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In der Datenverarbeitung tritt sehr oft das Problem der Datenverdichtung
bzw. -reduzierung auf, wobei möglichst ein unzulässig hoher Verlust an Informationen
vermieden werden muß. Die Erfindung will einen Weg der Datenverdichtung beim Einsatz
von Datenverarbeitungsanlagen (DVA) in sogenannten Prozessen auf Grund folgender
Problemstellung weisen: Bei der Materialprüfung ist die Anzahl der Fehler pro Flächen-
bzw. Volumeinheit ein Maß für die Güte des Prüfobjektes. Mit Hilfe geeigneter Methoden
ist es möglich, die Entscheidung »Fehler« oder »kein Fehler« zu treffen (z. B. Ultraschallprüfung
bei Werkstücken, Blechen, Röhren usw.). Insbesondere bei der Prüfung von Halbfertigfabrikaten
(Bleche, Bänder, Röhren usw.) wird man das Prüfobjekt in bestimmte Zonen (Flächen-
bzw. Volumeinheiten) unterteilen, um auf Grund der Anzahl der Fehler, die bei der
Prüfung der entsprechenden Einheit registriert werden, über die Güte des Prüfobjektes
entscheiden zu können.
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Bei der Massenfertigung solcher Erzeugnisse ist sowohl eine automatische
Prüfung als auch eine automatische Auswertung der Prüfergebnisse anzustreben, da
sich sonst ein unzulässig hoher Zeitaufwand für die Prüfung ergibt.
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Eine Automatisierung des eigentlichen Prüfvorganges ist bereits mit
bekannten Einrichtungen möglich. So kann z. B. eine laufende Prüfung bei der Fertigung
derart durchgeführt werden, daß das gefertigte Objekt an entsprechenden Meßstellen
vorbeigeführt wird, deren Zustand (Fehler oder kein Fehler) in geeigneten Zeitabständen
von einer DVA abgefragt und in ihren Speicher aufgenommen wird. Auf diese Art und
Weise ergibt sich bei der Massenfertigung eine beachtliche Anzahl von Daten.
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Die einfachste Reduzierung der Daten kann dadurch vorgenommen werden,
daß man eine größere Anzahl von Einheiten (z. B. Flächeneinheiten eines Bleches)
zusammenfaßt und entscheidet, ob dieses Stück Blech entweder als schlecht oder als
gut anzusehen ist. Faßt man nur wenig solcher Flächeneinheiten zu einer Fläche zusammen,
so erfolgt nur eine geringfügige Reduzierung der Daten, d. h., eine nachfolgende
Auswertung stellt wiederum einen erheblichen Aufwand dar; faßt man sehr viele Flächeneinheiten
zu einer Einheit zusammen, so erfolgt ein beachtlicher Informationsverlust, was
in der Praxis bedeutet, daß man entweder zu viel von dem Blech als Ausschuß kennzeichnet
oder in einem als gut registrierten Blechstück zwar weniger Fehler hat, die aber
infolge ihrer möglichen ungünstigen Verteilung, über die man dann ja keine Aussage
mehr machen kann, die Verwendbarkeit des Bleches stark beeinträchtigen.
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Ideal wäre folgender Zustand, der am Beispiel einer Blechprüfung
erläutert werden soll: Man unterteilt bei der Prüfung des Bleches dieses in relativ
kleine Flächeneinheiten, wobei die Anzahl der registrierten Fehler pro Flächeneinheit
zu einer Klassifizierung des Bleches - bezogen auf diese Flächeneinheit - verwendet
wird. Es läßt sich prinzipiell folgende Klassifizierung treffen: Klasse 1: Fehleranzahl
kleiner als eine Anzahl N1 pro Flächeneinheit;
Klasse 2: Fehleranzahl liegt in einem
Intervall Nj bis N2 Fehlern pro Flächeneinheit ; Klasse 3: Fehleranzahl größer als
eine Anzahl N2 pro Flächeneinheit.
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Die Fehlerklasse 3 würde dann den Ausschuß darstellen, die Fehlerklasse
2 eine Verwendbarkeit des Bleches für mindere Ansprüche und die Fehlerklasse 1 eine
Verwendung des Bleches für höchste Ansprüche gestatten. Im Prinzip kann natürlich
die Anzahl der Klassen vermindert oder erhöht werden.
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Um nun eine Aussage über die Güte bzw. Verwendbarkeit des Bleches
machen zu können, macht die Erfindung von einer graphischen Darstellung in folgender
Weise Gebrauch: Auf dem Protokoll, das praktisch die Endauswertung des Prüfvorganges
ist, sind Flächen vorgesehen, die entsprechend maßstäblich verkleinert die Fläche
des zu prüfenden Objektes darstellen. Eine Fläche auf dem Protokoll ist z. B. zur
Kennzeichnung aller Fehler der Klasse 1 des Prüfobjektes vorgesehen, eine weitere
zur Kennzeichnung aller Fehler der Klasse 2 usw. (s. auch Fig. 2).
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F i g. 1 zeigt einen Teil des Protokolls für eine der genannten Fehlerklassen.
Die Fläche ist zum besseren Verständnis durch ein Raster in Flächeneinheiten aufgeteilt,
wobei die Flächenelemente des Rasters durch Zeilen und Spalten gekennzeichnet werden.
Es soll vorausgesetzt werden, daß die Prüfung derart erfolgt, daß das zu prüfende
Blech kontinuierlich an den Meßstellen vorbeigeführt wird, wobei jede Spalte des
Rasters einer Meßstelle zugeordnet ist und eine entsprechende Einrichtung die Unterteilung
der Fläche des Prüfobjektes in Zeilen bewirkt, womit also für jede Meßstelle die
Anzahl der Fehler der gerade geprüften Flächeneinheit registriert werden.
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Die Anzahl der registrierten Fehler wird dann in die DVA zur Klassifizierung
übernommen. Durch einen später beschriebenen Drucker wird jede Flächeneinheit mit
einem Punkt versehen oder frei gelassen, je nachdem, ob das Blech an der entsprechenden
Stelle einen Fehler der zugehörigen Klasse zeigt oder nicht. Ein Punkt repräsentiert
also die Anzahl der Fehler der zugehörigen Flächeneinheit. Der verwendete Drucker
ist in der Lage, einen Punktraster zu drucken, bei dem der Abstand sowohl von Zeile
zu Zeile als auch von Spalte zu Spalte etwa 0,5 mm beträgt. Damit läßt sich auf
dem Prüfprotokoll eine sehr hohe Informationsdichte erreichen (bei dem verwendeten
Drucker etwa 400 bit pro Quadratzentimeter). Trotz dieser hohen Informationsdichte
ist eine spätere Auswertung dieses Prüfprotokolls sehr einfach. Durch einen Blick
auf das Protokoll kann festgestellt werden, an welchen Stellen unzulässig hohe Häufungen
von schwerwiegenden Fehlern auftreten und damit die Verwendung des Bleches beeinträchtigen
bzw. ganz unmöglich machen. Da das Prüfprotokoll - wie schon erwähnt - eine konforme
Abbildung der Fehler auf dem Blech darstellt, kann dann genau bestimmt werden, wie
das Blech zu schneiden ist, um gewisse hochwertige Teile für spezielle Zwecke einzusetzen,
minderwertige Teile aus dem weiteren Fertigungsprozeß auszuscheiden usw.
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Da bei dem geschilderten Auswerteverfahren kein Informationsverlust
erfolgt, ist darüber hinaus eine
spätere ins einzelne gehende Fehlerauswertung
möglich, auf Grund derer Rückschlüsse auf die Ursachen der Fehler bei der Produktion
gezogen werden können.
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Die Erfindung berücksichtigt die wesentliche Tatsache, daß das Ausdrucken
des erwähnten Prüfprotokolls mit einem vorhandenen Drucker möglich sein sollte.
Prinzipiell läßt sich hierfür ein normaler Zeilendrucker verwenden, bei dem das
vorhandene Punktsymbol zur Kennzeichnung benutzt wird, ob in dem entsprechenden
Bereich des Prüfobjektes ein Fehler der zugehörigen Fehlerklasse vorhanden ist.
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Hierbei benötigt eine Aussage den Platz für ein Symbol dieses Zeilendruckers.
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Die damit erreichte Informationsdichte ist nur gering. Verwendet
man einen sogenannten Mosaikdrucker, der eigentlich zum Ausdrucken von Ziffern,
Buchstaben, Satzzeichen usw. bestimmt ist und bei dem die einzelnen Zeichen aus
dem Punktraster von 5 5 möglichen Punkten zusammengesetzt werden, so läßt sich,
wie im folgenden gesagt wird, eine wesentlich höhere Informationsdichte erreichen.
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Es wird in diesem Zusammenhang immer von Punkten gesprochen, obwohl
die Punkte - wie im folgenden erläutert - eigentlich kleine Quadrate sind (s. auch
F i g. 1). Jeder Punkt beansprucht, wie oben schon erwähnt, eine Fläche von 0,5
0,5 mm, so daß sich für ein Gesamtzeichen, bestehend aus maximal 25 Punkten, eine
Fläche von 2,5 2,5 mm ergibt. In F i g. 1 sind durch zwei dick umrandete Felder
zwei Flächen dargestellt, die mit Hilfe des erwähnten Druckers durch je einen Anschlag
bedruckt werden können.
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Da jedoch infolge des geschilderten Prüfprinzipes die Meßwerte beim
Prüfen zeilenweise anfallen, müssen in der DVA oder einer besonderen Einrichtung
die Ergebnisse so lange gespeichert werden, bis die Informationen für fünf Zeilen
zur Verfügung stehen, ehe mit dem Abdruck auf dem Protokoll begonnen werden kann.
Vor dem eigentlichen Abdruck, der dann zeichenweise erfolgt, d. h. jeweils ein Rasterfeld
von 5 5 möglichen Punkten erfaßt, müssen also im Speicher der DVA oder in der besonderen
Einrichtung entsprechende Umordnungen der Daten erfolgen, um den richtigen Abdruck
der Informationen zu gewährleisten. Prinzipiell ist eine DVA in der Lage, diese
Umordnungsoperationen durchzuführen; da jedoch besonders bei der Prüfung von Blechen
die Anzahl der anfallenden Informationen beträchtlich ist (die Bleche werden mit
einer Geschwindigkeit von mehreren 100 mm pro Sekunde geprüft, wobei unter Umständen
eine Unterteilung in Flächeneinheiten von einigen Quadratzentimetern erforderlich
ist, erfordert diese Umordnung eine sehr schnelle Datenverarbeitungsanlage, deren
Wirtschaftlichkeit dann nicht mehr gewährleistet ist. Es gibt jedoch eine Möglichkeit,
durch eine entsprechende Einrichtung diese Umordnung der Daten außerhalb der DVA
vorzunehmen. Diese Einrichtung ist ein Bestandteil der Erfindung und wird als »Codierpuffer«
bezeichnet. Dieser Codierpuffer hat folgende Eigenschaften: Er übernimmt die Informationen
von der DVA zeilenweise, wobei jede Zeile aus so vielen Bits be-
steht, wie Meßstellen
zur Prüfung des Bleches verwendet werden. Die Anzahl der Meßstellen sei K und entspricht
somit der Anzahl der Spalten des Puffers.
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Der Codierpuffer muß nur bei dem verwendeten Drucker insgesamt fünf
Zeilen (also K 5 bit) aufnehmen, bevor mit dem Abdruck der einzelnen Zeichen von
maximal 5 5 Punkten begonnen werden kann. Sollen auf dem Protokoll z. B. drei Fehler
klassen dargestellt werden, so muß die Kapazität des Codierpuffers entsprechend
verdreifacht werden. Damit kann das in F i g. 2 prinzipiell dargestellte Protokoll
erzeugt werden.
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Der Codierpuffer ist nun in der Lage, die gespeicherten Informationen
so an den Drucker abzugeben, daß sie in der gewünschten Weise auf dem Protokoll
erscheinen, wobei die Blechgrenzen von diesem für beliebige Blechbreiten automatisch
mit dargestellt werden.
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Das geschilderte Prüf- und Darstellungsverfahren läßt sich sinngemäß
auch bei der Prüfung von anderen flächigen oder räumlichen Erzeugnissen anwenden,
wobei die Flächen nicht unbedingt eben sein müssen (z. B. bei der Prüfung von Rohren).
Das Auswertverfahren erfolgt dann in der geschilderten Art und Weise, lediglich
die Meßstellen sind entsprechend anzuordnen. Die Verwendung des im Bei spiel erwähnten
Mosaikdruckers gestattet zusätzlich noch die Beschriftung des Prufprotokolls. Dieses
Prüfprotokoll kann dann dem Käufer des Erzeugnisses mitgeliefert werden und setzt
diesen in die Lage, das Material entsprechend einzusetzen.