Pri Andy Marine verjamemo, da je praktično proizvodno znanje eno najdragocenejših sredstev, pridobljenih skozi čas.
V naši delavnici so inženirji, strokovnjaki za proizvodnjo in izkušeni tehniki, ki so leta delali z navtičnimi stroji iz nerjavnega jekla – od izbire materiala in postopkov ulivanja do končne obdelave in nadzora kakovosti.
Veliko teh vpogledov se naučimo z vsakodnevnimi proizvodnimi izkušnjami: razumevanje, zakaj komponenta odpove, kako se različni materiali obnesejo v morskem okolju in katere podrobnosti so resnično pomembne pri razvoju zanesljive strojne opreme.
Vendar se to praktično znanje pogosto deli samo v delavnici in le redko doseže stranke, ki sprejemajo odločitve o nabavi in inženiringu.
INŽENIRSKI POGOVORI je naše prizadevanje za organizacijo teh pogovorov in izmenjavo proizvodnih izkušenj za pomorsko strojno opremo.
V tej seriji razpravljamo o materialih, proizvodnih procesih, načrtovalskih premislekih in izkušnjah iz resničnega sveta z vidika proizvajalca pomorske strojne opreme.
Današnji ENGINEER TALKS Ep.27 predstavlja inženir Zhang, napisal sem ga jaz, urednik.
Zakaj vzorec ustreza, serija pa je še vedno potrebna predelave
Nosilec, tečaj ali zapah po meri prispe kot vzorec. Na klopi gre čisto skupaj: zatič zdrsne skozi, list zaniha, zaponka brez boja potegne spoj. Odjavljen je. Nato prva proizvodna serija pristane na isti mizi in njen delež se mora dotakniti s pilo, udarcem s kladivom ali pritrdilnim elementom, ki ga zavrtite navzdol, da potegnete dve ploskvi.
Nič glede risbe se ni spremenilo in nič glede dobavitelja. Spremenilo se je število ocenjevanih delov. Vzorec je bil en kos in zelo pogosto ga je sestavila oseba, ki je imela v roki spojni del in ga prilagajala, dokler ni ustrezal. Serija ni en kos; gre za razporeditev kosov in oseba, ki je vgradila vzorec, ne stoji na proizvodni liniji.
Ta vrzel - med "ta ustreza" in "kateri koli ustreza" - ni problem temperamenta na strani dobavitelja. To je problem risanja, procesa in sprejemanja in je predmet te epizode. Ta članek je napisan za kupca ali projektanta, ki se mora odločiti, kaj dejansko pomeni "strojna oprema po meri, ki ustreza", preden gre naročilo za nakup, ker je to najcenejše mesto za popravilo.
En vzorec dokazuje en del, ne procesa
Vsak proizvodni proces proizvaja variacije. Vzorec je eno samo opazovanje, pridobljeno iz te širine.
| vzorec | Serija | |
|---|---|---|
| kaj je | ena merjena enota | vsaka enota, ki jo naredi postopek |
| Kaj kaže | ena točka, med LSL in USL | razpon, iz katerega so črpane enote, glede na iste omejitve |
| Kaj lahko podpira | izjava o enem delu | izjava o celotnem prebivalstvu |
Močnejša trditev – tista, od katere sta odvisni serijska proizvodna linija in veriga nadomestnih delov na terenu – je medsebojna zamenljivost: del je medsebojno zamenljiv, ko je narejen po specifikaciji, ki je tako skoraj enaka ostalim, da se prilega vsakemu sestavu iste vrste in lahko prosto nadomesti drug del brez prilagajanja po meri, kot je vpilitev. To je trditev za celotno populacijo in je en izmerjen vzorec ne more potrditi.
Bench fitting na specifičen način zoži vrzel in tehniko je vredno poimenovati pošteno. Ko sta dve polovici izmerjeni in razvrščeni tako, da je ohlapna polovica povezana s tesno polovico, se odstopanje absorbira na zbirni točki in ne odstrani iz postopka; to je selektivna montaža. Ko se del pili, udari ali potegne na svoje mesto z roko, je to ročna montaža. Gre za različni tehniki in tisto, kar si delita, je pomemben del: nobena ne zaostruje proizvodnega procesa in nobena ne dokazuje, da bo poljuben par delov ustrezal. Zagotavljajo par pred vami in nič več.
Pregled prvega artikla ima resnično, ločeno vrednost. Potrjuje, da je nastavitev pravilna in da je bila risba razumljena — pravi program, pravi odmik, pravi material. Napaka pri nastavitvi je sistematična, zato se ponavlja na vsaki enoti, en temeljit pregled na začetku pa celotno izvedbo zaščiti pred napako, ki bi se sicer ponovila tisočkrat. Prvi članek ne more dokazati, da bo proces ostal v središču. Obraba orodja, postopna toplotna rast in ohlapno delovanje vpenjala se pojavijo po prvem kosu in prvi kos je bil resnično pravilen, ko je bil izmerjen. Pričakovati, da bo zagon obdržal, ker je prvi članek uspel, je ena najpogostejših predpostavk pri pridobivanju strojne opreme po meri in predpostavka povzroči predelavo druge serije.
Začnite pri prileganju, ne pri razsežnosti
Besedna zveza "kritična dimenzija" ne pomeni nič, dokler ni vezana na funkcijo. Na parni komponenti je funkcija prileganje: zračnost, interferenca, stiskanje tesnila, poravnava, zaustavitveni položaj, vklop zapaha. Dimenzija, ki je pomembna, je tista na najkrajši fizični poti, ki zapolni to vrzel – dimenzijska veriga – in pravo delo je izslediti to verigo, ne pa obkrožiti vsako številko na risbi.
Dva dela lahko udobno sedita vsak znotraj svojih lastnih toleranc in še vedno motita ali ropotata skupaj, ker o prileganju odloča vsota verige, ne katera koli posamezna dimenzija. Zato "imamo enako toleranco za vse" ni odgovor na težavo prileganja: kombinacija več dimenzij netolerance lahko še vedno preseže vrzel, ki naj bi jo zapolnila.
Torej prvo vprašanje DFM ni "kako močno ga lahko držite?" To je "katero vrzel ščitimo in katere dimenzije jo zapirajo?" Kupec, ki lahko na to odgovori v zahtevku za ponudbo, dobi zelo drugačen in običajno bolj uporaben odgovor od tistega, ki pošlje risbo in zahteva dober del.
Dimenzija brez datuma je za vsakogar drugačna meritev
Kritična značilnost mora vsebovati jasno referenčno referenčno točko, opredeljeno merilno stanje – prosto ali omejeno – in navedeno metodo preverjanja. ASME Y14.5 je referenca, na katero kaže večina risb za sporočanje namena oblikovanja, tako da imajo deli predvideno obliko, prileganje, funkcijo in zamenljivost; ISO 5459 pokriva ničelne točke in sisteme ničelnih točk. Posledica javnega naročila ni glamurozna, a odločilna: brez dogovorjenih podatkov sta lahko dobaviteljevo poročilo o dimenzijah in vaš lastni pregled kompetentno izvedena in se še vedno ne strinjata, ker sta bila izmerjena iz različnih referenc ali v različnih stanjih ali z drugačno nastavitvijo.
Merjenje nosi tudi pogoje. Standardna referenčna temperatura je 20 °C, merjenje pri drugi temperaturi pa dodaja negotovost, kar je najpomembnejše pri najbolj tesnih elementih. To niso birokratske podrobnosti, ki jih je treba urediti na koncu; so dogovor, zaradi katerega je "v strpnosti" skupna količina namesto dveh zasebnih mnenj.
Ulivanje, strojna obdelava in končna obdelava ne premikajo istih površin
Ko je del po meri končan, njegove površine sedijo pod dvema različnima tolerančnima sistemoma in njuna zamenjava je pogost vir »bil je v toleranci in še vedno ni ustrezal«.
Za ulite površine veljajo splošne tolerance pri litju. ISO 8062-3 zagotavlja okvir za dimenzijske in geometrijske tolerance pri litju ter za dodatke za strojno obdelavo. Strojno obdelane površine so pokrite s kakršnimi koli tolerancami, ki jih risba označuje posamično. To sta dva sistema, ne eden, in dimenzija, ki poteka od nedokončane ulite površine do dokončane strojno obdelane površine, ne podeduje preprosto strožje tolerance strojne obdelave na drugi strani. Če prilegajoč se vmesnik pristane na neobdelani površini, njegova dosegljiva natančnost ni toleranca strojne obdelave, ki jo risba morda nakazuje drugje. Splošne tolerance za dimenzije, ki nimajo nobene posamezne navedbe - okvir ISO 2768-1 - zapolnjujejo preostanek tišine in so ohlapnejše, kot si lahko zamisli načrtovalec.
Drugi popravek se nanaša na to, kaj obdelava in končna obdelava dejansko naredita delu. Napačno je predstavljati odstranjevanje materiala kot enakomerno krčenje vseh dimenzij. Odstranjevanje materiala lahko zmanjša zunanjo dimenzijo, lahko pa poveča luknjo ali režo, spremeni pa tudi robove, ravne ploskve in geometrijo kontakta. Končna obdelava – mehansko poliranje ali elektropoliranje – odstrani pravi material s površine v količinah, ki so odvisne od postopka in njegovega namena. Posledica je preprosta in zlahka se zmotimo: če je parna dimenzija dimenzionirana na svojo končno velikost, medtem ko je del še nepoliran surovec, jo bo končni korak premaknil po meritvi, ki naj bi to dokazala.
Odgovor ni v tem, da vsaka lastnost strojno postane prevelika in jo nato zloščimo. Dodatek je treba dodeliti lastnost posebej in glede na končno stanje. Najprej se odločite, katero stanje ureja risba – končno stanje – in pustite, da strojnik upošteva samo elemente, ki jih bo končni korak dejansko premaknil. Upoštevajte tudi, da je delitev med ulito in strojno obdelano povezana s tem, kateri tolerančni sistem velja, ne pa s tem, katera površina je pomembna. Lita površina je lahko funkcionalno pomembna, obdelana površina pa ni samodejno edina funkcionalna. Zasnova pove, katere lastnosti so kritične, kateri proces jih naredi in kako so sprejete - in kjer je risba tiha, je kupec tisti, ki bo sčasoma odkril vrzel.
Usklajena dostava ni zamenljivost
Ko dobavitelj dobavi strojno opremo kot ujemajoč se par ali komplet, sta bili dve polovici izmerjeni, razvrščeni in seznanjeni, da bi zagotovili tesnejše prileganje, kot bi dovoljevale njune individualne tolerance. Enako velja za dele, ki so bili ročno nameščeni na klopi: prileganje živi na tej montažni točki in ne potuje naprej.
Zamenljivost je močnejša in manj prizanesljiva zahteva: kateri koli del se mora prilegati kateremu koli sestavu, brez piljenja in ujemanja, in to mora veljati tako na proizvodni liniji kot tudi ob zamenjavi posamezne polovice iz rezervnih delov let pozneje. Usklajen par abstraktno ni slabši izdelek – za enkraten izdelek ali za kompleksen mehanizem, kjer sta obe polovici resnično enota, je to lahko pravi odgovor – vendar dva načina dostave zahtevata povsem drugačne metode sprejemanja, strategije rezervnih delov in pričakovanja popravil na terenu.
Past je v tem, da zahteva pogosto ni nikoli zapisana. Če risba in naročilo nikoli ne pišeta "poljubna zamenljivost", lahko dobavitelj razumno dobavi pare, ki ustrezajo drug drugemu in nič drugega, ker je to dokazal dostavljeni vzorec. Ne glede na to, ali kupujete ujemajoče se komplete ali resnično zamenljive dele, je kupec in dobavitelj potrditev, da se morata dogovoriti pred naročilom, in ne nekaj, kar bi naknadno prebrali na strani izdelka.
Kaj lahko in česa ne dokaže vsak korak preverjanja
Strojna oprema po meri se običajno preveri s kombinacijo spodnjih korakov. Odgovarjajo na različna vprašanja in nobeno od njih ne nadomesti drugega; ponavljajoča se napaka je branje enega, kot da bi bil drug.
| korak | Kaj ugotavlja | Česa ne ugotavlja |
|---|---|---|
| Pregled vzorca/prvega artikla | Da sta nastavitev in branje risbe pravilna, tako da se sistematična napaka pri nastavitvi ujame, preden se ponovi v teku. Formalizirana dokumentacija prvega članka (kot v metodi AS9102) to zajame kot zapis. | Stabilnost ali zmogljivost procesa ali da bo ustrezala kasnejša enota. Zanašanje med tekom — obraba orodja, postopno segrevanje, ohlapno vpenjalo — pride po prvem kosu. |
| Funkcionalni merilnik / gre/ne gre | Ali se vmesnik sestavi kot rezultat atributa (go / no-go), zgrajen iz funkcionalnega namena risbe in strukture podatkov. Mejno merjenje se uporablja za preverjanje medsebojne zamenljivosti delov. | Odčitek velikosti; da je vsaka funkcija dela dobra; dolgoročna merilna ustreznost. Merilo dokazuje le tisto, kar nadzorujeta njegova lastna zasnova in referenčna struktura, mejno merjenje pa se izvaja na čistih delih pri nadzorovani temperaturi. |
| Serijsko vzorčenje (prevzemno vzorčenje, kot v ISO 2859-1, indeksirano z AQL) | Ali sprejeti ali zavrniti veliko v skladu z dogovorjenim načrtom. AQL indeksira načrt sprejemljivosti serije; dobra serija ne sme vsebovati fiksnega deleža napak. | Da je vsak del v seriji dober ali da je postopek zmožen. Sprejeta serija lahko še vedno vsebuje neskladne dele. |
| Zmogljivost procesa (kot v ISO 22514) | Kako se stabilen proces širi glede na specifikacijo in kako dobro je centriran glede na ustrezne podatke, stabilne procesne pogoje in zanesljiv merilni sistem. | Karkoli v zvezi z nestabilnim procesom ali karkoli, kar presega dejansko izmerjeno karakteristiko. Ne nadomešča pravilnih risalnih mej in pravilne sheme ničelnih točk. Indeksi zmogljivosti in zmogljivosti niso zamenljivi pojmi. |
| Analiza merilnega sistema (kot pri metodi AIAG MSA) | Ali je sam merilni sistem – ponovljivost in obnovljivost, merilnik R&R – dovolj dober, da se odčitkom lahko zaupa. | Ne izboljša dela. Merilnik zvoka v procesu drsenja še vedno poroča o procesu drsenja. |
Zadnji dve vrstici sta tisti, ki ju kupci najpogosteje pretiravajo. Številke zmogljivosti opisujejo eno značilnost enega stabilnega procesa; niso splošna garancija za del. In nobeden od teh korakov ne stane ničesar za nastavitev, tako da je pošten pogovor DFM tisti, ki od njih funkcija dejansko potrebuje - običajno prvi članek in eno funkcionalno preverjanje na kritičnem vmesniku, z vzorčenjem za ostalo - namesto da bi zahtevali vse za vsako dimenzijo.
Različice risb in spremembe, ki sprožijo ponovno preverjanje
Risba je živ dokument in serija je nadzorovana le toliko, kot je bila revizija narejena. Metode, izposojene iz reguliranih industrij, so tukaj uporabne kot metode in ne kot obvezne pomorske zahteve: dokumentirana zahteva za prvi članek, kot je AS9102, in postopek delne odobritve, kot je okvir AIAG PPAP, obstajata, da preprečita, da bi sprememba tiho premikala dimenzijo.
Del teh metod, ki ga je vredno obdržati, sta seznam sprožilcev in zapis. Sprememba zasnove ali materiala dela, sprememba proizvodnega procesa, sprememba dobavitelja ali poddobavitelja, sprememba proizvodne lokacije, orodje, ki je premaknjeno, zamenjano ali obnovljeno, in ponoven zagon proizvodnje po dolgem obdobju mirovanja lahko spremenijo dimenzijo, zato bi moral vsak od njih v celoti ali delno ponovno odpreti pogodbo o prvem členu. Obvestilo o tehnični spremembi dokumentira spremembo in spodbuja njen pregled, odobritev in objavo, preden je implementirana in ne po njej.
Praktična kontrola je, da se v naročilo zapiše tole: katere spremembe mora dobavitelj sporočiti in kakšno ponovno preverjanje sledi vsaki. Spremenjena risba, poslana po odpremi serije, ne nadzoruje ničesar.
Kupčev kontrolni seznam: RFQ in sprejem
Večina sporov glede prileganja strojne opreme po meri se reši pred proizvodnjo, kaj sta zahteva za ponudbo in naročilo za nakup povedala in kaj ne. Spodnji elementi so tisti, ki naredijo razliko med vzorcem, ki ustreza, in serijo, ki ostane primerna.
- Spajni del in stanje montaže— s čim se ta del prilega in ali je prileganje ocenjeno prosto ali sestavljeno (privijačeno, vpeto, nameščeno).
- Funkcija, ki bo potekala— zračnost, interferenca, stiskanje tesnila, poravnava ali zaustavitveni položaj, ki ga mora zagotavljati spoj.
- Funkcionalne mere z referenčnimi točkami— dimenzije na najkrajši verigi, ki zapirajo to funkcijo, vsaka s kontrolnim podatkom, stanjem meritve in navedeno metodo preverjanja.
- Končno stanje površine— katere površine so funkcionalne strojno obdelane površine in katere so ulite ali končne površine ter končna obdelava za vsako.
- Dodatek za selitev— kjer končna obdelava odstranjuje material, mora risba urejati končno stanje in poiskati rezervo na elementih, ki jih bo končna stopnja premaknila.
- Način dostave— ujemajoči se pari ali nizi ali poljubna medsebojna zamenljivost, ki je izrecno navedena in ne domnevna.
- Načrt sprejemanja— kaj vsebuje prvi člen, ali se uporablja funkcionalni merilnik, kateri načrt vzorčenja se uporablja in ali se zahteva kakršen koli dokaz o zmogljivosti postopka ali merilnem sistemu; plus zapis, ki potuje z vsako serijo.
- Obvestilo o spremembi in ponovno preverjanje— katere spremembe zahtevajo obvestilo in kakšno ponovno preverjanje (popolno ali delno) sproži vsaka.
- Rekordi in odstopanja— evidence inšpekcijskih pregledov, revizijo risbe, po kateri je bila izdelana vsaka serija, in kako se odobri odstopanje ali koncesija.
Na ta seznam spadata dva opozorila. Prvič, ne dodajajte preprosto tolerance vsaki dimenziji na risbi: zaostritev dimenzij, ki ne sedijo v funkcionalni verigi, poveča stroške in čas cikla ter ne izboljša ničesar. Toleranca sodi tja, kjer je funkcija. Drugič, nič od tega ni obljuba nič predelave. To je način, kako narediti proces in vmesnike nadzorovane in preverljive, tako da je predelava, ko se zgodi, vidna, sledljiva izjema in ne nepojasnjeno presenečenje v zaboju.
Kako k temu pristopamo pri Andy Marine
Našstran za prilagajanjeopisuje, kako naj bi potekalo delo po meri v naši delavnici: pregled dizajna z lastnim orodjem; funkcionalni prototip, za katerega je preverjeno prileganje, gibanje in dogovorjene zahteve glede uporabe; nato prenos odobrenih zahtev v proizvodnjo, pri čemer se kasnejše serije preverjajo glede na enaka dogovorjena merila. Ista disciplina teče skozi našeOEM/ODM pomorska strojna opremadelo. Logika te epizode je tista, ki je napisana obratno - vzorec se ocenjuje glede na dogovorjene zahteve in zahteve, ne vzorec sam, so tiste, ki se prenašajo v proizvodnjo.
Če nabavljate ladijsko strojno opremo po meri in želite obdelati funkcionalne dimenzije, spojni del, način dostave in načrt prevzema, preden je posamezen del izdelan, nam pošljite risbo ali jasno fotografijo, spojno komponento in funkcijo, ki jo mora imeti spoj. Lahko se pogovorimo o točkah DFM in vam pomagamo določiti merila sprejemljivosti, ki veljajo ob predaji.
