Me Andy Marinella uskomme, että käytännön valmistusosaaminen on yksi arvokkaimmista ajan mittaan rakennetuista resursseista.
Työpajassamme työskentelee insinöörejä, tuotantoasiantuntijoita ja kokeneita teknikoita, jotka ovat työskennelleet vuosia ruostumattomasta teräksestä valmistettujen laivojen laitteistojen parissa – materiaalien valinnasta ja valuprosesseista viimeistelyyn ja laadunvalvontaan.
Monet näistä oivalluksista opitaan päivittäisen tuotantokokemuksen kautta: ymmärtämällä, miksi jokin komponentti epäonnistuu, kuinka eri materiaalit toimivat meriympäristöissä ja millä yksityiskohdilla on todella merkitystä luotettavia laitteita kehitettäessä.
Tämä käytännön tieto jaetaan kuitenkin usein vain työpajan sisällä, ja se tavoittaa harvoin hankinta- ja suunnittelupäätöksiä tekeviä asiakkaita.
Insinöörikeskusteluja on pyrkimyksemme järjestää nämä keskustelut ja jakaa laivojen laitteistojen takana oleva valmistuskokemus.
Tämän sarjan kautta käsittelemme materiaaleja, tuotantoprosesseja, suunnittelunäkökohtia ja todellisia oppitunteja merilaitteiden valmistajan näkökulmasta.
Tämän päivän ENGINEER TALKS Ep.27 esittää insinööri Zhang, kirjoittamani toimittaja.
Miksi näyte sopii ja erä vaatii vielä uudelleenkäsittelyä
Mukautettu kiinnike, sarana tai salpa toimitetaan näytteenä. Penkillä se menee yhteen siististi: tappi liukuu läpi, lehti heiluu, kiinnike vetää liitoksen kiinni ilman tappelua. Se on allekirjoitettu. Sitten ensimmäinen tuotantoerä laskeutuu samalle penkille, ja osa siitä tarvitsee kosketuksen viilalla, hana vasaralla tai kiinnittimellä, joka on kiristetty alas vedettäväksi kaksi pintaa litteäksi.
Mikään piirustuksessa ei muuttunut, eikä mikään toimittaja muuttunut. Se, mikä muuttui, on arvioitavien osien määrä. Näyte oli yksiosainen, ja sen kokosi hyvin usein henkilö, jolla oli liitososa kädessään ja sääteli sitä, kunnes se sopi. Erä ei ole yksi kappale; se on kappaleiden leviäminen, ja näytteen asentanut henkilö ei seiso tuotantolinjalla.
Tämä kuilu - "tämä sopii" ja "joku sopii" välillä ei ole toimittajan luonneongelma. Se on piirustus-, prosessi- ja hyväksymisongelma, ja se on tämän jakson aihe. Tämä artikkeli on kirjoitettu ostajalle tai projektiinsinöörille, jonka on päätettävä, mitä "sopiva mukautettu laitteisto" oikeastaan tarkoittaa ennen kuin ostotilaus menee ulos, koska se on halvin paikka korjata se.
Yksi näyte todistaa yhden osan, ei prosessia
Jokainen valmistusprosessi tuottaa vaihtelua. Otos on yksittäinen havainto, joka on otettu kyseisestä leviämisestä.
| Näyte | Erä | |
|---|---|---|
| Mikä se on | yksi yksikkö mitattuna | jokainen prosessin muodostama yksikkö |
| Mitä se näyttää | yksi piste, LSL:n ja USL:n välillä | ero, josta yksiköt vedetään, samoissa rajoissa |
| Mitä se voi tukea | lausunto yhdestä osasta | lausunto koko väestöstä |
Vahvempi väite – josta erätuotantolinja ja kenttävaraosien ketju ovat molemmat riippuvaisia – on vaihdettavuus: osa on vaihdettavissa, kun se on valmistettu niin lähes identtisten eritelmien mukaan, että se sopii mihin tahansa samantyyppiseen kokoonpanoon ja voi vapaasti vaihtaa toisen osan ilman räätälöityä asennusta, kuten arkistointia. Tämä on väite koko populaatiosta, eikä yksi mitattu näyte voi tukea sitä.
Penkkisovitus kaventaa aukkoa tietyllä tavalla, ja tekniikka kannattaa nimetä rehellisesti. Kun kaksi puoliskoa mitataan ja lajitellaan siten, että löysä puolikas paritetaan tiukan puolikkaan kanssa, poikkeama absorboituu kokoamispisteessä sen sijaan, että se poistettaisiin prosessista; eli valikoivaa kokoonpanoa. Kun osa viilaa, koputetaan tai vedetään paikoilleen käsin, kyseessä on manuaalinen asennus. Ne ovat erilaisia tekniikoita, ja se, mitä niillä jaetaan, on tärkeä osa: kumpikaan ei kiristä valmistusprosessia, eikä kumpikaan todista, että mielivaltainen osapari sopii. He takaavat edessäsi olevan parin eikä mitään sen yli.
Ensimmäisen esineen tarkastuksella on todellinen, erillinen arvo. Se vahvistaa, että asetukset ovat oikein ja piirustus on ymmärretty – oikea ohjelma, oikea offset, oikea materiaali. Asennusvirhe on systemaattinen, joten se toistuu jokaisessa yksikössä, ja yksi perusteellinen tarkistus alussa suojaa koko ajon virheeltä, joka muuten kloonattaisiin tuhansia kertoja. Mitä ensimmäinen artikkeli ei voi tehdä, on todistaa, että prosessi pysyy keskitettynä. Työkalujen kuluminen, asteittainen lämpökasvu ja kiinnikkeen löystyminen tulevat kaikki ensimmäisen kappaleen jälkeen, ja ensimmäinen kappale oli mitattuna aidosti oikea. Ajon odottaminen, koska ensimmäinen artikkeli läpäistiin, on yksi yleisimmistä mukautetun laitteiston hankinnan oletuksista, ja se on oletus, joka tuottaa uudelleenmuokattavan toisen erän.
Aloita istuvuudesta, ei ulottuvuudesta
Ilmaus "kriittinen ulottuvuus" ei tarkoita mitään ennen kuin se on sidottu toimintoon. Vastakomponentissa toiminto on sovitus: välys, häiriö, tiivisteen puristus, kohdistus, pysäytysasento, salpakytkentä. Merkittävä ulottuvuus on lyhimmällä fyysisellä polulla oleva ulottuvuus, joka sulkee tuon aukon - ulottuvuusketju -, ja todellinen työ on jäljittää tämä ketju sen sijaan, että ympyröittäisiin piirustuksen jokaista numeroa.
Kaksi osaa voi kumpikin istua mukavasti omien toleranssiensa sisällä ja silti häiritä tai kolisea yhdessä, koska istuvuuden ratkaisee ketjun summa, ei mikään yksittäinen ulottuvuus. Tästä syystä "meillä on sama toleranssi kaikessa" ei ole vastaus sovitusongelmaan: useiden toleranssimittojen yhdistelmä voi silti ylittää aukon, jonka ne on tarkoitus sulkea.
Joten ensimmäinen DFM-kysymys ei ole "kuinka tiukasti pystyt pitämään sitä?" Se on "mitä aukkoa suojelemme ja mitkä ulottuvuudet sulkevat sen?" Ostaja, joka osaa vastata siihen tarjouspyynnössä, saa hyvin erilaisen ja yleensä hyödyllisemmän vastauksen piirustuksen lähettäjältä ja hyvää osaa pyytävältä.
Mitta ilman peruspistettä on erilainen jokaiselle
Kriittisellä ominaisuudella tulee olla selkeä peruspisteviittaus, määritelty mittaustila – vapaa tai rajoitettu – ja ilmoitettu varmennusmenetelmä. ASME Y14.5 on viite, johon useimmat piirustukset viittaavat suunnittelutarkoituksen viestimiseen siten, että osilla on aiottu muoto, istuvuus, toiminta ja vaihdettavuus; ISO 5459 kattaa datamitat ja datajärjestelmät. Hankinnan seuraus on lumoamaton, mutta ratkaiseva: ilman sovittua datapistettä toimittajan mittaraportti ja oma tarkastus voivat olla sekä pätevästi suoritettuja että silti eri mieltä, koska ne on mitattu eri referensseistä, eri tilassa tai eri asetelmilla.
Mittaus sisältää myös ehtoja. Normaali referenssilämpötila on 20 °C, ja toisessa lämpötilassa mittaaminen lisää epävarmuutta, jolla on eniten merkitystä tiukimmissa ominaisuuksissa. Nämä eivät ole byrokraattisia yksityiskohtia, jotka on ratkaistava lopussa; ne ovat sopimus, joka tekee "suvaitsevaisuudesta" yhteisen määrän kahden yksityisen mielipiteen sijaan.
Valu, koneistus ja viimeistely eivät liikuta samoja pintoja
Kun räätälöity osa on valmis, sen pinnat ovat kahden eri toleranssijärjestelmän alla, ja niiden sekoittaminen on yleinen lähde "se oli toleranssissa, mutta se ei vieläkään sopinut".
Valupinnat kattavat yleiset valutoleranssit. ISO 8062-3 tarjoaa puitteet valun mitta- ja geometrisille toleransseille sekä koneistusvaralle. Koneistetut pinnat peitetään piirustuksen yksilöidyillä toleransseilla. Kyseessä on kaksi järjestelmää, ei yksi, ja keskeneräiseltä valupinnalta valmiiksi koneistettuun pintaan ulottuva mitta ei yksinkertaisesti peri tiukempaa koneistustoleranssia toisessa päässä. Jos sovitusrajapinta osuu raakavalupinnalle, sen saavutettava tarkkuus ei ole se koneistustoleranssi, jota piirustus saattaa ehdottaa muualla. Yleiset toleranssit mitoille, joissa ei ole yksittäistä merkintää – ISO 2768-1 -kehys – täyttävät loput hiljaisuudesta, ja ne ovat löysempiä kuin suunnittelija voi olettaa.
Toinen korjaus koskee sitä, mitä koneistus ja viimeistely todella tekevät osalle. On virhe kuvitella materiaalin poiston kutistuvan joka mittasuhteessa tasaisesti. Materiaalin poistaminen voi pienentää ulkomittoja, mutta voi tehdä reiän tai raon suuremmaksi ja muuttaa myös reunoja, litteitä pintoja ja kosketingeometriaa. Viimeistely - mekaaninen kiillotus tai sähkökiillotus - poistaa todellista materiaalia pinnalta määrinä, jotka riippuvat prosessista ja sen tarkoituksesta. Seurauksena on yksinkertainen ja helppo erehtyä: jos vastamitta mitoitetaan valmiiseen kokoonsa kappaleen ollessa vielä kiillottamaton aihio, viimeistelyvaihe siirtää sen sen todistavan mittauksen jälkeen.
Vastaus ei ole koneistamalla jokaista ominaisuutta liian suureksi ja sitten kiillottamatta sitä takaisin. Lupa on jaettava ominaisuuskohtaisesti ja lopullisen tilan mukaan. Päätä ensin, mitä tilaa piirustus hallitsee – valmiin tilan – ja anna koneistajan kantaa lisäarvo vain niistä piirteistä, joita viimeistelyvaihe todella siirtää. Huomaa myös, että valettu vs. koneistettu jako koskee sitä, mitä toleranssijärjestelmää sovelletaan, ei siitä, millä pinnalla on merkitystä. Valupinta voi olla toiminnallisesti tärkeä, eikä koneistettu pinta ole automaattisesti ainoa toimiva pinta. Suunnittelu kertoo, mitkä ominaisuudet ovat kriittisiä, mikä prosessi tekee niistä ja miten ne hyväksytään – ja missä piirustus on hiljaa, ostaja on se, joka lopulta löytää aukon.
Vastaava toimitus ei ole vaihdettavuus
Kun toimittaja toimittaa laitteistoa yhteensovitettuna parina tai sarjana, puolikkaat mitattiin, lajiteltiin ja paritettiin tiukemman istuvuuden saavuttamiseksi kuin niiden yksittäiset toleranssit sallisivat. Sama koskee osia, jotka asennettiin käsin penkille: sovitus elää kokoamispisteessä eikä kulje pidemmälle.
Vaihdettavuus on vahvempi ja vähemmän anteeksiantava vaatimus: minkä tahansa osan on sopia mihin tahansa kokoonpanoon ilman viilaa tai yhteensopivuutta, ja sen on kestettävä sekä tuotantolinjalla että kun yksi puolikas vaihdetaan varaosista vuosia myöhemmin. Yhteensopiva pari ei abstraktisti ole huonompi tuote – kertaluonteiselle tai monimutkaiselle mekanismille, jossa molemmat puolikkaat ovat aidosti yksikkö, se voi olla oikea vastaus – mutta kaksi toimitustapaa tarvitsevat täysin erilaiset hyväksymismenetelmät, varaosien strategiat ja kenttäkorjausodotukset.
Loukku on siinä, että vaatimusta ei useinkaan kirjoiteta ylös. Jos piirustuksessa ja tilauksessa ei koskaan mainita "mielivaltaista vaihdettavuutta", toimittaja voi kohtuullisesti toimittaa pareja, jotka sopivat toisiinsa eikä mitään muuta, koska toimitettu näyte osoitti sen. Olitpa ostamassa yhteensopivia sarjoja tai todella vaihdettavia osia, on ostajan ja toimittajan vahvistettava asia ennen tilausta, ei jälkikäteen tuotesivulle luettavaa.
Mitä kukin varmistusvaihe voi ja ei voi todistaa
Mukautettu laitteisto tarkistetaan yleensä jollain alla olevien vaiheiden yhdistelmällä. He vastaavat erilaisiin kysymyksiin, eikä mikään niistä korvaa toista; toistuva vika on yhden lukeminen ikään kuin se olisi erilainen.
| Vaihe | Mitä se vahvistaa | Mitä se ei vahvista |
|---|---|---|
| Näyte/ensimmäisen tuotteen tarkastus | Että asetukset ja piirustuksen lukeminen ovat oikein, joten järjestelmällinen asennusvirhe havaitaan ennen kuin se toistetaan koko ajon aikana. Virallinen ensimmäisen artikkelin dokumentaatio (kuten AS9102-menetelmässä) tallentaa tämän tietueeksi. | Prosessin vakautta tai suorituskykyä tai sitä, että myöhempi yksikkö sopii. Käynnissä oleva ajautuminen – työkalun kuluminen, asteittainen lämpeneminen, kiinnitys löysällä – tulee ensimmäisen kappaleen jälkeen. |
| Toiminnallinen mittari / go/no-go | Kokoaako käyttöliittymä attribuuttituloksena (go / no-go), joka on rakennettu piirustuksen toiminnallisesta tarkoituksesta ja perusrakenteesta. Rajamittausta käytetään osien vaihdettavuuden tarkistamiseen. | Koon lukema; että osan jokainen toiminto on hyvä; pitkän aikavälin mittarin riittävyys. Mittari todistaa vain sen oman suunnittelunsa ja perusrakenteensa ohjauksen, ja rajamittausta harjoitetaan puhtaissa osissa valvotussa lämpötilassa. |
| Eränäyte (hyväksytty näytteenotto, kuten ISO 2859-1, indeksoi AQL) | Hyväksytäänkö vai hylätäänkö paljon sovitun suunnitelman mukaisesti. AQL indeksoi erän hyväksymissuunnitelman; se ei ole kiinteä osuus vioista, jonka hyvä erä saa sisältää. | Että jokainen osa erässä on hyvä tai että prosessi on kykenevä. Hyväksytty erä voi silti sisältää vaatimustenvastaisia osia. |
| Prosessikyky (kuten ISO 22514) | Miten vakaa prosessi leviää suhteessa spesifikaatioon ja kuinka hyvin se on keskitetty, kun on sopiva data, vakaat prosessiolosuhteet ja luotettava mittausjärjestelmä. | Mitä tahansa epävakaasta prosessista tai mitä tahansa tosiasiallisesti mitatun ominaisuuden ulkopuolella. Se ei korvaa oikeita piirustusrajoja ja oikeaa peruspistekaaviota. Kyky- ja suorituskykyindeksit eivät ole keskenään vaihdettavissa. |
| Mittausjärjestelmän analyysi (kuten AIAG MSA -menetelmässä) | Onko itse mittausjärjestelmä – toistettavuus ja toistettavuus, mittarin R&R – riittävän hyvä, jotta lukemiin voidaan luottaa. | Se ei paranna osaa. Ajautumisprosessin äänimittari ilmoittaa edelleen ajautumisesta. |
Kaksi viimeistä riviä ovat ne, joita ostajat useimmiten vaativat liikaa. Kykyluvut kuvaavat yhtä ominaisuutta yhdelle vakaalle prosessille; ne eivät ole osan yleinen takuu. Ja mikään näistä vaiheista ei maksa mitään käyttöönottoa, joten rehellinen DFM-keskustelu on se, mitä niistä ominaisuus todella tarvitsee – yleensä ensimmäisen artikkelin ja yhden toiminnallisen tarkistuksen kriittisestä käyttöliittymästä ja näytteitä lopuista – sen sijaan, että kysyttäisiin niitä kaikkia jokaisesta ulottuvuudesta.
Piirustusversiot ja muutokset, jotka käynnistävät uudelleenvahvistuksen
Piirustus on elävä dokumentti, ja erää valvotaan vain niin paljon kuin versiota se on tehty. Säännellyiltä teollisuudenaloilta lainatut menetelmät ovat hyödyllisiä tässä menetelmänä pikemminkin kuin pakollisina merenkulun vaatimuksina: dokumentoitu ensimmäisen artikkelin vaatimus, kuten AS9102, ja osahyväksyntäprosessi, kuten AIAG PPAP -kehys, ovat molemmat olemassa estämään muutosta siirtämästä hiljaista ulottuvuutta.
Säilytyksen arvoinen osa näistä menetelmistä on laukaisuluettelo ja tietue. Osan suunnittelun tai materiaalin muutos, valmistusprosessin muutos, toimittajan tai alihankkijan vaihto, valmistuspaikan vaihto, työkalujen siirtäminen, uusiminen tai kunnostaminen sekä tuotannon uudelleen aloittaminen pitkän seisakin jälkeen ovat kaikki omiaan siirtämään mittaa, joten minkä tahansa niistä tulee avata ensimmäisen artiklan sopimus uudelleen kokonaan tai osittain. Suunnittelumuutosilmoitus dokumentoi muutoksen ja ohjaa sen tarkistamista, hyväksymistä ja vapauttamista ennen sen käyttöönottoa eikä sen jälkeen.
Käytännön ohjaus on kirjoittaa tilaukseen tämä: mistä muutoksista toimittajan tulee ilmoittaa ja mitä uudelleentarkistusta seuraa kutakin. Erän lähetyksen jälkeen lähetetty tarkistettu piirustus ei ohjaa yhtään mitään.
Ostajan tarkistuslista: RFQ ja hyväksyntä
Useimmat mukautetun laitteiston sopivuuskiistat ratkaistaan ennen tuotantoa, mitä tarjouspyynnössä ja ostotilauksessa sanottiin ja mitä ei. Alla olevat kohteet tekevät eron sopivan näytteen ja sopivan erän välillä.
- Vastaosa ja kokoonpanotila— mihin tämä osa sopii ja onko sopivuus arvioitu vapaaksi vai koottuna (pultattu, kiinnitetty, kiinnitetty).
- Pidettävä toiminto— välys, häiriö, tiivisteen puristus, kohdistus tai pysäytysasento, joka liitoksen on annettava.
- Toiminnalliset mitat peruspisteineen— lyhimmän ketjun mitat, jotka sulkevat kyseisen toiminnon, ja jokaisella on ohjauspiste, mittaustila ja ilmoitettu varmennusmenetelmä.
- Lopullinen pinnan tila— mitkä pinnat ovat funktionaalisia koneistettuja pintoja ja mitkä valu- tai viimeistelypintoja, ja kullekin määritetty viimeistely.
- Muuttokorvaus— Jos viimeistely poistaa materiaalia, piirustuksen tulee ohjata viimeistelyä ja paikantaa piirteiden lisäys, jota viimeistelyvaihe siirtää.
- Toimitustila— sovitetut parit tai joukot tai mielivaltainen vaihdettavuus, ilmaistuna eksplisiittisesti oletuksena.
- Hyväksymissuunnitelma— mitä ensimmäinen artikkeli sisältää, käytetäänkö toiminnallista mittaria, mitä näytteenottosuunnitelmaa sovelletaan ja vaaditaanko prosessivalmiudesta tai mittausjärjestelmästä näyttöä; plus tietue, joka kulkee jokaisen erän mukana.
- Muuta ilmoitusta ja uudelleenvahvistusta— mitkä muutokset vaativat ilmoituksen ja minkä uudelleentarkistuksen (täydellisen tai osittaisen) kukin niistä laukaisee.
- Ennätykset ja poikkeamat— tarkastuspöytäkirjat, kunkin erän piirustuksen tarkistus ja poikkeama tai lupa hyväksytään.
Tähän luetteloon liittyy kaksi varoitusta. Ensinnäkin, älä yksinkertaisesti lisää toleranssia piirustuksen jokaiseen mittaan: kiristysmitat, jotka eivät istu toiminnallisen ketjun päällä, nostaa kustannuksia ja kiertoaikaa eikä paranna mitään. Toleranssi kuuluu sinne, missä funktio on. Toiseksi mikään näistä ei ole lupaus nollaremontista. Se on tapa tehdä prosessista ja liitännöistä hallittuja ja todennettavia niin, että uudelleentyöstö, kun se tapahtuu, on pikemminkin näkyvä, jäljitettävä poikkeus kuin selittämätön yllätys laatikossa.
Miten lähestymme sitä Andy Marinella
Meidänmukautussivukuvailee, kuinka tilaustyön on tarkoitus suorittaa työpajassamme: suunnittelun tarkastus talon sisäisillä työkaluilla; toimiva prototyyppi, jonka sopivuus, liikkuvuus ja sovitut käyttövaatimukset tarkistetaan; sitten hyväksytyt vaatimukset siirretään tuotantoon ja myöhemmät erät tarkistetaan samojen sovittujen kriteerien mukaisesti. Sama kurinalaisuus kulkee läpi meidänOEM/ODM-merilaitteistotyötä. Tämän jakson logiikka on kirjoitettu päinvastoin – näytettä arvioidaan sovittujen vaatimusten mukaan, ja tuotantoon siirtyvät vaatimukset, ei näyte itse.
Jos hankit räätälöityjä laivalaitteita ja haluat käydä läpi toiminnalliset mitat, liitososan, toimitustavan ja vastaanottosuunnitelman ennen yksittäisen osan valmistamista, lähetä meille piirustus tai selkeä valokuva, liitoskomponentti ja toiminto, joka liitoksen on täytettävä. Voimme keskustella DFM-pisteistä ja auttaa sinua asettamaan hyväksymiskriteerit, jotka kestävät luovutuksen.
