Якість у серійному виробництві прецизійних токарних деталей
У серійному виробництві здатність виготовляти деталі відповідно до технічних вимог аж ніяк не є достатньою для забезпечення успіху.
Вирішальне значення має спроможність процесу підтримувати необхідні параметри у всіх наступних виробничих партіях протягом усього терміну реалізації проєкту.
Саме тому в компанії SABNER турбота про якість починається задовго до виготовлення першої деталі.
Перш ніж проєкт перейде у виробничу фазу, ми аналізуємо, що є важливим, що може піти не так, як ми запобігатимемо цим проблемам і як контролюватимемо процес.
Надіслати запит
повний письмовий звіт
Ми аналізуємо вимоги → плануємо процес → передбачаємо ризики → плануємо вимірювання → запускаємо виробництво → перевіряємо технологічну здатність → затверджуємо → запускаємо серійне виробництво → здійснюємо моніторинг → ідентифікуємо кожну партію → реагуємо на відхилення.
APQP · CTQ · PFMEA · План контролю · MSA · SPC · Cp/Cpk · PPAP · Простежуваність
CTQ та вимоги
від функції деталі до плану процесу
Метрологія
вимірювання, адаптовані до характеристик та допусків
Валідація
First-Off · FAI · PPAP · Cp/Cpk
Моніторинг процесу
SPC та проактивне реагування для запобігання невідповідностям
Простежуваність
повна історія виробничої партії
Чистота та захист
очищення · пакування · випуск партії
Від аналізу вимог до стабільного серійного виробництва
Ми здійснюємо процес запуску виробництва відповідно до принципів APQP , що застосовуються до контрактного виробника
01. Ми починаємо з розуміння того, що потрібно зробити
Кожен новий проєкт ми розпочинаємо з аналізу документації замовника та визначення вимог до готової деталі. Ми визначаємо, які з них мають найбільший вплив на функціональність та якість готового виробу.
Ми перевіряємо, серед іншого:
матеріал,
розмірні та геометричні допуски,
функціональні поверхні,
різьблення, канавки, радіуси та підрізи,
вимоги до шорсткості поверхні,
вимоги до чистоти,
вимоги до контролю та документації,
методи ідентифікації та пакування.
Ми приділяємо особливу увагу характеристикам, які мають вирішальне значення для експлуатаційних властивостей виробу.
CTQ – Critical to Quality (критично важливі для якості параметри)
Планування процесу та контролю починається з цих факторів.
02. Ми аналізуємо, що може піти не так
З досвіду ми знаємо, що ефективний процес має запобігати проблемам, а не лише виявляти їх після того, як вони виникли.
Саме тому перед запуском виробництва ми аналізуємо ризики, пов’язані з кожною операцією.
Ми враховуємо, серед іншого, можливість відхилень у розмірах, зношування інструментів, використання невідповідного матеріалу, помилки вимірювання, плутанину з партіями, неналежний захист готового продукту та багато інших ситуацій, що можуть виникнути під час виробничого процесу.
Для значних ризиків ми визначаємо запобіжні заходи та процедури реагування.
PFMEA – Process Failure Mode and Effects Analysis (аналіз видів і наслідків потенційних відмов процесу)
Усе це робиться для того, щоб зменшити кількість ситуацій, у яких виникає проблема, та точно знати, що робити, коли вона все-таки трапиться.
03. Кожна критична характеристика має свій власний метод контролю
Не всі розміри контролюються однаково. Ефективний процес вимагає індивідуального підходу до питань контролю та вимірювання.
Для кожної критичної характеристики ми визначаємо:
Ми документуємо ці принципи у плані контролю процесу.
Це гарантує, що перевірка не залежить від пам’яті оператора. Вона є частиною заздалегідь визначеного процесу.
У рідкісних випадках ми можемо також запровадити 100% контроль, якщо це виправдано вимогами замовника або результатами аналізу ризиків. Однак важливо пам’ятати, що це збільшує витрати на процес і, з огляду на дуже високу стабільність наших процесів, як правило, не є виправданим.
повний письмовий звіт
що ми вимірюємо → чим ми вимірюємо → коли ми вимірюємо → як часто ми вимірюємо → що вважається правильним результатом → що ми робимо у разі відхилення
04. Спочатку ми перевіряємо саме вимірювання. Лише потім ми перевіряємо деталь.
Недостатньо просто мати точний вимірювальний прилад.
Ми також повинні знати, чи обраний метод дійсно дозволяє нам надійно контролювати певну характеристику. Це стосується не лише точності показань приладу, а й впливу оператора, повторюваності результатів та багатьох інших факторів.
Отже:
ми обираємо метод вимірювання з урахуванням характеристики та допусків,
ми використовуємо еталонні зразки,
ми перевіряємо відтворюваність вимірювальної системи,
ми здійснюємо моніторинг обладнання,
для критичних характеристик ми проводимо необхідні аналізи вимірювальної системи.
MSA
–
Measurement System Analysis
(аналіз вимірювальних систем)
Gage R&R
/
GRR
(оцінка повторюваності та відтворюваності приладів)
Перш ніж щось виміряти й ухвалити рішення на основі результату, ми хочемо заздалегідь знати, чи можна довіряти цьому результату.
ВИМІРЮВАННЯ
Метрологія, адаптована до токарних деталей діаметром Ø1–12 мм
Лабораторія SABNER використовує кілька взаємодоповнюючих методів вимірювання. Вибір обладнання залежить від типу перевірюваної характеристики, необхідної точності та етапу процесу, на якому проводиться вимірювання.
VICIVISION MTL X5
Коли потрібно швидко перевірити всю токарну деталь
MTL X5 – це наша основна система для швидкого, автоматизованого контролю геометрії невеликих токарних деталей.
В рамках однієї вимірювальної програми ми можемо перевірити низку зовнішніх параметрів, зокрема:
діаметри,
довжини,
кути,
радіуси,
фаски,
профілі,
геометрію різьби.
Автоматизоване вимірювання дозволяє використовувати один і той самий метод як під час запуску процесу, так і під час подальшого контролю серійного виробництва. Його ключовою перевагою є усунення впливу оператора на результати вимірювання, і для значної частини проєктів цього достатньо для виконання всіх необхідних вимірювань.
Mahr MarSurf CD 140
Коли потрібно точно виміряти фактичний контур
Не кожну деталь можна належним чином оцінити на основі зображення, отриманого за допомогою MTL X5. Це стосується насамперед роздільної здатності та точності вимірювання, а також вимірювань усередині отворів.
Ми використовуємо MarSurf CD 140 для високоточного аналізу контурів деталей, зокрема:
малих радіусів,
фасок,
канавок,
підрізів,
вимірювання контурів у отворах
окремих параметрів поверхні, таких як шорсткість
Система доповнює оптичні вимірювання в тих випадках, коли точний хід профілю має вирішальне значення.
Mahr MarForm MMQ 200
Коли самі лише розміри не дають повного уявлення про деталь
Два діаметри можуть відповідати допуску, але деталь все одно може не працювати належним чином.
Проблема може полягати в її формі або у відносному положенні її поверхонь.
Саме тому ми використовуємо MMQ 200 для перевірки таких характеристик, як:
округлість,
циліндричність,
биття,
співвісність,
прямолінійність.
Це особливо важливо для сполучних поверхонь, ущільнювальних поверхонь та деталей, у яких кілька діаметрів повинні зберігати певне взаємне розташування.
KEYENCE VR-5200
Коли нам потрібно розглянути мікродеталь у 3D
Ми використовуємо KEYENCE VR-5200 для безконтактного, точного аналізу геометрії та топографії поверхні у трьох вимірах.
Система дозволяє аналізувати, серед іншого:
профілі,
сходинки,
висоти,
поверхні,
перепади рівнів,
тобто параметри, які важко оцінити за допомогою звичайних одновимірних вимірювань.
Метрологічна точність цієї системи забезпечує надзвичайно точні вимірювання геометричних параметрів, які важко виміряти за допомогою інших приладів.
Контроль у процесі виробництва
Деякі вимірювання необхідно виконувати безпосередньо під час виробничого процесу, щоб оператор міг швидко оцінити його поточний стан.
Пневматичні вимірювальні системи Mahr
Для конкретних критичних розмірів із дуже вузькими допусками ми використовуємо пневматичні вимірювання.
Прилад налаштовується під конкретну характеристику й дозволяє швидко виявляти навіть дуже незначні зміни розмірів.
Це рішення є особливо корисним для контролю процесу під час серійного виробництва.
Калібри типу « GO / NO-GO »
Для швидкого контролю окремих характеристик ми використовуємо спеціальні калібри:
кільцеві калібри
штифтові калібри
калібри типу « GO / NO-GO ».
Вони дають змогу простим і повторюваним способом підтвердити, чи відповідає перевірена характеристика необхідному діапазону, безпосередньо на виробничій лінії без необхідності звернення до лабораторії.
Еталони
Для постійного контролю вимірювальних систем ми використовуємо:
еталонні кільця,
еталонні штифти,
еталонні пластини,
спеціальні еталони для конкретних приладів.
Деякі планові перевірки обладнання ми проводимо самостійно з невеликими інтервалами. Періодичні калібрування еталонів здійснюються у зовнішніх лабораторіях, акредитованих PCA.
Контрольовані умови вимірювання
Точне вимірювання вимагає стабільних умов.
Ми проводимо еталонні вимірювання в метрологічній лабораторії із системою кондиціонування повітря, у контрольованих умовах та при еталонній температурі 20 °C.
Перед проведенням особливо точних вимірювань заготовці та обладнанню дають час для досягнення теплової рівноваги.
05. Однієї якісної першої деталі недостатньо
Перші виготовлені деталі слугують підтвердженням правильності налагодженого процесу; однак вони не є доказом того, що виробництво буде стабільним і відтворюваним.
Тому під час запуску кожного нового процесу ми перевіряємо поведінку контрольованих вимірювальних характеристик на конкретному зразку. Статистичний аналіз дозволяє нам оцінити їхні відхилення, положення відносно діапазону допусків та наявний запас міцності.
Залежно від вимог проєкту ми виконуємо:
першозразковий контроль (First-Off) ,
FAI – перевірку першої деталі (First Article Inspection),
MSA (аналіз системи вимірювання),
аналізи технологічної здатності,
дослідження Cp/Cpk ,
дослідження Pp/Ppk .
Ми хочемо знати не лише те, чи є деталь якісною, але й який діапазон відхилень допускається в межах допусків нашого технологічного процесу.
06. Ми затверджуємо процес перед початком серійного виробництва
Для проєктів, що вимагають офіційної валідації, ми готуємо узгоджену документацію щодо затвердження процесу.
Серед іншого, вона може включати:
схему технологічного процесу ,
PFMEA ,
MSA ,
результати вимірювань,
аналізи технологічної здатності,
документацію щодо матеріалів,
виробничі зразки,
PSW .
Для проєктів, що цього вимагають, ми готуємо документацію PPAP рівня 3.
Обсяг документації завжди визначається виходячи з вимог замовника та характеру проєкту.
Лише затверджений та валідований процес переходить до контрольованого серійного виробництва.
07. Серійне виробництво не означає припинення контролю якості
Після початку планового серійного виробництва ми не припиняємо моніторинг процесу.
Навпаки – кожна наступна партія надає дані про те, як процес поводиться з плином часу.
Ми збираємо результати перевірок у нашій системі ERP. Дані прив’язуються до проєкту та виробничої партії, що дозволяє нам аналізувати історію процесу та формувати необхідні звіти.
Ми не чекаємо, поки з’явиться дефект – ми відстежуємо зміни, що відбуваються під час виробництва, і реагуємо на ознаки виникаючих відхилень.
Якщо розмір починає наближатися до межі допуска, ми прагнемо виявити цю тенденцію ще до появи першої невідповідної деталі.
Одним з інструментів, які ми використовуємо для цієї мети, є SPC – Statistical Process Control (статистичний контроль процесів).
Ми також використовуємо зібрані дані вимірювань для постійної оцінки здатності процесу, застосовуючи такі показники, як Cp/Cpk
Усі ці заходи спрямовані на підтримку виробничого процесу на рівні повної здатності, щоб протягом усього періоду виробництва випускати лише деталі, що відповідають вимогам.
08. Кожна партія має свою історію
Коли ми виробляємо тисячі або мільйони деталей, нам потрібно знати, з чого складалася конкретна партія, коли вона була виготовлена та за допомогою якого процесу.
Це має вирішальне значення у разі надходження скарги, яка може надійти із затримкою.
Тому виробничі дані утворюють ланцюг взаємопов’язаної інформації:
Простежуваність: можливість пов’язати конкретний номер партії з даними, отриманими під час її виробництва.
номер плавки
повний письмовий звіт
номер партії матеріалу / номер плавки
↓
сертифікат на матеріал за стандартом EN 10204 3.1
↓
виробниче замовлення
↓
номер виробничої партії
↓
виконаний процес: верстат + програма + оператор
↓
результати перевірки та дані про технологічний процес
↓
очищення
↓
пакування та маркування
↓
партія відвантаження
↓
замовник
09. Деталь має не лише відповідати геометричним та розмірним вимогам, а й бути чистою.
Після механічної обробки на поверхні деталі можуть залишатися масло, дрібні технологічні забруднення та залишки обробки – це неминуче в технології механічної обробки.
Саме тому готові деталі на нашому підприємстві завжди проходять процес очищення в промисловій установці Dürr Ecoclean Compact 80C.
Цей процес поєднує очищення розчинником з ультразвуком та вакуумним режимом, що забезпечує ефективне знежирення навіть складних деталей з дрібними отворами, каналами, канавками та важкодоступними поверхнями. Вакуум сприяє ретельному очищенню цих порожнин та остаточному висушуванню без залишків, а безперервна дистиляція та фільтрація розчинника забезпечують високу та стабільну ефективність процесу.
Необхідний рівень чистоти залежить від призначення деталі; тому ми встановлюємо критерії технічної чистоти для кожного конкретного проєкту у співпраці із замовником.
Якщо потрібне офіційне підтвердження рівня чистоти, відповідні випробування можна провести у спеціалізованій зовнішній лабораторії.
10. Ми захищаємо деталі навіть після виробництва
Готові деталі також можуть бути пошкоджені або забруднені на шляху від мийної станції до складу замовника
Щоб запобігти цьому, ми приділяємо особливу увагу забезпеченню їх належного захисту.
Залежно від геометрії, поверхні та вимог замовника, ми використовуємо, серед іншого:
вакуумне пакування,
ідентифікацію та маркування партій,
захисні кріплення та наповнювачі, що запобігають зміщенню деталей,
відповідним чином підібрану оптову упаковку та картонні коробки.
Ми узгоджуємо спосіб пакування із замовником перед початком серійного виробництва та завжди рекомендуємо відповідні рішення.
11. Якщо щось піде не так, ми готові до цього.
У виробничій практиці немає часу на імпровізацію, коли виявляються невідповідності. Ми готуємося до цього ще до початку виробництва, плануючи відповідні послідовності дій.
Залежно від ситуації, ці кроки включають:
зупинку процесу → ідентифікацію партії → відокремлення матеріалу → аналіз причини → коригування процесу → повторну перевірку → прийняття рішення щодо відновлення виробництва
Для питань, що вимагають формального аналізу, ми використовуємо методологію 8D – «Вісім дисциплін».
Результати аналізу можуть призвести до оновлення PFMEA , плану контролю , інструкцій щодо процесу або методів перевірки.
Таким чином, знання, отримані під час виробництва, повертаються в систему якості, зміцнюючи нашу майстерність та стабільність майбутніх процесів.
Якість – це система, а не лише кінцева перевірка
Весь процес можна узагальнити в одній послідовності:
повний письмовий звіт
Документація замовника
↓
Аналіз вимог – CTQ
↓
Аналіз ризиків – PFMEA
↓
План процесу та контролю – технологічна схема + план контролю
↓
Валідація вимірювань – MSA / GRR
↓
Запуск – First-Off / FAI
↓
Спроможність процесу – Cp / Cpk / Pp / Ppk
↓
Затвердження – PPAP
↓
Серійне виробництво
↓
SPC + план контролю + простежуваність
↓
Очищення + пакування
↓
Випуск партії
Ми не хочемо перевіряти наприкінці, чи вдалося нам виготовити якісну деталь.
Ми будуємо процес так, щоб якісна деталь була його повторюваним результатом.
Результат процесу є наслідком поєднання планування, валідації, серійного контролю та простежуваності.
1. Планування якості
CTQ · PFMEA · План контролю
2. Валідація та вимірювання
3. Контроль серійного виробництва
4. Завершення партії
Очищення · Упаковка · Випуск партії
ISO 9001 та ISO 14001
Системи управління забезпечують контрольований підхід до виконання процесів, повторюваність виробництва, нагляд за документацією та відповідальне управління навколишнім середовищем.
9001
PN-EN ISO 9001:2015
Сфера сертифікації охоплює виробництво прецизійних металевих деталей на токарних верстатах з ЧПК.
Завантажити сертифікат ISO 900114001
ISO 14001
Компанія SABNER працює відповідно до системи екологічного менеджменту ISO 14001, яка доповнює системний підхід до управління та вдосконалення процесів.
Завантажити сертифікат ISO 14001Глосарій термінів якості SABNER
APQP – Advanced Product Quality Planning (розширене планування якості продукції)
Структурований метод підготовки нового проєкту до серійного виробництва.
У компанії SABNER ми застосовуємо методологію APQP у тих сферах, за які відповідає виробник: аналіз вимог, підготовка виробничого процесу, аналіз ризиків, план контролю, валідація процесу та запуск серійного виробництва.
Продукт розробляється замовником. Ми розробляємо та валідуємо виробничий процес.
CTQ – Critical to Quality (критично важливі для якості параметри)
Характеристики, які мають особливе значення для якості або функціональності продукту.
До них можуть належати, наприклад, дуже точний діаметр, концентричність, ущільнювальна поверхня або певна шорсткість поверхні.
CTQ позначаються таким чином і їм приділяється особлива увага під час планування процесу та контролю.
Process Flow Diagram – PFD (технологічна схема)
Схема виробничого процесу.
Вона послідовно показує всі відповідні операції, які проходить деталь – від сировини до готової та упакованої деталі.
PFMEA – Process Failure Mode and Effects Analysis (аналіз видів і наслідків потенційних відмов процесу)
Аналіз ризиків процесу.
Для кожної операції ми задаємося питаннями: що може піти не так, які можуть бути наслідки, чому це може статися та як ми можемо зменшити ризик.
План контролю
План контролю процесу.
У ньому вказано, що ми контролюємо, яким методом, як часто та що робити, коли результат не відповідає встановленим критеріям.
План реагування
План реагування на відхилення.
У ньому вказано дії, які мають вжити оператор та організація, коли показники вимірювання або процес починають виходити за встановлені межі.
MSA – Measurement System Analysis
Аналіз системи вимірювання.
Ми перевіряємо, чи є метод вимірювання достатньо надійним, щоб слугувати основою для прийняття рішень щодо якості продукції.
Gage R&R / GRR – Gauge Repeatability and Reproducibility (оцінка повторюваності та відтворюваності приладів)
Один із видів аналізу MSA.
Він показує, яка частка варіації результату зумовлена самою системою вимірювання, приладом або методом вимірювання.
SPC – Statistical Process Control
Статистичний контроль процесу.
Замість того, щоб розглядати лише окремий результат, ми спостерігаємо за поведінкою процесу з плином часу. Це дозволяє нам виявляти тенденції або зміни ще до того, як вони призведуть до виробництва невідповідних деталей.
Cp та Cpk
Індекси спроможності процесу.
Вони показують, як варіація процесу співвідноситься з встановленим допуском і наскільки добре процес відцентрований відносно свого середнього значення.
Чим більший запас міцності процесу відносно меж допуску, тим вища його здатність.
Pp та Ppk
Показники, що описують ефективність процесу на основі спостережуваних даних.
Як і Cp та Cpk, вони допомагають оцінити взаємозв’язок між мінливістю процесу та допуском, але використовуються в іншому статистичному контексті та за інших припущень щодо даних.
FAI – First Article Inspection
Інспекція перших деталей, виготовлених у процесі, що запускається.
Її мета – підтвердити, що підготовлений процес здатний виготовляти деталь відповідно до документації.
PPAP – Production Part Approval Process
Офіційний процес затвердження деталей та виробничого процесу перед початком або повним запуском серійного виробництва.
Пакет PPAP може містити, серед іншого, PFMEA, План контролю, MSA, результати вимірювань розмірів, аналізи здатності та документацію щодо матеріалів.
PSW – Part Submission Warrant (Гарантія подання деталі)
Документ, що підсумовує подання деталі в рамках процесу PPAP.
Він підтверджує основну інформацію про виріб, процес та пакет затвердження, поданий замовнику.
Traceability – простежуваність
Можливість відстежити історію конкретної партії.
Вона пов’язує матеріал, документацію, виробничу партію, фактичний технологічний процес, результати перевірки, очищення, пакування та відвантаження.
GO / NO-GO
Метод швидкої перевірки за допомогою калібру.
Сторона «GO» повинна відповідати правильній деталі, тоді як сторона «NO-GO» не повинна пропускатися. Це дозволяє оператору легко прийняти рішення про відповідність/невідповідність.
100% Inspection
Перевірка певної характеристики кожної виготовленої деталі.
Ми використовуємо цей метод у окремих випадках, коли цього вимагає замовник або на підставі аналізу ризиків процесу. Оскільки це збільшує обсяг перевірочних операцій, це також впливає на виробничі витрати.
8D – Eight Disciplines (Вісім дисциплін)
Структурований метод вирішення проблем якості.
Він супроводжує процес від залучення замовника та виявлення проблеми, через аналіз першопричин і коригувальних заходів, аж до підтвердження їхньої ефективності.
EN 10204 3.1
Сертифікат приймання матеріалу, що надається виробником матеріалу.
Він дозволяє пов’язати конкретну партію матеріалу з результатами випробувань і є одним з елементів простежуваності виробництва.
Маєте проєкт для серійного виробництва?
Надішліть нам креслення та основні вимоги до якості.
Ми проаналізуємо технічну здійсненність, критичні характеристики, методи контролю, необхідний обсяг документації, чистоту, упаковку та умови запуску процесу.
Надіслати запит Завантажити сертифікати SABNER