▌申报方案名称：车间测量技术在数字工厂的作用

▌所在企业名称（全称）：温泽测量仪器(上海)有限公司

▌入选方案材料介绍：

温泽希望通过更好地了解用户需求，来为用户的测量任务提供最佳的解决方案。这就要求我们应积极地应对当前的计量发展趋势。 我们将在下面阐述相关原因。 由于制造企业的持续数字化在这一趋势背景下非常重要，我们也一直关注计量学在数字工厂中的作用。

下文中，我们将重点关注工业计量领域的方向及趋势：

· 直接在生产中检测：检测技术离生产越近越好。在线或近线检测解决方案正变得越来越普遍，因此公司期望越来越多的“即插即用”式的解决方案可用于生产中检测技术的集成和自动化。

· 过程保障和产品测试正在成为企业检测领域中越来越重要的部分：过程的保障是在生产线上进行的，这里以速度要求为准；尺寸、形状和位置的检测仍在测量室中进行，这里以精度要求为准。

· 检测技术在实际应用中将变得更加容易：生产型企业中的用户并非是计量专家。因此，测量结果的便于操作性以及易于理解性将越来越受到重视。特别是对于生产型企业的用户，全新的用户界面和操作概念是必需的。

· 快速执行：质量保证（QA）过程必须能够跟上生产的节奏。这意味着更快的测量，就要集中检测要点，在重复检测的情况下不必重复所有的步骤。

· 对制造机器做出直接响应：如果发现错误/问题，应立即报告并解决。校正值的快速发展已成为质量保证（QA）的一个基本目标。

· 通过人工智能（AI）提供预测支持：在生产“超差”之前检测到趋势变化。这就是未来几年将引入人工智能（AI）解决方案并支持而不是凌驾于用户之上的地方。

数字化工厂日趋重要

当然，检测技术也将在数字工厂中发挥重要的作用，也可能比以前更重要。由于我们对随机样本的检测通常是不够的，因此随着批量生产需求的减少、产品的个性化以及创新制造工艺（例如增材制造）的使用，测量技术将面临全新的挑战。除了产品检测符合公差范围，计量解决方案还非常适合确保过程的稳定性。

作为质量保证（QA）的一部分，检测技术将自己定位成协助生产顺利进行的合作伙伴，而不是其控制者。这是长久以来我们所希望看到的，但事实上，并非处处都是如此。如果把测量设备直接搬到生产车间中，则现有的工艺流程和组织架构的限制都将消失，这将改善生产和质量保证（QA）之间的直接对话。

目前，许多制造商意识到生产环境或全自动生产线中直接测量的优势所在。生产中物料流转更容易处理，工人可以更快地获得结果并能够立即介入处理。这减少了浪费，起到了防患于未然的作用，从而减少了次品的误判率。

生产环境和测量室有什么区别？

在质量领域的各个重要方面，对于生产的要求均有所不同，尤其是对操作性、环境和可靠性方面的要求。理想情况下，工人可以在生产设备附近直接进行测量。操作简单、快速启动、一目了然的测量结果为生产留出了时间。这就需要一款具有直观的控制、清晰的报告和趋势分析功能的软件。现在的软件解决方案，已经可以区分面向编程人员或面向操作员工，或者支持部分自动化编程。

大势所趋，势在必行

这是一台现代化技术生产的测量机，它优化到最小占地面积（占地面积仅为2.3 m²），符合人体工程学设计、便于操作。

由于测量机靠近生产设备的距离很近，因此测量机必须占用很小的空间。借助现代化的生产方法和设计技术（例如拓扑优化和FEM仿真），可以将机器制造得非常紧凑、轻巧，并且可以将控制器和电子设备集成到机器中。

通常很小的改变对于测量员来说却有很大的不同，例如巧妙集成一个测头交换架，可对应地获得最大的测量表面。例如：在龙门机上，为了便于装载，所有侧面的底板的水平表面处理都是起决定性作用的。这意味着坐标测量机三面可及，是集成自动化的理想选择。

测量技术与生产同步

在生产中，周期决定速度，而以前的重点是精准和可追溯的测量。现在如何处理这个问题？因为测量结果越精准，通常需要的时间就越长。幸运的是，有高精度的测量系统，测量时可通过测头快速扫描成像，光学测头也可以以足够的精准度快速测量大尺寸工件。

如果这还不够，您可以使用快速比对仪或以更快的模式操作测量机。至此，可重复性得以保证，并且趋势仍然可以观察到。在随机样本测量中将测量值与精确的绝对测量值进行比较。

按速度和精度对测量系统进行图解分类

生产也在发生深刻的变化。一系列快速的变化和人员变化从根本上改变了框架条件。因此，找到可持续的解决方案很重要：

• 灵活性 - 测头技术的升级改造和移机的便捷性可轻松适应新系列的打造

• 自动化能力 - 来自制造商预配置的自动化解决方案使机器易于扩展

• 监测的可能性 - 在线监测工具已经成为标准工具，并为预测性维护提供了基础

通过出色且可预见的服务获得可靠性

即使造型再美观的设备，如果静止不动，也毫无用处。特别是在生产中，人们习惯于用高可用性进行计划，并把可靠性和可预测性通过服务合同体现出来。最后，整体方案是起到决定性作用的：当然，具有吸引力的购买价格很重要，但在机器正常运行后，合理的运行成本（拥有成本）和可用性至少同样重要。

除了可靠的机器结构，遍布全球的零件供应，制造商还提供了模块化的服务程序，这些程序具有许多优点：

• 最新的软件

• 保证响应时间

• 计划成本

• 延长保修期

正是这些方面与用户的日常操作息息相关。

稳固的机械工程技术

我们在客户工厂遇到的生产环境与他们生产的零件一样复杂多样：在机器设计中，与测量室相比，适用于车间的测量机在设计上需要考虑许多新的问题。

• 温度特性：材料的选择和各部件的连接对于确保机器尽可能平稳地运行至关重要。然后，在复杂测量中（见图示），残余误差会被记录在恒温恒湿系统中，并在测量过程中进行温度补偿。

• 24/7全天候运行：这里使用的驱动和导向系统尽可能地稳固、可靠。固定部位的防污性也很重要，例如垂直安装测量系统和受保护的驱动杆（见图）。

• 防振系统：多年的客户经验表明，气浮轴承也适用于生产环境。如果周边环境较差，可以考虑使用主动气浮减震系统或者是采用更加稳固的直线导轨作为传动系统

左：生产测量解决方案要在恒温恒湿箱和振动检测站中进行大量的测试，直到准备好可用于车间检测为止。

右：小细节很重要，例如防护型光栅和驱动装置，固定位置也起到很大的作用。

没有唯一的解决方案，因此我们和其他制造商提供不同的设备以及配件组合。

稳固的机械工程技术

当然，针对各行业应用量身定制的结合了测头技术的高质量机械工程是前提条件。为了创建一个完整的测量解决方案，还需具备：

• 人体工程学：高效的适用于生产过程中物料流转的解决方案

• 操作理念：操作员可以操作的可靠的解决方案

• 面向未来：该机器可轻松适应新工艺并通过现代化测头技术进行扩展

• 拥有成本：现代软件提供可靠且可计划的服务，使日常生活更加轻松

数字化是变革的驱动力，因为技术创新只能使上述可能性成为可能，而另一方面，则需要进行彻底反思。数字化提高了客户的个性化程度，从而减少了批量大小，因此，这通常会使得随后对作为随机样本的单个零件进行检测变得毫无意义。更加灵活的生产设备——例如，将当前的订单灵活的预定分配到空闲的设备中检测——需要更加灵活的测量解决方案。测量程序必须以可以快速传输到其它机器的方式创建，并且在必要时，在不影响测量结果可比性的情况下进行调整。

当然，诸如光学测头或者计算机断层扫描之类的新技术也为测量技术提供了新的动力。“过去”主要是确定组件的相关痛点以进行进一步的处理，而现在可以先收集大量数据，然后根据需要进行处理。任务很快就不再是寻找和测量各个点了，而是从测量的大量数据中找到正确的相关参数，最重要的是解释这些参数数据。在这里，人工智能和机器学习——将在未来发挥重要作用。我们将这些技术视为辅助测量技术人员的一项查找功能。如果该技术能够识别并选择异常值和可能出现的问题，则测量技术人员可以专注于分析、解释和反馈。