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Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Systemanordnung zur Überwachung und/oder Kontrolle wenigstens eines Qualitätsparameters von partikelhaltigen Probenmaterialien mit einem stationär angeordneten Partikelanalysesystem, insbesondere zur Überwachung und/oder Kontrolle der Partikelgröße, der Partikelform, der Transparenz der Partikel und/oder der Partikelverteilung, wobei das Partikelanalysesystem eine Messgeräteeinrichtung zur vorzugsweise automatischen Messung wenigstens eines Qualitätsparameters von Partikeln in einem Probenmaterial, eine Auswerteeinrichtung zur vorzugsweise automatischen Messwertauswertung des Qualitätsparameters und zur vorzugsweise automatischen Generierung eines elektronischen Warnhinweises bzw. einer Qualitätswarnung bei einer Grenzwertabweichung wenigstens eines Qualitätsparameters, eine Anzeigeeinrichtung zur vorzugsweise automatischen Anzeige des Warnhinweises und, weiter vorzugsweise, eine Speichereinrichtung zur vorzugsweise automatischen Speicherung des Warnhinweises aufweist.
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Für einige Anwendungen von partikelhaltigen Einsatzmaterialien oder Ausgangsstoffen ist die Einhaltung bestimmter Qualitätsmerkmale der Einsatzmaterialien bzw. die Einhaltung vorgegebener Grenzwerte von Qualitätsparametern der Einsatzmaterialien von wesentlicher Bedeutung für die Produktion der Einsatzmaterialien und/oder die Verwendbarkeit der Einsatzmaterialien für bestimmte Zwecke, was auch ein gewünschtes Materialverhalten in nachfolgenden Bereitstellungs-, Verarbeitungs-, Transport- und/oder Verpackungsprozessen umfasst. Wichtige Qualitätsparameter können beispielsweise die Partikelgröße, die Partikelform, die Transparenz der Partikel und/oder die Partikelverteilung sein, wobei die vorherige Aufzählung nicht abschließend ist.
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Beispielsweise beeinflussen die Partikelgröße und -form nicht nur den Geschmack und das Aussehen von Nahrungsmitteln, sondern können auch wichtige Indikatoren für den eigentlichen Produktionsprozess der Nahrungsmittel sein. Ein anderes Beispiel betrifft Lotpulver, die aus feinen, meist kugelförmigen Metallpartikeln bestehen, wobei immer kleiner werdende Bauelemente und Strukturen auf den Leiterplatten hohe Anforderungen an die Genauigkeit bei der Lotpulverherstellung bzw. an eine enge Korngrößenverteilung stellen. Wichtige Eigenschaften des Lotpulvers sind Fließfähigkeit und Benetzungseigenschaften, ebenso wie die Schmelztemperatur und der Oxidanteil. Diese Eigenschaften hängen u. a. von der Partikelgrößenverteilung und der Form der Partikel ab. Ein weiteres Beispiel betrifft die Katalysatorherstellung. Bei Katalysatoren spielt neben der aktiven Oberfläche auch die Form der Katalysatoren eine entscheidende Rolle für deren Wirksamkeit. Als besonders geeignet haben sich kugel-, waben- oder stäbchenförmige Geometrien erwiesen. Bei stäbchenförmigen Katalysatoren existieren unterschiedliche Formen, wobei die Querschnitte in runder, ellipsoider, trilober oder quadrolober Form vorliegen können. In der pharmazeutischen Industrie sind Partikelgrößenverteilungen als Qualitätsparameter von großer Bedeutung. Die Partikelgrößenverteilungen von Wirk- und Hilfsstoffen werden gezielt durch Zerkleinerungs- und Granulierprozesse beeinflusst, um entsprechende Eigenschaften bei der Verarbeitung oder im Endprodukt zu erzeugen. In vielen industriellen Bereichen hat die Partikelgrößenanalyse eine hohe Bedeutung, da sich Partikeleigenschaften entscheidend auf die Eigenschaften eines Produktes auswirken können. Beispielsweise spielt die Partikelgröße eine wichtige Rolle, wenn das Fließverhalten von partikelhaltigen Einsatzmaterialien beurteilt werden soll. Es versteht sich, dass die vorgenannten Beispiele nicht abschließend sind.
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In Zusammenhang mit der Qualitätssicherung besteht daher ein hoher Bedarf zur Überwachung und/oder Kontrolle der Qualitätsparameter partikelhaltiger Einsatzmaterialien, beispielswiese um Produktions- und/oder Verarbeitungsprozesse zu verbessern und optimale Prozessergebnisse sicherzustellen und eine Verwendbarkeit der Einsatzmaterialien für bestimmte Anwendungszwecke zu gewährleisten. Der nachfolgend verwendete Begriff ”Produktions- und/oder Verarbeitungsprozess” ist weit auszulegen und kann jegliche Herstellungs-, Lagerungs-, Verarbeitungs-, Bearbeitungs-, Transport-, Bereitstellungs- und/oder Verpackungsprozesse von partikelhaltigen Einsatzmaterialien umfassen und ist nicht auf einen bestimmten Verwendungszweck des Einsatzmaterials beschränkt. Der Begriff ”Produktions- und/oder Verarbeitungsprozess” umfasst insbesondere auch die generelle Verwendbarkeit des Einsatzmaterials für einen bestimmten Anwendungszweck.
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Wirkungsvolle Instrumente der Qualitätssicherung sind hierbei die Überwachung und/oder Kontrolle der Qualitätsparameter mit stationär angeordneten Partikelanalysesystemen, mit denen die Einhaltung bestimmter vorgegebener Grenzwerte für die Qualitätsparameter der betrachteten Partikel beobachtet werden und die im Fall von Grenzwertabweichungen Warnhinweise generieren, um einen rechtzeitigen Eingriff in den jeweiligen Produktions- und/oder Verarbeitungsprozess zu ermöglichen und damit optimale Prozessergebnisse sicherzustellen. Bevorzugte Technologien für die Überwachung und/oder Kontrolle der Qualitätsparameter von Partikeln, insbesondere für die Partikelgrößen- und/oder Partikelformanalyse, sind Partikelmesssysteme und Partikelanalysatoren, die vorzugsweise nach dem Verfahren der dynamischen Bildanalyse oder der statischen Laserstreulichtanalyse, auch Laserbeugung genannt, arbeiten. Bei der dynamischen Bildanalyse wird eine große Menge an Partikeln in relativ kurzer Zeit an einem Kamerasystem vorbeigeführt und vorzugsweise in Echtzeit analysiert. Bei der statischen Laserstreulichtanalyse werden Partikelgrößen indirekt gemessen, indem Intensitätsverteilungen von an Partikeln gestreutem Laserlicht in verschiedenen Winkeln detektiert werden. Um eine hohe Genauigkeit der Überwachung und Kontrolle der Qualitätsparameter zu gewährleisten, muss insbesondere eine repräsentative Probennahme aus dem partikelhaltigen Einsatzmaterial sichergestellt sein.
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Gängige Verfahren zur Überwachung und/oder Kontrolle von Qualitätsparametern von partikelhaltigen Probenmaterialien mit stationären Partikelanalysesystemen können bei Abweichungen der Messwerte der Qualitätsparameter von vorgegebenen Parametergrenzwerten eine vorzugsweise automatische Generierung eines Warnhinweises vorsehen, der dann weiter vorzugsweise automatisch auf einer Anzeigeeinrichtung des Partikelanalysesystems angezeigt und/oder in einer Speichereinrichtung des Partikelanalysesystems gespeichert wird. Die Anzeige kann auf einem Bildschirm (on screen) des Partikelanalysesystems oder papiergebunden auf einem ausgedruckten Messprotokoll (on report) erfolgen oder es wird ein entsprechender Warnhinweis als Datei (in file) gespeichert. Mit dem Warnhinweis soll sichergestellt werden, dass etwaige den jeweiligen Produktions- und/oder Verarbeitungsprozess störende Grenzwertabweichungen der Qualitätsparameter des verwendeten partikelhaltigen Einsatzmaterials schnell und zuverlässig erkannt und Maßnahmen zur Störungsbeseitigung zeitnah ergriffen werden können.
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In der Praxis zeigt sich jedoch, dass die bei Grenzwertabweichungen der betrachteten Qualitätsparameter generierten Warnhinweisen von dem mit der Durchführung der Überwachung und Kontrolle der Qualitätsparameter beauftragten Bedienpersonal oft nicht zeitnah wahrgenommen und/oder vollständig übersehen werden. Bevor die Grenzwertüberschreitung erkannt wird, kann es bereits zu Störungen des Produktions- und/oder Verarbeitungsprozesses bis hin zu einem Produktionsausfall kommen und/oder die generelle Verwendbarkeit des Einsatzmaterials für einen bestimmten Anwendungszweck ist nicht mehr gewährleistet. Darüber hinaus muss das Bedienpersonal bei Auftreten eines Warnhinweises selbstständig entscheiden, ob und bejahendenfalls wie in den Produktions- und/oder Verarbeitungsprozess einzugreifen ist, um eine Prozessstörung oder gar eine Prozessunterbrechung abwenden zu können. Auch muss das Bedienpersonal entscheiden, ob sich das partikelhaltige Einsatzmaterial trotz der Grenzwertabweichung für einen bestimmten Anwendungszweck überhaupt noch verwenden lässt. Diese Entscheidungen erfordern das Verständnis von komplexen Prozesszusammenhängen und umfangreiches Wissen über die Materialeigenschaften des Einsatzmaterials sowie die Anforderungen an das Einsatzmaterial zur Verwendung für einen bestimmten Anwendungszweck. Das Bedienpersonal ist oft nicht ausreichend in der Lage, optimal auf das Auftreten von Grenzwertabweichungen der Qualitätsparameter reagieren zu können.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Systemanordnung jeweils der eingangs genannten Art zur Verfügung zu stellen, mit denen sich in einfacher Weise die Einhaltung von Qualitätsanforderungen an partikelhaltige Einsatzmaterialien zur Verwendung der Einsatzmaterialien in bestimmten Produktions- und/oder Verarbeitungsprozessen und/oder zur Verwendung für bestimmte Anwendungszwecke sicherstellen lässt. Insbesondere soll sich mit dem Verfahren und der Systemanordnung in einfacher Weise gewährleisten lassen, dass bei Auftreten von Abweichungen von der geforderten Qualität des partikelhaltigen Einsatzmaterials eine möglichst optimale Handlungsanweisung für den jeweiligen Produktions- und/oder Verarbeitungsprozess getroffen wird, wobei die Handlungsanweisung eine Fortsetzung des Produktions- und/oder Verarbeitungsprozesses trotz Überschreiten vorgegebener Parametergrenzwerte, einen Eingriff oder auch den Abbruch des Prozesses sowie die Entscheidung, ob das Einsatzmaterial für einen bestimmten Anwendungszweck geeignet ist, umfassen kann.
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Die vorgenannten Aufgaben werden erfindungsgemäß bei einem Verfahren und einer Systemanordnung jeweils der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass der Warnhinweis vorzugsweise automatisch als elektronische Nachricht an wenigstens ein dezentrales, über eine kontaktlose und/oder drahtgebundene Fernkommunikationsverbindung mit dem Partikelanalysesystem verbundenes Qualitätsmanagementmodul übertragen und, weiter vorzugsweise, automatisch auf einer Anzeigeeinrichtung des Qualitätsmanagementmoduls angezeigt wird. Für die Übertragung des Warnhinweises als elektronische Nachricht weist das Partikelanalysesystem eine Sendeeinrichtung und das Qualitätsmanagementmodul eine Empfangseinrichtung auf, wobei eine Funk-/Luftschnittstelle und/oder eine drahtgebundene Datenschnittstelle vorgesehen sein können. Das Qualitätsmanagementmodul und das Partikelanalysesystem kommunizieren über Mittel zum drahtlosen oder drahtgebundenen Kommunizieren, um den erforderlichen Datenaustausch vorzunehmen. Die Kommunikation zwischen dem Qualitätsmanagementmodul und dem Partikelanalysesystem kann unidirektional oder bidirektional sein.
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Unter einer ”Fernkommunikationsverbindung” im Sinne der Erfindung ist eine Datenverbindung zu verstehen, die den Nahfeldbereich von wenigen Metern deutlich überschreiten kann. Erfindungsgemäß wird der Warnhinweis an einen von dem Partikelanalysesystem entfernten Empfänger übertragen, wobei die räumliche Entfernung zu diesem Empfänger nahezu unbegrenzt ist. Mit der Übertragung des Warnhinweises an das Qualitätsmanagementmodul lässt sich beispielsweise der Warnhinweis an eine Person übertragen, die mit dem Produktionsprozess und/oder den Anforderungen an das partikelhaltige Einsatzmaterial bestens vertraut ist und die Funktion eines Qualitätsmanagers erfüllt. Der Empfänger des Warnhinweises kann über Expertenwissen verfügen, was es zulässt, bei Auftreten von Abweichungen zwischen vorgegebenen Grenzwerten des betrachteten Qualitätsparameters und den tatsächlich gemessenen Werten des Qualitätsparameters eine optimale Entscheidung zu treffen, ob aufgrund der Grenzwertabweichung ein Eingriff in den laufenden Produktions- und/oder Verarbeitungsprozess erforderlich ist oder ob trotz der auftretenden Grenzwertabweichung der Prozess zunächst fortgesetzt wird und/oder ob das untersuchte partikelhaltige Einsatzmaterial überhaupt zur Verwendung für einen bestimmten Anwendungszweck nutzbar ist. Zudem wird durch die Übertragung des Warnhinweises an das Qualitätsmanagementmodul in einfacher Weise sichergestellt, dass Abweichungen der tatsächlich gemessenen Parameterwerte von den vorgegebenen Grenzwerten jedenfalls durch die Anzeige auf der Anzeigereinrichtung des Qualitätsmanagementmoduls weniger leicht übersehen werden.
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Bei einem ”Qualitätsmanagementmodul” im Sinne der Erfindung handelt es sich um eine Empfangseinrichtung, die zum Empfang zumindest von elektronischen Nachrichten ausgebildet ist. Beispielsweise kann es sich bei dem Qualitätsmanagementmodul um ein Mobiltelefon und/oder einen Personal Digital Assistant und/oder ein Smartphone und/oder einen Tabletcomputer handeln. Es ist zweckmäßig, wenn das Qualitätsmanagementmodul von einer Person tragbar oder handhabbar ausgebildet ist. Dadurch ist ein maximales Maß an Mobilität des Empfängers der Warnnachricht während der Datenübertragung gewährleistet. Während der Datenübertragung ist der Träger des Qualitätsmanagementmoduls frei beweglich. Grundsätzlich kann es sich bei dem Qualitätsmanagementmodul aber auch um eine stationäre Rechnereinrichtung handeln, die entfernt von dem Partikelanalysesystem angeordnet ist. Bei dem Qualitätsmanagementmodul kann es sich grundsätzlich auch um ein herkömmliches Telefon handeln, an das der Warnhinweis per Festnetzanschluss übertragen wird.
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Die Datenübertragung zwischen dem Partikelanalysesystem und dem Qualitätsmanagementmodul kann über ein lokales Funknetz, insbesondere über WLAN, und/oder ein Mobilfunknetz, beispielsweise eine UMTS-Verbindung, erfolgen. Die Datenübertragung über das Mobilfunknetz stellt ein maximales Maß an Mobilität des Empfängers des Warnhinweises während der Datenübertragung sicher. Die Datenübertragung zur Übermittlung des Warnhinweises als elektronische Nachricht kann dabei an jedem beliebigen Ort, der in ein Mobilfunknetz eingebunden ist, erfolgen. Ebenso ist aber auch eine Datenübertragung über ein lokales Rechnernetz (Intranet) oder ein nicht lokales Rechnernetz, insbesondere das Internet, möglich und von Vorteil.
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Bei der elektronischen Nachricht kann es sich insbesondere um eine E-Mail handeln. Die Übertragung des Warnhinweises als E-Mail ermöglicht es, Textnachrichten ebenso wie digitale Dokumente, also beispielsweise Grafiken oder Office-Dokumente, typischerweise in wenigen Sekunden über weite Entfernungen zuzustellen.
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Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung kann vorsehen, dass der Warnhinweis als elektronische Nachricht in einem Standardprotokoll eines Telekommunikationsdienstes übertragen wird, insbesondere als Kurznachricht im Format eines Short-Message-Service (SMS) oder eines Multimedia Messaging Service (MMS). Durch die Wahl eines Standardprotokolls ist sichergestellt, dass die übertragenen Daten an beliebige berechtigte Empfänger, die ebenfalls in das Mobilfunknetz eingebunden sind, übertragen werden können. Dadurch wird eine maximale Kompatibilität mit allen in diesem Zusammenhang einsetzbaren Empfangseinrichtungen, aber auch in Bezug auf die Verwendung der übertragenen Daten in Anwendungs- und Auswertungsprogrammen garantiert. Die Übertragung als elektronische Nachricht in einem Standardprotokoll bietet sich zudem aufgrund der Einfachheit und Sicherheit der Datenübertragung und nicht zuletzt aufgrund der vielfältigen Einsatzmöglichkeiten und der hohen Marktdurchdringung von Standardprotokollen an. Zudem ist es möglich, die stete Weiterentwicklung der Telekommunikationsdienste unmittelbar bei der Übertragung von elektronischen Nachrichten zu nutzen.
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Weiter vorteilhaft ist es, wenn der Warnhinweis als lesbarer Text übertragen wird, so dass eine Intervention durch den Empfänger des Warnhinweises unmittelbar nach dem Eingang der elektronischen Nachricht erfolgen kann. Bei dem Warnsignal kann es sich auch um ein graphisches und/oder akustisches Signal handeln. Auch ist es möglich, dass der Warnhinweis über das Qualitätsmanagementmodul dem Empfänger des Warnhinweises automatisch vorgelesen wird.
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Von Vorteil ist auch, wenn der Warnhinweis in Echtzeit übertragen wird.
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Bei einer weiter bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann vorgesehen sein, dass nach der Übertragung des Warnhinweises an das Qualitätsmanagementmodul automatisch eine Bestätigungsinformation an das Partikelanalysesystem übertragen und, vorzugsweise automatisch, auf der Anzeigeeinrichtung des Partikelanalysesystems angezeigt wird, um den Absender des Warnhinweises über den Empfang des Warnhinweises auf dem Qualitätsmanagementmodul zu informieren.
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Es ist zudem zweckmäßig, wenn der Warnhinweis vorzugsweise automatisch und im Wesentlichen zeitgleich auf der Anzeigeeinrichtung des Partikelanalysesystems und auf der Anzeigeeinrichtung des Qualitätsmanagementmoduls angezeigt wird. Eine ”im Wesentlichen zeitgleiche Anzeige” kann insbesondere von der Zeitdauer der Datenverarbeitung in Zusammenhang mit der Anzeige eines Warnhinweises auf der jeweiligen Anzeigeeinrichtung abhängen. Eine Anzeige erfolgt, sobald die Informationsverarbeitung zur Anzeige des Warnhinweises erfolgt ist. Grundsätzlich kann der Warnhinweis aber auch zeitversetzt auf der Anzeigeeinrichtung des Partikelanalysesystems und auf der Anzeigeeinrichtung des Qualitätsmanagementmoduls angezeigt werden. Auch eine periodische Wiederholung der Anzeige ist möglich. Damit wird ein höchstmögliches Maß an Sicherheit gewährleistet, dass der Warnhinweis zeitnah entweder von dem Bedienpersonal des Partikelanalysesystems oder von dem Benutzer des Qualitätsmanagementmoduls wahrgenommen wird und sehr zeitnah entsprechende Maßnahmen als Reaktion auf die Grenzwertabweichung eingeleitet werden können.
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Das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Systemanordnung lassen es bedarfsweise zu, dass wenigstens ein mit dem Partikelanalysesystem verbundenes weiteres Qualitätsmanagementmodul vorgesehen ist, an das der Warnhinweis vorzugsweise automatisch als elektronische Nachricht übertragen und, weiter vorzugsweise, auf einer Anzeigeeinrichtung des weiteren Qualitätsmanagementmoduls angezeigt wird. Im Ergebnis lässt es die Erfindung zu, den Warnhinweis an beliebige Personen zu übertragen, die sich entfernt von dem Partikelanalysesystem aufhalten und im Besitz eines Qualitätsmanagementmoduls sind. Die redundante und vorzugsweise zeitgleiche Übertragung des Warnhinweises an mehrere Empfänger trägt zu einer noch höheren Sicherheit bei, dass der Warnhinweis zeitnah zum Auftreten einer Grenzwertabweichung auch an wenigstens einen Empfänger übertragen wird, der über das nötige Expertenwissen verfügt, um angemessen auf die Grenzwertabweichung reagieren zu können.
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Die von dem Partikelanalysesystem übertragenen Warnhinweise können in Abhängigkeit von der Größe der Grenzwertabweichung, d. h. in Abhängigkeit von der Größe der Differenz zwischen einem vorgegebenen oberen oder unteren Grenzwert und dem gemessenen Wert für einen Qualitätsparameter, priorisiert bzw. gewichtet werden, was wiederum vorzugsweise automatisch erfolgen kann. Die Priorisierung bzw. Wichtung kann von der Auswerteeinrichtung des Partikelanalysesystems und/oder nach dem Empfang von dem Qualitätsmanagementmodul ausgeführt werden. Bestimmte Empfänger, beispielsweise Qualitätsmanager, können so in Abhängigkeit von der Relevanz bzw. der Stärke einer auftretenden Grenzwertabweichung bedarfsweise und vorrangig informiert werden. Eine Priorisierung der Übertragung kann auch von Vorteil sein, wenn die Warnhinweise von mehreren Partikelanalysesystemen an ein gleiches Qualitätsmanagementmodul übertragen werden sollen.
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Weiter vorzugsweise kann dann der Warnhinweis in Abhängigkeit von der Priorisierung auf der Anzeigeeinrichtung des Partikelanalysesystems und/oder auf der Anzeigeeinrichtung wenigstens eines Qualitätsmanagementmoduls automatisch angezeigt werden. So ist es beispielsweise möglich, den Warnhinweis bei einer großen Abweichung der gemessenen Werte eines Qualitätsparameters von den für diesen Qualitätsparameter vorgegebenen Grenzwerten vorrangig, vorzugsweise in Echtzeit und ggf. ausschließlich auf der Anzeigeeinrichtung des Qualitätsmanagementmoduls anzuzeigen, um einen Qualitätsmanager direkt und vorrangig über die Grenzwertabweichung zu informieren. Bei einem Warnhinweis mit geringerer Priorität oder Wertigkeit kann es vorgesehen sein, den Warnhinweis leidlich auf der Anzeigeeinrichtung des Partikelanalysesystems anzuzeigen. Weist die erfindungsgemäße Systemanordnung mehrere Qualitätsmanagementmodule auf, kann der Warnhinweis in Abhängigkeit von der Größe der Grenzwertabweichung auch an unterschiedliche Qualitätsmanagementmodule übertragen werden, denen Empfänger mit unterschiedlichen Expertenwissen bzw. technischen Qualifikationen zugeordnet sind.
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Grundsätzlich kann bereits das Über- oder Unterschreiten lediglich eines vorgegebenen Grenzwertes durch einen gemessenen Wert eines Qualitätsparameters ausreichen, um einen Warnhinweis zu generieren und an das Qualitätsmanagementmodul zu übertragen. Ein Warnhinweis kann jedoch auch lediglich bei Grenzwertabweichung mehrerer Qualitätsparameter generiert werden. Die Berücksichtigung mehrerer Qualitätsparameter für die Generierung eines Warnhinweises ist insbesondere dann von Vorteil, wenn das Über- oder Unterschreiten eines Grenzwertes für einen bestimmten Qualitätsparameter nicht ausreichend aussagekräftig ist, um eine geeignete Handlungsanweisung für das weitere Vorgehen festlegen zu können.
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Weiter ist von Vorteil, wenn von dem Partikelanalysesystem zusammen mit dem Warnhinweis und vorzugsweise automatisch wenigstens ein Messwert und/oder die Größe der Messwertabweichung an das Qualitätsmanagementmodul übertragen wird. Der Warnhinweis und die Messwerte bzw. die Größe der Messwertabweichung können jeweils als elektronische Nachrichten bzw. als Daten übertragen werden. Für eine automatische Auswertung des Messwertes und/oder der Größe der Messwertabweichung kann eine Auswerteeinrichtung des Qualitätsmanagementmoduls genutzt werden, die dann, vorzugsweise automatisch, eine optimale Handlungsanweisung für den jeweiligen Produktions- und/oder Verarbeitungsprozess generieren kann.
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Alternativ und/oder ergänzend kann das Qualitätsmanagementmodul dazu eingerichtet und ausgebildet sein, nach der Übertragung des Warnhinweises automatisch eine Fernabfrage von Messwerten, insbesondere aus der Speichereinrichtung des Partikelanalysesystems, vorzunehmen. Die in Zusammenhang mit dem Warnhinweis stehenden Messwerte des Qualitätsparameters erleichtern dem Empfänger des Warnhinweises die Entscheidung, ob und bejahendenfalls wie auf die Grenzwertabweichung zu reagieren ist. Allerdings ist auch eine manuell gesteuerte Fernabfrage der Messdaten möglich. Der Empfänger des Warnhinweises kann dann selbst entscheiden, ob er die Messwerte im Einzelnen benötigt, um angemessen auf die Grenzwertabweichung reagieren zu können. Die automatische Fernabfrage von Messwerten durch das Qualitätsmanagementmodul kann auch in Abhängigkeit von einer Priorisierung des Warnhinweises bzw. der Größe der Grenzwertabweichung bewirkt werden.
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Zwischen dem Partikelanalysesystem und dem Qualitätsmanagementmodul kann, vorzugsweise automatisch, in regelmäßigen Zeitabständen eine Datensynchronisation erfolgen. Messdaten, Warnhinweise und ggf. weitere Informationen können automatisch in einen Cloudspeicher geladen und dann zwischen dem Partikelanalysesystem und (jedem) Qualitätsmanagementmodul synchronisiert werden. Damit wird eine gleiche Datengrundlage für jeden Empfänger eines Warnhinweises sichergestellt, was die Koordination von Maßnahmen zur Beseitigung der Grenzwertabweichung und/oder für einen Eingriff in den Produktions- und/oder Verarbeitungsprozess vereinfacht.
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Nach Übertragung des Warnhinweises an das Qualitätsmanagementmodul kann von dem Qualitätsmanagementmodul wenigstens eine Handlungsaufforderung als elektronische Nachricht an das Partikelanalysesystem und/oder an ein weiteres Qualitätsmanagementmodul übertragen und, vorzugsweise, automatisch auf der Anzeigeeinrichtung des Partikelanalysesystems und/oder der Anzeigeeinrichtung des weiteren Qualitätsmanagementmoduls angezeigt werden. Beispielsweise können über ein Qualitätsmanagementmodul Textnachrichten an das Partikelanalysesystem oder ein weiteres Qualitätsmanagementmodul übertragen werden, die zum Inhalt haben, dass der Warnhinweis erhalten wurde. Insbesondere kann eine Textnachricht Instruktionen an das Bedienpersonal des Partikelanalysesystems enthalten, welche Maßnahmen im Falle der Grenzwertabweichung einzuleiten sind. Solche Maßnahmen können insbesondere die Überprüfung der Messgenauigkeit des Messsystems, die Wiederholung des Messvorgangs, die Veränderung des Produktions- und/oder Verarbeitungsprozesses oder auch die Unterbrechung des Prozesses bis hin zu einem Aussondern des partikelhaltigen Einsatzmaterials für einen bestimmten Anwendungszweck umfassen. Für die Übertragung der Handlungsaufforderung weist das Qualitätsmanagementmodul eine Sendeeinrichtung auf und das Partikelanalysesystem eine Empfangseinrichtung, die zum Senden/Empfangen elektronischer Nachrichten in der oben beschriebenen Weise ausgebildet sind.
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Das Partikelanalysesystem kann am Ort eines automatisierten Produktions- und/oder Verarbeitungsprozesses eines partikelhaltigen Einsatzmaterials angeordnet sein, wobei die Qualitätsparameter der Partikel aus einer repräsentativ gewonnen Probe des Einsatzmaterials bestimmt werden, vorzugsweise automatisch. Besonders bevorzugt erfolgt der Messvorgang des Qualitätsparameters inline in einem teilweise oder vollständig automatisierten Produktions- und/oder Verarbeitungsprozess. Bei der Inline-Messtechnik können Messdaten innerhalb der Herstellungs-, Verarbeitungs-, Transport-, Bereitstellungs- und/oder Verpackungslinie des partikelhaltigen Probenmaterials automatisch erfasst und zur Qualitätssicherung und gegebenenfalls zur Prozesssteuerung genutzt werden. Dadurch lässt sich schnell auf Prozessänderungen reagieren, um die Prozesse zu stabilisieren und die Qualität des Prozesses zu sichern.
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Darüber hinaus ist es möglich, dass nach der Übertragung des Warnhinweises an das Qualitätsmanagementmodul wenigstens eine elektronische Steuerinformation zur automatischen Steuerung des Produktions- und/oder Verarbeitungsprozesses des partikelhaltigen Einsatzmaterials und/oder zur Steuerung des Partikelanalysesystems generiert wird. Durch eine entsprechende Softwarelösung kann eine Auswerteeinrichtung des Qualitätsmanagementmoduls dazu ausgebildet sein, die Steuerinformation in Abhängigkeit von der Priorisierung eines Warnhinweises bzw. von der Größe der Grenzwertabweichung automatisch zu generieren. Die Steuerinformation kann auch manuell durch den Benutzer des Qualitätsmanagementmoduls generiert werden. Weiter automatisch kann die Steuerinformation dann von dem Qualitätsmanagementmodul an eine Prozesssteuerung des Produktionsprozesses und/oder das Partikelanalysesystem übertragen werden. Die Steuerinformation kann grundsätzlich jedoch auch manuell mit Hilfe des Qualitätsmanagementmoduls von einer dem Modul zugeordneten Empfangsperson generiert werden.
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Durch eine Remote-Konfiguration lässt sich auch eine Geräteeinstellung des Partikelanalysesystems in einfacher Weise und prozessoptimiert verändern. Eine neue Konfiguration kann über das Qualitätsmanagementsystem beispielsweise als Textnachricht (E-Mail oder SMS) oder auch als nicht-lesbarer Datensatz an das Partikelanalysesystem übertragen werden. In diesem Zusammenhang kann ausgehend von dem Qualitätsmanagementmodul eine Veränderung der Geräteeinstellung und eine Wiederholung der Messung des Qualitätsparameters vorgenommen bzw. veranlasst werden.
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Die Steuerinformation kann insbesondere berücksichtigen, ob eine Grenzwertabweichung tolerierbar und/oder ob eine Wiederholung der Messung erforderlich ist. Die Steuerinformation kann zudem eine Freigabeinformation zur Freigabe einer bestimmten Charge des partikelhaltigen Einsatzmaterial für einen Produktions- und/oder Verarbeitungsprozess des Einsatzmaterials und/oder für die Verwendbarkeit des Einsatzmaterials für einen bestimmten Anwendungszweck beinhalten und damit chargenbezogen sein. Nach Erhalt der Freigabeinformation kann dann der Produktions- und/oder Verarbeitungsprozess vorzugsweise automatisch fortgesetzt werden.
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Vorzugsweise wird die Steuerinformation in Abhängigkeit von der Größe der Grenzwertabweichung generiert.
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Die Übertragung der Steuerinformation kann auch eine automatische Veränderung der Prozesssteuerung eines Produktions- und/oder Verarbeitungsprozesses und/oder der Steuerung des Partikelanalysesystems bewirken. Um das Bedienpersonal und weitere mit der Qualitätssicherung beauftragte Bedienpersonen über die Veränderung der Steuerung in Kenntnis zu setzen, kann die Steuerinformation automatisch auf eine Anzeigeeinrichtung des Partikelanalysesystems und/oder eines weiteren Qualitätsmanagementmoduls angezeigt und/oder gespeichert werden.
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Nach dem Übertragen der Steuerinformation an das Partikelanalysesystem kann wenigstens ein Qualitätsparameter, vorzugsweise automatisch, erneut an dem Probenmaterial gemessen werden und/oder das Partikelanalysesystem kann vorzugsweise automatisch eine Steuerinformation zur Steuerung des Produktionsprozesses generieren und damit in einen Produktions- und/oder Verarbeitungsprozess eingreifen, sofern die Grenzwertabweichung eine Veränderung der Steuerung des Prozesses bis hin zum Prozessabbruch erforderlich macht. Das Qualitätsmanagementmodul kann in diesem Fall auch lediglich mit dem Partikelmesssystem kommunizieren, während eine Datenübertragung zu einer Prozesssteuerung lediglich über das Partikelanalysesystem erfolgt.
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Um das Bedienpersonal und/oder den Empfänger des Warnhinweises bei der Lösung komplexer Fragestellungen, die bei einer Grenzwertabweichung von Qualitätsparametern von partikelhaltigen Einsatzmaterialien auftreten können, zu unterstützen, kann ein softwarebasiertes Expertensystem, insbesondere ausgebildet zur automatischen Generierung eines Warnhinweises und/oder einer Steuerinformation, vorgesehen sein. Der Zugriff auf das Expertensystem kann über das Qualitätsmanagementmodul und/oder über das Partikelanalysesystem erfolgen. Das Qualitätsmanagementmodul und das Partikelanalysesystem können entsprechend eingerichtet sein. Auch kann ein Expertensystem auf einem Cloud-Rechner installiert sein, auf den das Qualitätsmanagementmodul und/oder das Partikelanalysesystem zugreifen können. Das Expertensystem leitet aus einer gespeicherten Wissensbasis Handlungsempfehlungen ab, wenn die Messwerte eines Qualitätsparameters von den vorgegebenen Parametergrenzwerten abweichen. Über sogenannte Wenn-dann-Beziehungen kann Expertenwissen und Erfahrungswissen dargestellt werden, um eine Wissensbasis für eine automatische Generierung des Warnhinweises und/oder der Steuerinformation zu schaffen. Das Expertensystem enthält hierbei die Softwarefunktionalität und hat Zugriff auf einen Datenspeicher, um die Wissensbasis zu erstellen, zu verbessern, zu verarbeiten und einem Nutzer verständlich zu machen. Bei dem Expertensystem kann es sich um ein selbstlernendes System handeln, das automatisch eine Handlungsempfehlung bzw. eine Steuerinformation auf der Grundlage von einem bestimmten Prozessverhalten bei Auftreten einer Grenzwertabweichung generiert, um so bei einem (erneuten) Auftreten der Grenzwertabweichung steuernd in den Prozess eingreifen zu können oder auch den Prozess gerade unbeeinflusst zu lassen.
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Das Expertensystem kann dazu ausgebildet sein, die Übertragung eines Warnhinweises und/oder einer Steuerinformation vorzugsweise automatisch und in Abhängigkeit von der Größe einer Grenzwertüberschreitung zu veranlassen oder auch eine Grenzwertanpassung vorzunehmen, sofern die Grenzwertabweichung (noch) nicht zu einer Störung des Produktions- und/oder Verarbeitungsprozesses führen wird. Auch die Entscheidung über den Abbruch eines Prozesses und/oder die generelle Verwendbarkeit eines Einsatzmaterials für einen bestimmten Anwendungszweck trotz der Grenzwertabweichung kann automatisch von dem Expertensystem getroffen werden. Das Expertensystem kann sich üblicher Mechanismen zum logischen Schließen aus unscharfen Mengen (fuzzy logic) bedienen. Mit Fuzzy-Logik ist es möglich, die Unsicherheit und Wagheit von Handlungsempfehlungen zu modellieren, die von einem Qualitätsmanager auf der Grundlage seines Erfahrungswissens getroffen werden. Damit ist eine weitgehende Automatisierung im Falle des Auftretens von Grenzwertabweichungen eines Qualitätsparameters der betrachteten Partikel möglich. Eine Datenverarbeitung kann unter Einbeziehung linguistischer (natursprachlicher) Aspekte der Information erfolgen, wobei Entscheidungen basierend auf dem Grad der Unsicherheit getroffen werden. Solche Expertensysteme können Lernalgorithmen aufweisen, um Handlungsempfehlungen im Falle einer Grenzwertabweichung der Qualitätsparameter zu generieren und zu optimieren.
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Das Expertensystem kann auf einen Cloud-Speicher zurückgreifen, der für eine Datensynchronisation zwischen dem Partikelanalysesystem und dem Qualitätsmanagementmodul eingerichtet ist.
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Im Einzelnen gibt es eine Vielzahl von Möglichkeiten, das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Systemanordnung auszugestalten und weiterzubilden, wobei einerseits auf die abhängigen Patentansprüche und andererseits auf die nachfolgende detaillierte Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung über Bezugnahme auf die Zeichnung verwiesen wird. Die zuvor beschriebenen Merkmale und die nachfolgend anhand der Zeichnung beschriebenen Merkmale der Erfindung lassen sich bedarfsweise miteinander kombinieren, auch wenn dies nicht im Einzelnen ausdrücklich beschrieben ist. Die im Rahmen der Erfindungsbeschreibung gewählte Absatzformatierung führt zu keiner Beschränkung der Kombinationsmöglichkeiten der in unterschiedlichen Absätzen beschriebenen Erfindungsmerkmale. Merkmale der Erfindung, die in unterschiedlichen Absätzen beschrieben sind, können auch absatzübergreifend miteinander kombiniert werden.
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Anhand der Zeichnung wird die Erfindung nachfolgend näher erläutert.
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In der Zeichnung zeigt die einzige Figur schematisch eine Systemanordnung 1 zur Überwachung und/oder Kontrolle wenigstens eines Qualitätsparameters eines Probenmaterials 2, wobei das Probenmaterial 2 ein partikelhaltiges Einsatzmaterial für einen beliebigen Produktions- und/oder Verarbeitungsprozess und/oder einen beliebigen Anwendungszweck sein kann. Bei dem Qualitätsparameter kann es sich beispielsweise um die Partikelgröße, die Partikelform, die Transparenz der Partikel und/oder die Partikelverteilung handeln. Die Überwachung und/oder Kontrolle von Qualitätsparametern erfolgt bei der dargestellten Ausführungsform inline in einem teilweise oder vollständig automatisierten Produktions- und/oder Verarbeitungsprozess des partikelhaltigen Probenmaterials 2, der, als Teilprozess oder auch ausschließlich, die Lagerung, den Transport, die Bereitstellung und/oder Verpackung des Probenmaterials betreffen kann.
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Die Systemanordnung 1 weist ein Partikelanalysesystem 3 mit einer Messgeräteeinrichtung 4 zur manuell ausgelösten oder zur automatischen und/oder automatisierten Messung wenigstens eines Qualitätsparameters von Partikeln in dem Probenmaterial 2 auf. Darüber hinaus ist eine Auswerteeinrichtung 5 zur automatischen Messwertauswertung des gemessenen Qualitätsparameters und zur automatischen Generierung eines elektronischen Warnhinweises 6 bei Grenzwertabweichung bzw. Grenzwertüber- oder unterschreitung des Qualitätsparameters vorgesehen. Der Warnhinweis 6 kann automatisch auf einer Anzeigeeinrichtung 7 der Systemanordnung 1 mit Bedieneinheit angezeigt werden. Darüber hinaus kann eine nicht im Einzelnen dargestellte Speichereinrichtung zur vorzugsweise automatischen Speicherung des Warnhinweises 6 und/oder zur Speicherung von Messdaten der Qualitätsparameter vorgesehen sein.
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Der Warnhinweis 6 wird als elektronische Nachricht vorzugsweise automatisch an wenigstens ein dezentrales über eine kontaktlose Fernkommunikationsverbindung mit dem Partikelanalysesystem 3 verbundenes Qualitätsmanagementmodul 8 übertragen und anschließend, ebenfalls vorzugsweise automatisch und weiter vorzugsweise zeitgleich, auf einer Anzeigeeinrichtung 9 des Qualitätsmanagementmoduls 8 angezeigt. Damit wird gewährleistet, dass sowohl eine Bedienperson an dem Partikelanalysesystem 3 als auch eine Empfangsperson an dem Qualitätsmanagementmodul 8 zeitnah über das Auftreten einer Grenzwertabweichung informiert werden.
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Die Übertragung des Warnhinweises 6 zwischen dem Partikelanalysesystem 3 und dem Qualitätsmanagementmodul 8 erfolgt vorzugsweise über ein Funknetz oder über ein nicht lokales Rechnernetz, wie das Internet, wobei die elektronische Nachricht 6 insbesondere als E-Mail übertragen werden kann. Es versteht sich, dass auch eine drahtgebundene Fernkommunikationsverbindung zwischen dem Partikelanalysesystem 3 und dem Qualitätsmanagementmodul 8 vorgesehen sein kann.
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Bei dem Qualitätsmanagementmodul 8 kann es sich um eine stationäre Rechnereinrichtung handeln, die entfernt von dem Partikelmesssystem 3 aufgestellt ist. Alternativ kann das Qualitätsmanagementmodul 8 auch ein Mobilgerät sein, beispielsweise ein Mobiltelefon oder auch ein Tabletcomputer.
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Das Qualitätsmanagementmodul 8 kann von einer Empfangsperson bedient werden, die über Experten- und Erfahrungswissen auf dem Gebiet der Qualitätsüberwachung von Produktions- und/oder Verarbeitungsprozessen partikelhaltiger Einsatzmaterialien verfügt. Nach dem Empfang des Warnhinweises 6 ist dann von der Empfangsperson eine Handlungsanweisung zu treffen, ob eine Grenzwertabweichung ohne Eingriff in den laufenden Produktions- und/oder Verarbeitungsprozess tolerierbar ist oder ob ein Eingriff in den Prozess bis hin zu einer Prozessunterbrechung notwendig ist, um Prozessstörungen abzuwenden oder zu minimieren. Insbesondere kann die Empfangsperson darüber entscheiden, ob eine Charge des partikelhaltigen Einsatzmaterials, aus dem das Probenmaterial 2 gewonnen worden ist, für eine Weiterverarbeitung und/oder die Verwendung für einen bestimmten Anwendungszweck freigegeben wird. Das hierzu erforderliche Erfahrungswissen kann auch Teil eines Expertensystems sein, das als Softwarelösung, ggf. mit einem externen Cloud-Speicher, auf dem Qualitätsmanagementmodul 8 installiert ist und/oder auf das über das Qualitätsmanagementmodul 8 zugegriffen werden kann. Grundsätzlich besteht auch die Möglichkeit, dass als Expertensystem ein selbstlernendes System vorgesehen ist, das bei Auftreten einer Grenzwertabweichung automatisch eine Handlungsempfehlung generiert.
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Insbesondere in Abhängigkeit von der Höhe der Grenzwertabweichung kann dann eine elektronische Steuerinformation 10 von der Empfangsperson und/oder automatisch von dem Qualitätsmanagementmodul 8 zur automatischen Steuerung des Produktions- und/oder Verarbeitungsprozesses generiert und an eine in der Zeichnung nicht gezeigte Prozesssteuerung zur Änderung einer Steuerung des Prozesses übertragen werden. Mit der Übertragung der Steuerinformation 10 kann eine Abänderung des laufenden Prozesses bis hin zur Prozessunterbrechung oder eine Fortsetzung des Prozesses verbunden sein, wenn die Grenzwertabweichung in einer tolerierbaren Höhe vorliegt.
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Alternativ oder ergänzend kann auch eine Steuerinformation 10 zur Steuerung des Partikelanalysesystems 3 generiert und von dem Qualitätsmanagementmodul 8 an das Partikelanalysesystem 3 übertragen werden. Eine an das Partikelanalysesystem 3 übertragene Steuerinformatione kann insbesondere eine automatische Wiederholung der Probenanalyse mit der Messgeräteeinrichtung 4 bewirken. Die Übertragung der Steuerinformation 10 an das Partikelanalysesystem 3 kann aber auch zur Übertragung einer entsprechenden Steuerinformation 10 an die Prozesssteuerung des Produktions- und/oder Verarbeitungsprozesses führen.
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Vorzugsweise ist es so, dass auch die Übertragung einer Steuerinformation 10 an das Partikelanalysesystem 3 automatisch auf der Anzeigeeinrichtung 7 des Partikelanalysesystems 3 angezeigt und, weiter vorzugsweise, automatisch in der Speichereinrichtung des Partikelanalysesystems 3 gespeichert wird. Damit ist ein späterer Zugriff auf die Steuerinformation 10 sichergestellt.
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Wie sich weiter aus der Zeichnung ergibt, kann zusammen mit dem Warnhinweis 6 wenigstens ein Messwert 11, vorzugsweise ein Messwertprotokoll der von der Grenzwertabweichung betroffenen Qualitätsparameter, und/oder es können Informationen über die Höhe der Grenzwertabweichung an das Qualitätsmanagement 8 übertragen werden. Dies vereinfacht eine über das Qualitätsmanagementmodul 8 manuell oder automatisch bewirkte Entscheidung, welche Maßnahmen als Reaktion auf die Grenzwertabweichung einzuleiten sind.
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Im Übrigen können sich über das Qualitätsmanagementmodul 8 auch Messwerte 11 mittels Fernabfrage von einer Speichereinrichtung des Partikelanalysesystems 3 und/oder aus einem nicht gezeigten Cloud- bzw. Online-Speicher abrufen lassen. Auch kann eine automatische Datensynchronisation zwischen dem Partikelanalysesystem 3 und dem Qualitätsmanagementmodul 8, insbesondere über einen Cloud-Speicher, vorgesehen sein, um einen gemeinsamen Zugriff auf relevante Informationen und Daten sowohl über das Partikelanalysesystem 3 als auch über das Qualitätsmanagementmodul 8 zu ermöglichen.
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Schließlich ergibt sich aus der Zeichnung, dass eine Handlungsaufforderung 12 als elektronische Nachricht zusätzlich zu der Steuerinformation 10 von dem Qualitätsmanagementmodul 8 an das Partikelanalysesystem 3 übertragen und, vorzugsweise automatisch, auf der Anzeigeeinrichtung 7 des Partikelanalysesystems 3 angezeigt werden kann. Die Handlungsaufforderung 12 kann den Bediener des Partikelanalysesystems 3 lediglich darüber informieren, dass der Warnhinweis 6 an das Qualitätsmanagementmodul 8 übertragen und zur Kenntnis genommen worden ist. Die Handlungsaufforderung 12 kann jedoch auch konkrete Anweisungen umfassen, wie der Bediener des Partikelanalysesystems 3 auf die Grenzwertabweichung des Qualitätsparameters reagieren muss, um die Grenzwertabweichung zu beseitigen und/oder zu verifizieren und/oder in den Produktions- und/oder Herstellungsprozess einzugreifen. Die Handlungsaufforderung 12 kann auch lediglich die Information enthalten, dass eine bestimmte Grenzwertabweichung tolerierbar ist und keinen Eingriff in den laufenden Prozess erfordert.
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Mit der gezeigten und beschriebenen Systemanordnung 1 lässt sich in einfacher Weise die Einhaltung von Qualitätsanforderungen an partikelhaltige Einsatzmaterialien zur Verwendung der Einsatzmaterialien in bestimmten Produktions- und/oder Verarbeitungsprozessen sicherstellen. Insbesondere lässt sich in einfacher gewährleisten, dass bei Auftreten von Qualitätsabweichungen des partikelhaltigen Einsatzmaterials eine möglichst optimale Handlungsanweisung für den jeweiligen Produktions- und/oder Verarbeitungsprozess getroffen wird.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Systemanordnung
- 2
- Probenmaterial
- 3
- Partikelanalysesystem
- 4
- Messgeräteeinrichtung
- 5
- Auswerteeinrichtung
- 6
- Warnhinweis
- 7
- Anzeigeeinrichtung
- 8
- Qualitätsmanagementmodul
- 9
- Anzeigeeinrichtung
- 10
- Steuerinformation
- 11
- Messwert
- 12
- Handlungsaufforderung
