FertigungsmesstechnikerIn - Schwerpunkt Produktmessung

Der Begriff "Fertigungsmesstechnik" bezeichnet alle Mess- und Prüfverfahren, die in der industriellen Produktion Daten zur Qualitätskontrolle der Zwischen- und Endprodukte liefern. Je nach Art der produzierten Güter werden verschiedene Daten erhoben, vor allem geometrische Maße (Abmessungen wie Länge, Breite, Durchmesser oder Winkel, Maßabweichungen usw.), Stückzahlen und Mengenangaben, Gewichte, Beschaffenheit von Werkstoffen (Härte, Zugfestigkeit) usw. Dabei kommt heute eine Vielzahl von anspruchsvollen Mess- und Prüfmethoden zur Anwendung, die auch entsprechend ausgebildete Fachleute erforden. Der Bedarf an spezialisierten FertigungsmesstechnikerInnen wird in Zukunft noch steigen, da die industrielle Produktion immer stärker automatisiert wird und daher auch die Qualitätskontrolle durch Fertigungsmesstechnik an Bedeutung gewinnt. Diese Entwicklung sehen wir heute vor allem in der Metallverarbeitenden Industrie, der Automobilindustrie, der Kunststofftechnik, der Chemischen Industrie und der Pharmaindustrie.

Der neue Lehrberuf "FertigungsmesstechnikerIn" soll den Bedarf an gut ausgebildeten Fachkräften in der Qualitätskontrolle der automatisierten industriellen Fertigung abdecken. Wichtige Ausbildungsinhalte sind das Auswählen und Festlegen unterschiedlicher Mess-Strategien, Messverfahren und Messmittel, das Prüfen von Messdaten (Berücksichtigen von Einflussfaktoren und möglichen Fehlerquellen, Messunsicherheiten), das Durchführen von statistischen Untersuchungen (Auswertung der Messergebnisse über einen längeren Zeitraum hinweg), die grafische Darstellung (Visualisierung) von Messergebnissen, das Entwickeln von Maßnahmen und Empfehlungen zur Verbesserung der Messergebnisse bzw. der Produktqualität sowie das Präsentieren und Erklären der Daten und Messergebnisse.

Eine Teilung des Lehrberufs in die beiden Ausbildungsschwerpunkte "Produktionssteuerung" und "Produktmessung" wurde deshalb vorgenommen, weil es grundlegende Unterschiede zwischen den Industriezweigen hinsichtlich der Produktionstechnik und damit der Messtechnik gibt. Je nachdem, ob Rohmaterial hergestellt/umgewandelt wird (z.B. Chemikalien, Flüssigkeiten, Gase) oder aber aus diesen Ausgangsmaterialien Produkte mit genau definierten Formen/Maßen hergestellt werden (z.B. Maschinenteile), spricht man entweder von "Verfahrenstechnik" oder von "Fertigungstechnik". Der Ausbildungsschwerpunkt "Produktionssteuerung" ist für die "verfahrenstechnischen" Industriezweige vorgesehen; dazu gehören vor allem die Chemische Industrie, die Pharmaindustrie, die Lebensmittelindustrie und die Papierindustrie, aber auch eigenständige messtechnische Labors. Der Ausbildungsschwerpunkt "Produktmessung" entspricht den Anforderungen in den "fertigungstechnischen" Industriezweigen, z.B. Metallverarbeitung, Automobilindustrie oder Kunststofftechnik.

FertigungsmesstechnikerInnen sind bei fast allen Produktionsstufen beteiligt. Sie machen die Arbeitsplanung und legen anhand der technischen Unterlagen (z.B. Arbeitsanweisungen, Ablaufpläne) die Arbeitsschritte, Arbeitsmittel und Arbeitsmethoden fest. Sie arbeiten mit, wenn die Maschinen und Produktionsanlagen für ein bestimmtes Produktionsprogramm vorbereitet und eingestellt werden, also z.B. beim sogenannten "Rüsten" und "Umrüsten", also dem Einbauen oder Austauschen von Bearbeitungswerkzeugen und -vorrichtungen. Beim "Beschicken" der Maschinen/Anlagen, also bei ihrer Versorgung mit Roh- und Hilfsstoffen, und beim "Anfahren" (Starten der Produktion) sind sie ebenfalls dabei. Während der Produktion überwachen sie mittels der Mess- und Steuereinrichtungen den gesamten Produktionsprozess und greifen ein, wenn Abweichungen oder Störungen auftreten. Wenn sie feststellen, dass der Produktionsvorgang verbessert werden kann, machen sie Vorschläge zur Prozessoptimierung.

Die Hauptaufgabe der FertigungsmesstechnikerInnen liegt in der Handhabung und Betreuung der verschiedenen Mess- und Kontrolleinrichtungen an den Maschinen/Anlagen. Das beginnt mit dem Auswählen und Festlegen der unterschiedlichen Mess-Strategien, Messverfahren und Messmittel, die immer wieder neu auf das jeweilige Produktionsprogramm abgestimmt werden müssen. Entsprechend sind auch die betriebsspezifischen Messprogramme laufend anzupassen (zu "adaptieren") oder neu zu erstellen. Die betrieblichen Messmittel (Messgeräte, Messvorrichtungen) müssen regelmäßig gewartet werden (Austausch schadhafter Teile, Reinigung); dazu gehört auch die Überprüfung der Messgenauigkeit und nötigenfalls die Nachjustierung der Geräte/Vorrichtungen (Beseitigung von Abweichungen). Bevor bestimmte Messungen durchgeführt werden können, muss vielfach das "Messgut", also die Zwischen- und Endprodukte des laufenden Produktionsprogramms, für den Messvorgang vorbereitet werden, beispielsweise durch Erhitzen oder durch mechanische Belastung. FertigungsmesstechnikerInnen protokollieren und dokumentieren die Messungen (z.B. Umgebungsbedingungen, verwendete Messmittel), werten die Messergebnisse statistisch aus (z.B. Berechnen der Mittelwerte) und stellen sie in Tabellen und Grafiken dar. Dabei muss laufend die Plausibilität der Messdaten überprüft und bewertet werden, wobei geschaut wird, ob nicht völlig unverständliche Abweichungen von einem Normbereich vorhanden sind; falls solche Fehler und Ungenauigkeiten auftreten, wird die Fehlerquelle gesucht und korrigiert. FertigungsmesstechnikerInnen müssen auch die Daten und Messergebnisse ihren Vorgesetzten und den KundInnen des Unternehmens in fachgerechter Weise präsentieren und erklären und auf dieser Grundlage Verbesserungsmöglichkeiten in der Produktionstechnik oder in den Produkten aufzeigen. Daher werden in der Ausbildung auch Kenntnisse über Problemlösungsmethoden vermittelt, z.B. die "5-Why-Methode", wobei die Fehlerquelle durch eine Kette von Warum-Fragen ermittelt wird, oder die "8D-Methode", bei der in 8 Prozess-Schritten ("Disziplinen") in Teamarbeit ein Problem aufgearbeitet und gelöst wird.

FertigungsmesstechnikerInnen mit dem Schwerpunkt "Produktmessung" haben es vor allem mit Werkstücken und Produkten aus festen Materialien (Metalle, Kunststoffe, Holz, Stein/Keramik ua.) zu tun. In diesem Bereich erfolgt die Produktion heute meist mit computergesteuerten Maschinen und nach sogenannten CAD-Modellen (CAD = Computer Aided Design, also Konstruktionen, die mittels CAD-Programmen am Computer erstellt und dann zur Programmierung der Fertigungsmaschine verwendet werden). Die FertigungsmesstechnikerInnen für Produktmessung benötigen gute Kenntnisse über CAD und das Konstruieren mit CAD-Programmen, da sie Zeichnungen und Modellen am Computer mittels CAD-Software bearbeiten und an die jeweiligen Produktionserfordernisse anpassen ("adaptieren") müssen. Sie beherrschen auch die händische und maschinelle Bearbeitung der Werkstoffe. Händische Bearbeitungstechniken, die mit entsprechenden Werkzeugen oder Elektrogeräten durchgeführt werden, sind z.B. Sägen, Bohren, Feilen, Gewinde schneiden usw. Die wichtigsten maschinellen Bearbeitungstechniken (mit Werkzeugmaschinen) sind z.B. Drehen, Fräsen, Sägen und maschinelles Gewindeschneiden; beim Drehen mit der Drehmaschine ("Drehbank") werden die Materialien (z.B. ein Metallteil) fest in Halterungen eingespannt und in rasche Drehung versetzt; mit einem harten Schneidewerkzeug (Drehmesser) kann dann das Werkstücke durch Spanabhebung in die gewünschte runde Form gebracht werden. Eine weitere wichtige Technik, die im Schwerpunkt "Produktmessung" eine Rolle spielt, ist die Herstellung von lösbaren und unlösbaren Verbindungen zwischen den Bestandteilen eines Produktes (z.B. Schraubverbindungen, Klebeverbindungen). Wichtige Messverfahren in der Produktmessung sind z.B. optische (berührungslose) Messverfahren oder taktile (berührungsaktive) Messverfahren. Optische Messverfahren beruhen auf der Reflexion und Absorption des Lichtes durch Werkstückoberflächen; dabei erfassen optische Sensoren die Werkstückoberfläche ("Scannen") und erstellen ein digitales Abbild, das mit dem Referenzmodell abgeglichen werden kann. Bei taktilen Messverfahren berührt ein Taster (Sensor) das Werkstück Punkt für Punkt und erzeugt so das digitale Abbild für den Soll-Ist-Vergleich; dieses Verfahren dient vor allem zur Feststellung von Qualitätskriterien wie Geradheit, Ebenheit, Rundheit, Zylindrizität usw. Beispiele für Messmittel bzw. Messgeräte sind z.B. Streifenlichtprojektoren, Koordinatenmessgeräte oder Rauheitsmessgeräte; Streifenlichtprojektoren beleuchten ein Werkstück in verschiedenen Positionen mit parallelen hellen und dunklen Lichtstreifen, erfassen diese Bilder mit einer Kamera und ermöglichen so eine dreidimensionale und bewegliche Darstellung des Gegenstandes am Computerbildschirm und den Vergleich mit dem Referenzmodell.

In der Ausbildungsordnung dieses Lehrberufs ist folgendes BERUFSPROFIL festgelegt (Quelle: Fertigungsmesstechnik-Ausbildungsordnung 2020):

1. Lesen und Anwenden von technischen Unterlagen sowie Erstellen von Skizzen, Ablaufplänen und einfachen fertigungsgerechten Zeichnungen,
2. Bearbeiten und Adaptieren von Zeichnungen und einfachen Modellen mittels CAD-Software,
3. manuelles und maschinelles Bearbeiten von Werkstoffen, Herstellen von lösbaren und unlösbaren Verbindungen,
4. Mitarbeiten beim Vorbereiten, Bedienen, Rüsten, Umrüsten, Beschicken sowie An- und Ausfahren der betriebsspezifischen Apparate, Maschinen bzw. Produktionsanlagen,
5. Mitarbeiten beim betriebsspezifischen Herstellen von Elementen, Bauteilen bzw. Produkten oder beim Anbieten von betriebsspezifischen Dienstleistungen sowie beim Überwachen der Arbeitsabläufe der betriebsspezifischen Produktionsanlagen und Sicherstellen der Produktqualität,
6. Erkennen und Formulieren von möglichen Prozessoptimierungen,
7. Vorbereiten und Aufbereiten des Messgutes sowie Anwenden von betriebsspezifischen Messverfahren und Messmitteln,
8. Erkennen von Messunsicherheiten und von Einflüssen auf Messergebnisse,
9. Prüfen von erhaltenen Messdaten auf Plausibilität und Identifizieren von Fehlerquellen,
10. Auswählen und Festlegen von unterschiedlichen Mess-Strategien, Messverfahren und Messmitteln in Abhängigkeit von unterschiedlichen Kriterien,
11. Justieren, Instandhalten und Warten von betriebsspezifischen Messmitteln,
12. Erstellen und Adaptieren von betriebsspezifischen Messprogrammen,
13. Lesen und Interpretieren von Messergebnissen, Berichten und visuellen Darstellungen,
14. Protokollieren und Dokumentieren von Messungen, Aufbereiten und Visualisieren von Daten und Messergebnissen sowie Durchführen von einfachen statistischen Auswertungen,
15. Anwenden von Problemlösungsmethoden,
16. Präsentieren und Argumentieren von Daten und Messergebnissen gegenüber internen und externen Kunden und Lieferanten unter Beachtung der fachgerechten Ausdrucksweise,
17. Durchführen von Arbeiten unter Berücksichtigung der einschlägigen Sicherheitsvorschriften, Normen, Sicherheitsstandards und Umweltstandards.

FertigungsmesstechnikerIn - Schwerpunkt Produktmessung im Berufslexikon