Prägende Erfahrungen

Smart Camera bewährt sich im Qualitätswesen bei Semesterprojekten
Smart Camera bewährt sich im Qualitätswesen bei Semesterprojekten

Im 6. Semester des Studiengangs „Produktion und Prozessmanagement“ sollen sich die Studenten der Hochschule Heilbronn beweisen und das anwenden, was sie in den vorherigen Semestern und im Praktikum gelernt haben. Die Zeit ist knapp bemessen: Innerhalb von nur vier Monaten muss von Null an ein Serienprodukt zu konkurrenzfähigen Kosten erstellt werden. Daher konnten sich die Studenten meist nur oberflächlich um das Qualitätswesen kümmern – bis jetzt.

Das Erste, was einem beim Betreten des C-Gebäudes der Hochschule Heilbronn auffällt, sind die Schaukästen an der Wand, deren Inhalte eine „Ahnengalerie“ darstellen. Vom Brennpastenboot über ein solarbetriebenes Windrad bis hin zu einem dreidimensionalen Vier-Gewinnt- Spiel ist alles vertreten. Das Design gefällt, denn das vorherrschende Material ist glänzender Edelstahl. Dass die Produkte hierher gehören erschließt sich schnell, zieren doch sowohl das Logo der Hochschule als auch das eigens kreierte Logo der Heilbronner Lernfabrik deren Oberflächen. Und die besondere Wertschätzung der Lernfabrik durch ein eigenes Logo ist berechtigt. Jeder Student des Bachelor-Studiengangs „Produktion und Prozessmanagement“ im 6. Semester muss sich dieser projekt- und problembasierten Herausforderung stellen. Hierbei soll die Eigeninitiative, Vernetzungs- und Selbstorganisationsfähigkeit der Studierenden gefordert und gefördert werden.

In diesem Rahmen werden von den Studierenden, die sich in Fachteams organisieren, alle Kernprozesse eines realen Produktionsunternehmens – von der Produktentwicklung bis hin zur operativen Fertigung und Qualitätssicherung – arbeitsteilig ausgeübt. Die Hälfte der Studienwoche ist für das Projekt reserviert, was selten ausreicht. Eher sind es drei bis vier Tage, die parallel zu den laufenden Vorlesungen geleistet werden müssen. Meist wird dies durch Nachtschichten oder Wochenendarbeit erreicht und durch die Fokussierung auf das Wesentliche: die Realisierung des Produktes. Unter dem Zeitdruck litt über die Jahre hinweg zumeist das Qualitätswesen, welches vorwiegend aus dem Dokumentieren der Prozesse bestand – ein Dilemma.

Kontrollieren statt Dokumentieren

Das Qualitätswesen aufzuwerten, insbesondere im Bereich der Qualitätssicherung, war das gesteckte Ziel für das neue Semester. Während die Studenten im März in der Auftaktveranstaltung die Aufgabe erhielten, eine „Präge- und Stanzvorrichtung zum Erstellen von Einkaufswagen- Chips (PSE)“ zu entwickeln und herzustellen, machten sich die Professoren auf die Suche. Die klassische Lösung mit Industriekamera und einer programmierten Bildverarbeitungslösung wurde in den Vorjahren schon teilweise angeregt, aber nur dann im kleinen Rahmen verwirklicht, wenn Studenten des Jahrgangs schon Programmiererfahrung aufweisen konnten. Eine generelle Lösung konnte dies also nicht sein. Die Suche führte die Professoren auch nach Oppenweiler zu Matrix Vision. Und hier wurden sie schnell fündig: Mit dem Zwillingskonzept aus der Smart Camera mvBlueGEMINI und dem mvIMPACT Configuration Studio (kurz: mvIMPACT-CS) hat das Unternehmen eine Lösung im Portfolio, mit der Anwender ohne Programmier-Know-how und Entwickler ohne Bildverarbeitungskenntnisse komplette Inspektionsaufgaben visuell, schnell und kosteneffizient umsetzen können. Ermöglicht wird dies durch das intuitive und einfache Bedienkonzept, welches durch Wizards unterstützt wird, sowie die Reduzierung der Oberfläche und der erforderlichen Parameter auf das Minimum.

Beispiel: Der Anwender möchte ein Objekt in einem Bild finden. Hierfür gibt es das Tool „Objekt finden“. Nachdem ein Bild aufgenommen wurde, leitet der Wizard den Anwender durch eine Reihe von Fragen bzw. Aufgaben wie „Statischen Hintergrund ohne Objekt aufnehmen“, „Fehlerfreies Testobjekt in Sollposition aufnehmen“, „Objektbereich mit dem Pinsel markieren“ etc. Danach wählt die Software die passenden Algorithmen aus; bei Bedarf auch die richtigen Filter, die auch gleich automatisch richtig parametrisiert werden. Den „eingebauten“ Bildverarbeitungsexperten in mvIMPACT-CS lernten auch die Studenten im aktuellen Semesterprojekt zu schätzen: Sie hatten sich überlegt, den Prägestempel auf Abnutzung bzw. Fehler zu prüfen. Ursprünglich war hier die Idee, die Kanten des Stempels zu vermessen. Jedoch stand in der vorhandenen Vorabversion der Software noch kein Vermessungstool zur Verfügung. Mit dem Tool „Objekt prüfen“ konnte über Gut- und Schlechtteileabgleich allerdings eine andere Lösung gefunden werden. Das Tool „Objekt prüfen“ kontrolliert, ob der Stempel im aktuellen Bild vom Gutteil abweicht. Falls dies der Fall sein sollte, werden die Abweichungen rot markiert. Um die Prüfung zu beschleunigen, wird das Tool „Objekt finden“ vorgeschaltet. Egal wie der Stempel unter der Smart Camera liegt, wird das Bild intern so gedreht, dass der Stempel im Ausgangsbild immer gleich ausgerichtet ist. Damit konnten die Studenten in nur vier Schritten – zu den beiden genannten kommen noch die Tools „Kamera einrichten“ und „Bild aufnehmen“ – eine vollständige Inspektion verwirklichen.

Nur 10 Stunden bis zur Lösung

Insgesamt mussten sich die Studenten nur 10 Stunden mit der Smart Camera beschäftigen, um eine funktionierende Lösung für das Qualitätswesen zu implementieren. Eine Usability-Umfrage unter den Studenten bestätigte danach das positive Gesamtbild: Die Bedienung ist einfach, keine überflüssigen Eingaben sind notwendig, das GUI ist verständlich und informiert den User darüber, was er gerade macht, das Einlernen erfordert wenig Zeit, man wird ermutigt neue Funktionen auszuprobieren – das ist nur ein Auszug von Punkten, die mit der Schulnote „1“ benotet wurden. Ihre eigenen Fähigkeiten in Verbindung mit der Smart Camera bewerteten die Studenten mit der Schulnote „2“, was auch die Gesamtnote für die Smart Camera und Software ist – ein sehr erfreuliches Ergebnis. Und wie sieht es mit der gestellten Aufgabe aus? Sie wurde rechtzeitig fertig, sodass die Studenten ihren Professoren, Kommilitonen, Familienangehörigen und Firmenvertretern das Ergebnis nun erleichtert präsentieren konnten. Vom Projektstart bis hin zu den einzelnen Produktionsschritten demonstrierten die Studenten, welche Gedanken sie sich gemacht haben, welche Materialien sie getestet haben, welche Konstruktionen und Prototypen erstellt wurden und natürlich, wie sie die Stempel kontrolliert haben. Die Präge- und Stanzvorrichtung für Einkaufswagen-Chips dürfte sich ohne Zweifel nahtlos in die Ahnengalerie einreihen. Von der Smart Camera mvBlueGEMINI profitieren alle Beteiligten: Die Professoren freuen sich, dass das Qualitätswesen aufgewertet wurde. Die Studenten haben gelernt, dass sie Qualitätsprüfungen ohne großen Zeitaufwand verwirklichen und insgesamt das Prestige ihres Projekts steigern können. Mit der kommenden Version 1.3 von mvIMPACT-CS legt Matrix Vision nach und erweitert das Toolset mit dem von den Studenten vermissten Tool „Objekt vermessen“

Insgesamt mussten sich die Studenten nur 10 Stunden mit der Smart Camera beschäftigen, um eine funktionierende Lösung für das Qualitätswesen zu implementieren.

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