Produkcja elementów metalowych - Jak wyprodukować dziesiątki tysięcy części bez żadnych wad?

Aby wyprodukować dziesiątki tysięcy części, należy zadbać o jakość produkcji. Jakość jest jednym z najważniejszych elementów decydujących o wyborze danego wyrobu bądź usługi. Potrzeby społeczeństwa rosną, a w konsekwencji także i wymagania. Jakość mierzona stopniem spełnienia wymagań ma także charakter psychologiczny, związany z pojęciem satysfakcji.

Dużo ważniejszy jest jednak charakter techniczny, będący perspektywą pozwalającą zaplanować wszystkie etapy, gdzie odbywa się produkcja części metalowych, w celu minimalizacji ryzyka wystąpienia niezgodności. Nie tkwi ona w samym wyrobie, ale w całym procesie jego produkcji. Patrząc więc na doskonałość wyrobu, trzeba mieć świadomość, że stoi za nim doskonałość organizacji całego procesu produkcyjnego.

RADMOT, jako producent elementów metalowych, stawia na rozwiązania systemowe

Rozwój zarządzania jakością, zainspirowany w warunkach powojennej japońskiej gospodarki przez amerykańskiego statystyka Williama Edwardsa Deminga, doprowadził do zdefiniowania szeregu metod i narzędzi pozwalających na podnoszenie standardów produkcji. Jednym z najbardziej rozwiniętych systemów zarządzania jakością pochwalić się może branża motoryzacyjna. Organizacja Przemysłu Motoryzacyjnego AIAG (Automotive Industry Action Group) zdefiniowała tzw. podręczniki referencyjne, do których odwołuje się standard IATF. Stanowią one szereg wymagań pozwalających na organizację produkcji ograniczającej ryzyko wystąpienia niezgodności.

Ich sumaryczne zestawienie można zmieścić w następujących zasadach: 

1. Zaplanuj jakość – by zrozumieć swoje działania w obrębie zespołu i skutecznie wdrożyć nowy projekt (APQP),
2. Analizuj ryzyko – by uwzględniać wszystkie elementy procesu, na których może pojawić się zagrożenie wystąpienia niezgodności (FMEA),
3. Sprawdź czy jesteś w stanie kontrolować proces – by móc być pewnym, że używane środki kontrolno-pomiarowe i wyszkoleni kontrolerzy są w stanie zdefiniować obiektywny wynik pomiaru (MSA),
4. Miej zmienność pod kontrolą – by móc reagować na bieżąco na zmiany w procesie poprzez monitorowanie kluczowych charakterystyk wyrobu bądź procesu (SPC),
5. Daj dowód, że rozumiesz swoją pracę – by przygotować kompletną dokumentację dotyczącą całego procesu produkcyjnego jako dowód, że w praktyce realizujesz wymagania klienta (PPAP).
   
   Zasady te stanowią fundament produkcji części by nawet jedna z nich nie była wadliwa. A jak to wygląda w praktyce?

Kto ma planować jakość (APQP)?

Jakość z definicji odnosi się do wymagań klienta. Produkcja elementów metalowych na zamówienie to przede wszystkim zadowolenie klienta, które w długiej perspektywie oznacza zwiększenie zamówień, pogłębienie relacji biznesowych i budowanie marki dobrego dostawcy.

W kontekście tych wyzwań trzeba sobie odpowiedzieć na pytanie, kto na swoje barki musi wziąć zrozumienie i spełnienie wymagań klienta? Produkcja części metalowych wymaga przede wszystkim lidera jakości lub menadżera projektu, kapitana, który w obrębie zespołu czuwa nad spełnieniem zadań odnoszących się do przeprowadzenia całego procesu produkcyjnego. Ma on za zadanie budować świadomość wymagań klienta wśród wszystkich pracowników.

Proces APQP rozpoczyna się zawsze od zdefiniowania tzw. zespołu interdyscyplinarnego, grupy roboczej, w ramach której każdy z członków tego zespołu będzie znał swój obszar pracy, potrafił wziąć odpowiedzialność za wykonywane zadania. Proces APQP to budowanie taktyki.

Projektowanie jakości w obróbce CNC dotyczy opracowania odpowiedniej technologii, doboru maszyny i narzędzi, analizowania ryzyka wystąpienia niezgodności, zaprojektowania procesu pomiarowego wraz ze sprawdzeniem ważności przyrządów pomiarowych, dobór odpowiedniego materiału i zaplanowanie produkcji w optymalnym czasie.

Proces APQP to budowanie taktyki

Projektowanie jakości w obróbce CNC dotyczy:

• opracowania odpowiedniej technologii,
• doboru maszyny i narzędzi,
• analizowania ryzyka wystąpienia niezgodności,
• zaprojektowania procesu pomiarowego wraz ze sprawdzeniem ważności przyrządów pomiarowych,
• doboru odpowiedniego materiału,
• zaplanowania produkcji w optymalnym czasie.

Wpływ niepewności na cele (FMEA)

Kolejnym z etapów jest określenie ryzyk w ramach całego procesu. Norma ISO 31000 definiuje ryzyko jako wpływ niepewności na cele. Produkcja elementów metalowych i realizacja zamówień produkcyjnych to nic innego jak spełnienie wymagań klienta. One stanowią treść dobieranych w APQP celów.

Niestety największym wrogiem ich realizacji jest niepewność. Może dojść do awarii maszyny, materiał może posiadać jakąś wadę, dochodzi do zużycia narzędzia, technolog mógł przeoczyć jakiś wymiar, skończy się data kalibracji narzędzia pomiarowego. Można wymieniać tak dalej – i o to chodzi by ta lista była jak najbardziej precyzyjna w odniesieniu do całego procesu produkcyjnego.

Metodą wspomagającą analizę ryzyka jest FMEA (Failure mode and effects analysis) – analiza rodzajów i skutków możliwych do wystąpienia wad. Metoda ta wspomaga przewidywanie niepewności tak, by skutecznie zapobiec wystąpieniu niezgodności.

Dodatkowym atutem stosowania tej metody jest zwiększenie świadomości całego procesu – w jednym miejscu zbieramy informację na temat tego co mamy wykonać. Jest to bardzo ważny element planowania produkcji w technologii obróbki skrawaniem – mieć świadomość wszystkich ryzyk i zdefiniować działania im zapobiegające.

Pewny wynik pomiarów (MSA)

Przeprowadzenie poprawnej  analizy jakości wyrobów jest niemożliwe bez właściwie funkcjonującego systemu pomiarowego. Jest on kluczowym elementem nie tylko ze względu na skuteczność zarządzania jakością, ale także ze względu na aspekty normalizujące kwestię pomiarów.

Jednym z wymagań standardu IATF jest analiza systemu pomiarowego. W jej zakresie konieczne jest przeprowadzenie badania statystycznego w celu wykonania analizy zmienności uzyskanych wyników podczas kontroli, pomiarów oraz systemu wyposażenia testowego (IATF 16949:2016, pkt. 7.1.5.1.1). Narzędziem w realizacji tego celu jest Analiza Systemów Pomiarowych (Measurement System Analysis).

Najkrócej mówiąc – mamy wykwalifikowanego kontrolera jakości, mamy sprzęt pomiarowy – ale skąd mamy mieć pewność, że wyniki pomiarów będą powtarzalne? Właśnie temu służy analiza MSA wspierająca cały proces pomiarowy.

Proces interpretowany za pomocą liczb (SPC)

Kolejnym z elementów wspierających proces produkcji dziesiątek tysięcy części tak, by ani jedna nie była wadliwa, jest Statystyczna Kontrola Procesu (Statistical Process Control). Nie jest możliwe wykonanie elementów metalowych w dużych ilościach sztuk w jednym cyklu produkcyjnym co do dokładności mikronowej – tak, by żadna z nich się od siebie nie różniła nawet o 1 mikron.

Każdy system (w tym produkcyjny) składa się z naturalnych i specjalnych przyczyn zmienności. Zmienność naturalna jest wpisana w proces. Przyczyny specjalne zmienności to te, które zaburzają normalną zmienność. Innymi słowy – to wszystkie te przyczyny, które powodują odchylenia od tolerancji.

Statystyczna kontrola procesu to wykorzystanie technik statystycznych w celu redukcji przyczyn specjalnych zmienności. Wykonanie średnicy 30 mm na nowej tokarce CNC przy zastosowaniu nowych płytek skrawających najwyższej klasy pozwala zachować stabilność procesu mimo mikronowych różnic, ale gdy płytka skrawająca ulegnie wykruszeniu (przyczyna specjalna zmienności) wówczas należy podjąć natychmiastowe działania związane z wymianą narzędzia. SPC pomaga stwierdzić, że coś w procesie się zmieniło i kiedy należy podjąć natychmiastowe działania.

Dowód rozumienia wykonywanej pracy (PPAP)

PPAP najczęściej rozumiany jest pobieżnie jako dokument wysyłany do klienta przez dostawcę. Natomiast w rzeczywistości jest to proces zatwierdzania części do produkcji seryjnej. Składa się on z wykazania dowodów rozumienia wymagań klienta poprzez przedstawienie konkretnych dokumentów i próbek (choć to zależy od poziomu PPAP).

Proces zatwierdzania części do produkcji (Production Part Approval Process) to w rzeczywistości wykazanie klientowi przez dostawcę, że rozumie ten proces, jest przygotowany do wykonywania tych części w produkcji seryjnej. PPAP to spojrzenie na proces z perspektywy globalnej – jako całości.

Continuous Improvement, czyli ciągłe doskonalenie systemów

Należy także stwierdzić, że wdrażanie powyższych zasad poprzez zastosowanie konkretnych metod zarządzania jakością nigdy się nie kończy. Produkcja elementów metalowych wymaga ciągłego doskonalenia i szukania rozwiązań usprawniających proces, m.in. innowacji związanych z automatyzacją, zastosowania Poka-Yoke i doskonalenia standaryzacji.

Z pewnością tzw. core tools, podstawowe narzędzia, które branża motoryzacyjna podsuwa w swoich podręcznikach referencyjnych stanowią kompletną podstawę do produkcji dziesiątek tysięcy części, by żadna nie była wadliwa.

Szukasz producenta elementów i części metalowych – zapraszamy do kontaktu

W RADMOT oferujemy usługi frezowania CNC, usługi toczenia CNC, jak i wiele usług dodatkowych w tym mycie, anodowanie aluminium, znakowanie laserowe oraz montaż.

Skontaktuj się z nami i powiedz, czego potrzebujesz. Usługi CNC świadczymy od niemal 40 lat. Nasza wycena jest zupełnie darmowa. A jeśli będziesz mieć wątpliwości, jaka technologia sprawdzi się u Ciebie najlepiej, nasza fachowa wiedza jest na Twoje usługi.