Forschungsvorhaben QS Rein 4.0

Industrie 4.0 auf industrielle Teilereinigung übertragen

Industrielle Teilereinigung
Prof. Lothar Schulze ist Geschäftsführer der Sita Messtechnik GmbH in Dresden. Als stellvertretender Vorsitzender des Fachverbandes für industrielle Teilereinigung FiT hat er den Fachausschuss Reinigung geleitet. Heute arbeitet er projektbezogen und betreut im FiT den Arbeitskreis QS Rein 4.0, der das geplante gleichnamige Forschungsvorhaben voranbringen soll Bild: Sita Messtechnik
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Je mehr über die chemischen und mechanischen Zusammenhänge bei der industriellen Teilereinigung bekannt ist, desto größer sind die Chancen, den Prozess zu beherrschen und zu steuern. Prof. Lothar Schulze will die Branche mit dem Forschungsvorhaben QS Rein 4.0 in diese Richtung weiterentwickeln und erläutert im Interview mit medizin&technik das Warum und das Wie.

Dr. Birgit Oppermann
birgit.oppermann@konradin.de

Herr Professor Schulze, warum muss sich im Bereich der Teilereinigung etwas ändern?

Bisher haben wir uns, was geschichtlich bedingt ist, vor allem mit der Qualitätssicherung und der Prozessführung beschäftigt. Für diese Arbeitsweise gibt es bei den klassischen Fertigungsverfahren viele Anhaltspunkte. Beim Spritzgießen, Schleifen, Drehen, Stanzen und so weiter können wir Winkel prüfen oder Toleranzen für Abmessungen festlegen. Bei der Reinigung ist das nicht so einfach: „Die Sauberkeit“ eines Teiles können Sie ebenso wenig messen wie „die Stille“. Wir können nur Parameter verändern und das Ergebnis bewerten, das eine Laboranalyse liefert. Da werden dann drei Teile entnommen, die Anlage läuft weiter, und nach fünf Stunden erfahre ich, dass schon bei der Teileentnahme die Ergebnisse nicht mehr im grünen Bereich waren und alles, was zwischenzeitlich durch die Anlage lief, ebenfalls nicht in Ordnung ist. Das ist kein modernes Arbeiten.

Wie wird dieses Problem aktuell gelöst – und was könnte man besser machen?

Weil man wenig Genaues weiß, wird im Zweifel zu viel Reiniger eingesetzt oder ein Bad zu oft erneuert, aus einem gewissen Sicherheitsdenken heraus. Das ist weder wirtschaftlich noch umweltgerecht. Um das zu ändern, müssen wir mehr über die Verfahrenswege erfahren, über die Zusammenhänge bei den physikalischen und chemischen Schritten. Dann können wir messbare Qualitätsmerkmale festlegen. Sobald wir dieses Wissen haben, lassen sich Elemente, die für Industrie 4.0 entwickelt werden, für die Reinigung nutzen, und diesen Weg sollten wir gehen.

Wie verbreitet ist diese Sichtweise bei den Anlagenbauern schon?

Mit dem Thema stehen wir noch ganz am Anfang. Als ich vor etwa zwei Jahren angefangen habe, mich mit Industrie 4.0 für die Reinigungstechnik zu beschäftigen, gab es dazu gar nichts. Dann haben wir 6000 Fragebögen in der Branche verschickt und 214 Antworten bekommen. Fazit: Die Hälfte der Befragten hält das Thema für bedeutend, weiß aber wenig darüber. Und mehr als die Hälfte der Befragten geht davon aus, dass nicht Service, Instandhaltung oder die Losgröße 1 das Wichtigste in dem Zusammenhang seien, sondern Lösungen für die Qualitätssicherung in der Bauteilreinigung. Bedarf scheint es also zu geben – und wir müssen nun für unser Forschungsvorhaben QS Rein 4.0 die Anlagenbauer, Chemikalienlieferanten und Messtechniker mit den Anwendern verbinden, um voranzukommen.

Wie dringend werden Lösungen gebraucht?

Der Druck auf die Bauteilsauberkeit steigt, derzeit unter anderem in der Automobilindustrie, aber nicht nur dort. Gefordert wird dokumentierte Prozessqualität – was nicht das Gleiche ist wie Produktqualität. Aber schon aus diesem Grund kommen viele Experten aus der Qualitätssicherung in die Seminare. Sie wollen lernen, die Reinigung besser zu beherrschen und zu dokumentieren. Abgesehen davon müssen wir uns aber auch schon jetzt darauf einstellen, dass ganz neue Anforderungen auf die Reinigung zukommen werden: Zukünftig werden wir es zum Beispiel auch mit Bauteilen aus Metall oder Kunststoff zu tun haben, die elektrische Verbindungen herstellen sollen. Auch für solche Herausforderungen werden wir Antworten liefern müssen.

Wie viel von der Technik, die man für eine Reinigung 4.0 bräuchte, gibt es schon?

Die Entwicklung von Komponenten für Industrie 4.0 schreitet rasant voran, davon kommt manches für unsere Zwecke in Frage. Es geht aber nicht darum, zum Beispiel einen komplizierten Sensor zu entwickeln, mit dem ich bei der Reinigung etwas messen kann, sondern mehr darum, den Prozess so gut zu verstehen, dass ich mit einem einfachen Sensor eine gewünschte Auskunft bekomme. Das so etwas grundsätzlich funktioniert, zeigen Waschmaschinen aus dem Haushaltsbereich: Unterschiedliche Textilien nehmen in charakteristischer Weise Flüssigkeit auf. Also reicht ein einfacher Füllstandsensor aus, damit die Steuerung aus der zugeführten Wassermenge und dem damit erreichten Füllstand Rückschlüsse darauf ziehen kann, was wohl für ein Material in der Maschine ist – und das Waschprogramm mit der entsprechenden Mechanik startet. Wenn wir mehr über die Teilereinigung wissen, lassen sich solche Ansätze auch in der Industrie umsetzen.

In der Reinigung spielen auch chemische Prozesse eine Rolle. Wie zugänglich sind diese für das Konzept Industrie 4.0?

Ich habe in entsprechender Runde einfach mal die Frage gestellt, wieso es keine kommunikationsfähigen Chemiekalien gibt. Damit habe ich erwartungsgemäß zunächst Erstaunen geerntet. Dann aber folgte das Interesse seitens der Chemikalienhersteller. Die Erkenntnis war dann, dass Reinigungschemie durchaus Feedback geben kann, zum Beispiel durch Indikatoren, deren Fluoreszenz bei UV-Licht messbar wird. Es lohnt sich also durchaus, auch in diese Richtung zu denken.

Welche Aufgabe bekommt die Software im Umfeld der Reinigung?

Wir werden Informationstechnik brauchen, um das vorhandene Erfahrungswissen zu verknüpfen, verfügbar zu machen und zu neuen Lösungen zu kommen. Da denke ich an semantische Speichertechnologien, die es zwar ansatzweise im Consumer-Bereich gibt und die dort auch gut funktionieren. Sollte da mal eine Funktion für eine Kamera, ein Spiel oder ein Infosystem kurzfristig nicht verfügbar sein, ist das für den Nutzer kein Problem. Der Mensch ist tolerant. Für die industrielle Nutzung brauchen wir allerdings Funktionssicherheit und Zuverlässigkeit – und in dieser Ausprägung besteht noch Entwicklungsbedarf bei der Software.

Wer bringt das notwendige Know-how mit, um die Reinigung in Richtung Industrie 4.0 voranzubringen?

Es gibt hier in Deutschland im Bereich Reinigungstechnik viele Hersteller, die ich als weltweit führend bezeichnen würde. Das wird in den nächsten Jahren auch so bleiben, und vor diesem Hintergrund stehen die Chancen gut, dass diese den nächsten Schritt machen können. Allerdings tut sich bei Sensoren, Software und Aktoren für Industrie 4.0 auf der ganzen Welt so viel, dass sich auch anderswo interessante Dinge entwickeln könnten. Daher muss man weltweit denken und auch international nach Kooperationspartnern schauen.


Mehr zum Forschungsvorhaben QS Rein 4.0

Das Forschungsvorhaben QS Rein 4.0 soll die Grundlagen schaffen, um das Konzept von Industrie 4.0 in die Reinigungstechnik zu übertragen. Dafür ist ein Verbund von Unternehmen und Forschungseinrichtungen geplant, in dem einzelne Projekte definiert und bearbeitet werden. Entstanden ist die Idee im Fachverband industrielle Teilereinigung (FiT). Auf der Messe Parts2clean stellt sich QS Rein 4.0 vom 23. bis 25. Oktober 2018 mit einer Sonderschau vor.

Über den FiT: http://fit.zvo.org/

Erste Lösungen der Sita Messtechnik GmbH, die eine qualitätssichernde Prozessführung zur Sauberkeitskontrolle von Bauteilen mit Fluoreszenzmesstechnik ermöglichen, sind bereits weltweit im Einsatz. Sita auf der Messe Parts2clean: Halle 2 Stand B21.

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