая большая задача, как можно подумать. Абдель-Моталеб предлагает, что слона можно съесть одним укусом за раз, и у вас может уже быть по крайней мере некоторое необходимое аппаратное обеспечение.

«Многие микрометры, индикаторы и штангенциркули уже оснащены необходимым портом», — говорит он. «Если так, всё, что нужно — это один кабель и компьютер для начала сбора данных». Это устраняет шанс ошибки при вводе, добавляет он, а также шанс, что дорогой станок будет непреднамеренно сидеть без дела, пока оператор записывает или вводит размерные данные. За пределами того, усилие за полной реализацией сходится к двум вещам — где вы хотите собирать данные, и что вы хотите с ними сделать?

«В зависимости от того, насколько велика ваша реализация и сколько места для улучшения у вас есть, возврат инвестиций для этих систем обычно довольно быстрый», — говорит он. «Как доказательство, я недавно работал с клиентом, который сократил свои затраты на брак на $180 000 в первый год. Инвестиция в MeasurLink, U-WAVE и новые ручные инструменты была лишь долей этой стоимости. Тем не менее, достижение полного ROI в год или менее — довольно обычно».

Начал ли ваш объект сбор данных? Какие советы вы можете поделиться?