Digitales Bildmanagement bei Hydro Aluminium Deutschland

WERKSTOFFPRÜFUNG
Sonderdruck aus QUALITY ENGINEERING 9/2002
Digitales Bildmanagement bei Hydro Aluminium
Deutschland
Flexibel und schnell
Der Umstieg von konventioneller Fotogra-fie und Archivierung auf digitale Verfahren ist eine Herausforderung. Die potenzielle Gefahr liegt in langen Umstellungsprozes-sen und Anfangsschwierigkeiten im laufen-den Betrieb, wodurch hohe
Kosten und Produktionsausfälle entstehen können. Mit leistungsfähigen Partnern
lässt sich die Umstellung sicher und planmäßig durch-führen. Das Potenzial für
Produktivitäts-steigerung und schnellere Ausführung von Kundenaufträgen ist
groß.
F
rau Katrin Kuhnke arbeitet seit vierzehn Jahren im metallographischen
Labor der Forschung und Entwicklung der Firma, die bis vor kurzem
unter dem Namen VAW aluminium AG
als größter deutscher Aluminiumkonzern
bekannt war. Mit ihr sind es acht
Mitarbeiter, die Untersuchungen an
Aluminiumguss- und -knetwerkstoffen
durchführen. Nicht nur die Aufgaben der
Metallographen, auch die Firma selbst
erfuhr in diesen vierzehn Jahren so manche
Änderung. Die VAW selbst wurde von
ihrem Mutterkonzern, der E-ON AG,
in diesem Jahr als Nicht-Kerngeschäft
veräußert an die Norsk Hydro ASA.
Mit deren Aluminiumaktivitäten bildet
die bisherige VAW nun die neue Hydro
Aluminium, eines der drei größten
Aluminiumunternehmen mit weltweit über
30.000 Mitarbeitern. Bei dieser Integration ergänzen sich optimal die bisher
getrennten Stärken in der Aluminiumerzeugung sowie bei Strangpress-, Walzund Gussprodukten. Die F+E Bonn ist
die deutsche Zentrale im internationalen
Forschungsnetzwerk der Hydro Aluminium.
Technische Umwälzungen
Über eine lange Zeit standen für die
Bilddokumentation der zu untersuchenden
Proben nur die herkömmlichen fotografischen Verfahren zur Verfügung. Als Frau
Kuhnke in die Firma eintrat, wurden noch
Planfilme des Formats 9 x 13 verwendet.
Für die Entwicklung und Vergrößerung
unterhielt man zwei Fotolabors. Die Fotografien und ihre Beschreibungen wurden
in Ordnern aufbewahrt und deren Inhalt
über Listen verwaltet. Diese Archivie-
rungsmethode funktionierte zwar sehr gut,
war aber sehr arbeits- und zeitaufwändig.
Die Mitteilung von Agfa, zukünftig keine
orthochromatischen Filme mehr liefern
zu können, gab den Ausschlag, sich
nach alternativen Dokumentationsmethoden umzusehen. Das sollten elektronische
bzw. digitale Verfahren sein, die natürlich
den bisherigen hohen Qualitätsanspruch
auch erfüllen sollten. Schon deshalb
kamen Videokameras im Verbund mit
Videoprintern nicht in Frage. Von
Tagungen, Messen und Empfehlungen
anderer Anwender war bekannt, dass
Bildmanagementsysteme existierten, mit
hochauflösenden Digitalkameras, Software zur Bild- und Datenarchivierung,
speziellen Module wie beispielsweise
interaktives Messen und Lösungen zur
Erstellung automatisierter Berichte. Hilfreich waren hier auch die Arbeitskreise
der Metallographen, wo in relativ engem
Kreis Erfahrungen ausgetauscht werden.
Die Anbieter wurden zu diesen Arbeitskreisen eingeladen. Dort stellten sie ihre
Systeme vor. Bei manchen Anbietern war
schnell klar, dass sie ein so großes Projekt
nicht würden verwirklichen können; sie
hatten keine Erfahrung mit Netzwerken.
Schließlich blieben zwei Anbieter übrig.
Die Entscheidung fiel nicht leicht, hing
doch davon ab, ob acht Mitarbeiter reibungslos weiterarbeiten konnten. Entscheidend für Frau Kuhnke war schließlich
die Kompetenz von Imagic auf dem
gesamten relevanten Gebiet, welches die
Mikroskope, die Kameras, die Rechnertechnik, das Netzwerk, die Drucker
und die Bildmanagementsoftware ‚ImageAccess’ umfasste: „Die Mitarbeiter von
Imagic konnten mich auf allen Gebieten
kompetent beraten. Für mich als Anwender reicht ein reiner Softwareanbieter nicht
aus. Der Systemlieferant muss zwar nicht
wissen, was ein Korngefüge ist, aber ich
halte es für ausgesprochen wichtig, dass er
sich auch mit Mikroskopen auskennt. Die
Adaption der Kamera an das Mikroskop
muss optimiert sein, damit im gedruckten
Bericht die Bilder mit Normvergrößerung
dargestellt werden. Auch bei den Kameras muss man eine kritische Auswahl
treffen bezüglich der Auflösung und der
sonstigen Bildqualität und man muss
auch berücksichtigen, an welchem Gerät
(Mikroskop, Stereomikroskop, Makrostativ) sie eingesetzt werden sollen. Nur
so erreicht man eine Optimierung von
Bildqualität und Bedienbarkeit.“ Die
Firma Imagic schien die notwendige
Fachkompetenz zu besitzen, alle vorhandenen unterschiedlichen Mikroskope richtig in das angestrebte System einzubinden.
Diese Fachkompetenz gab schließlich den
Ausschlag für das Bildmanagementsystem
‚ImageAccess’ der Firma Imagic. Großes
Vertrauen erwarb sich Imagic dadurch,
dass mögliche Probleme schon vor der
Auftragserteilung angesprochen und diskutiert wurden. Bei manchen anderen
Anbietern hieß es beispielsweise nur:
„Normvergrößerung? Kein Problem.“,
aber konkrete Vorschläge für die Realisierung blieb man schuldig. Der erteilte Auftrag umfasste ein umfangreiches Paket:
Adapter zwischen Mikroskop und Kamera,
die Kameras, Rechner, Software, Drucker und die Installation. Für dieses
komplexe System ergab sich ein Auftragsvolumen von etwa 250 000 DM.
Das System
Im ImageAccess-Netz gibt es fünf
Bildaufnahme-Stationen: drei AuflichtMikroskope sind mit hochauflösenden
Digitalkameras ausgerüstet. Eine weitere
Digitalkamera wird wechselweise am Stereomikroskop oder am Makrostativ ein-
Frau Katrin Kuhnke, Forschung und
Entwicklung der Hydro Aluminium in
Bonn am Mikroskop
gesetzt. Ein Scanner erzeugt Digitalbilder von alten Fotografien. Auch das Raster-elektronenmikroskop (REM) ist integriert. Zu jeder Station gehört ein PC, auf
dem die Bildmanagementsoftware ImageAccess läuft. Sie steuert alle Kameras und
verwaltet die von den Stationen erzeugten
digitalen Bilder. Zwei weitere PCs dienen
zur Erstellung von Berichten auf Basis
von MS Word mit Hilfe des Berichterstellungsmoduls von ImageAccess. Zur
Speicherung der Datenbank- und Bilddateien dient der Bild- und Datenserver.Der
Report-Server organisiert das Drucken
der Word-Berichte: Er ersetzt die
sogenannten Briefmarkenbilder in den
Word-Berichten durch die Originalbilder,
erzeugt die Druckdateien und verteilt die
Druckaufträge auf die beiden direkt angeschlossenen Farblaserdrucker. Durch seine
spezielle Arbeitsweise sorgt der ReportServer dafür, dass die Berichtstationen
nicht durch den Druckvorgang blockiert
werden und minimiert die Netzwerkbelastung erheblich. Alle PCs einschliesslich der Server bilden das ‚ImageAccess-Netz’, welches aus innerbetrieblichen Gründen als eigenständiges
lokales Netzwerk mit 100 MBit/s
ausgeführt ist. Eine der Berichtstationen
ist an das Hausnetz angeschlossen.
ImageAccess gestattet, die Datenbankstruktur den Anforderungen des Kunden
anzupassen. So wurde auch in diesem Fall
die Datenbank in Zusammenarbeit mit
Frau Kuhnke in drei Ebenen gegliedert.
In der oberen – der Auftragsebene –
werden die Auftragsnummer und alle auftragsrelevanten Daten wie beispielsweise
Eingangsdatum, Auftraggeber und Projektnummer gespeichert. In der mittleren
Ebene finden sich Daten zum bilderzeugenden Gerät, dem Bearbeiter, der
Untersuchungsnummer und -methode. Die
untere Ebene enthält alle Daten, die zu
einem Bild gehören, also z.B. Bildname,
Probenbezeichnung, räparationsmethode.
Sogenannte Muss-Felder stellen sicher,
dass der Datensatz zu jedem Bild die
wichtigsten Informationen enthält, da der
Datensatz – dazu gehört auch das Bild
– nicht gespeichert werden kann, wenn
diese Felder leer bleiben.
Die Benutzeroberfläche zeigt die
Struktur der
Datenbank,
gegliedert in Auftrags-, Geräte-,
und Bildebene.
Daneben die
Bildergalerie.
Datenvolumen
Was hat es gebracht?
Der Einsatz eines eigenen Datenservers
ist durchaus gerechtfertigt, zum einen
weil das zu bewältigende Daten- volumen enorm ist und zum andern um Datensicherheit zu gewährleisten. Letztes Jahr
wurden in 713 mikros- kopischen Untersuchungen 13 000 Bilder aufgenommen
und in 147 REM-Untersuchungen noch
mal 3 500. Bei der gewählten Bilddatenkom-pression war damit eine Festplatte
von 9 GB annähernd voll. „Die Daten
sichern wir durch systematische Backups
auf Datenband und CD“ so Frau Kuhnke.
Die reinen Verbrauchskosten für
früher 7 000 Bilder pro Jahr beliefen sich
auf etwa 9 000 € für Filme, Fotopapier
und Chemikalien. Heute fallen für 13 000
Bilder pro Jahr (ohne REM) Kosten von
5 000 € für Papier und Toner der Farblaserdrucker an. Mit der gleichen Mitarbeiterzahl wurde so eine enorme Steigerung der Produktivität erreicht. Frau
Kuhnke: „Die neue Technik ermöglicht
die Erstellung von Berichten innerhalb
weniger Stunden. Diese können dann per
E-Mail direkt an den Auftraggeber oder
auch an Kunden in den Werken verschickt
werden.“Ein wichtiger Punkt ist auch,
dass jetzt auf einfache Art ‚Panoramabilder’ gemacht werden können: Oft ist es
notwendig, einen größeren Probenbereich
darzustellen, als ein einzelnes Kamerabild zeigt. Dazu muss eine Serie von
Kamerabildern benachbarter Probenbereiche passgenau zu einem Gesamtbild
zusammengefügt werden. Jetzt geht das
blitzschnell am Bildschirm. Und keine
Originalfotografie ist kaputt, weil mal
falsch geschnitten wurde, was durchaus
vorkommen konnte.Kennzeichnend für die
gute Projektierung des gesamten Systems
ist, dass bisher keine weiteren Module
hinzugekauft werden mussten, und alle
vorhandenen häufig benutzt werden. Man
kann also sagen: ImageAccess war die
richtige Wahl.Vielleicht schwingt ein ganz
klein wenig Wehmut mit, wenn Frau
Kuhnke feststellt, dass sich die Arbeit der
Metallographin bzw. des Metallographen
durch die moderne Technik gewandelt hat:
„Inzwischen wird ein noch größerer Teil
der Arbeit am Rechner ausgeführt. Ich
würde aber jederzeit wieder die gleiche
Entscheidung treffen, wenn ich vor der
Wahl stünde.“
Berichterstellung
Mit dem Modul ‚Word-Bericht’ können
Berichte nun weitgehend automatisiert
erstellt werden: Bilder in ImageAccess
aussuchen und sortieren, Layout für den
Bericht wählen und Mausklick auf
‚Start’... dann dauert es nur noch wenige
Sekunden und der Bericht in Form eines
Word-Dokuments ist fertig. Selbst bei
Berichten mit 50 oder mehr Bildern bleibt
die Worddatei klein, da noch nicht die
Original-bilder, sondern Briefmarkenbilder niedriger Auflösung eingefügt werden.
Das lokale Netz
des metallographischen Labors
Imagic Bildverarbeitung AG
http://www.imagic.imaging.com
CH-Glattbrugg, Tel. +41 (0) 1809 40 60
D-Albstadt, Tel. +49 (0) 7431 134 1600