Egy precíziós mérnöki műhelyben minden egyes nem megfelelő alkatrész kétszeres költséget jelent: egyszer anyagköltséget és gépidőt, másodszor pedig feldolgozási költséget (utómunka, válogatás, selejt, vevői reklamáció). Mégis sok műhely még mindig elkerülhetetlennek tekinti a selejtek arányát, holott ez egy elemzendő jel kellene, hogy legyen. A megmunkálás során keletkező selejt csökkentése nem a kezelők jóindulatának vagy fokozott éberségének kérdése. Ez a módszer, a mérés és a változékonyság ellenőrzésének kérdése.

Ez a cikk a mechanikai gyártás során keletkező selejt leggyakoribb okait, a csökkentésükhöz rendelkezésre álló eszközöket, valamint azt vizsgálja, hogy a modern eszközökkel hogyan lehet a problémát a forrásnál kezelni.

Miért van még mindig magas a selejt aránya oly sok műhelyben?

Az első hiba az, hogy a selejt okát az üzemeltetőben keressük. Az esetek túlnyomó többségében a hibák rendszerszintű okok következményei: nyersanyag-változékonyság, gépi hőmérséklet-eltolódás, szerszámkopás, pontatlan kezdeti beállítások.

Egy 3 vagy 4 % selejttel működő műhelynek általában nincs humán készségekkel kapcsolatos problémája. Problémája van a folyamat elsajátításával.

Néhány gyakori ok, amelyet a finommechanikában megfigyeltek:

• Kompenzálatlan termikus sodródás Amikor a gép a gyártás során felmelegszik, a méretek fokozatosan eltolódnak, és az alkatrészek kikerülnek a tűréshatárból.
• Hozzávetőleges kezdeti beállítás Az első jó rész vizuálisan vagy kézi műszerrel, statisztikai elemzés nélkül kerül validálásra. A kezelő egy nem optimális központozásból indul ki.
• A szerszám kopását nem észlelték időben Valós idejű változékonysági felügyelet nélkül a kopással összefüggő eltérés csak több, nem megfelelő alkatrész legyártása után derül ki.
• Nem vették figyelembe az anyagi változékonyságot Az azonos beszállítótól származó nyersanyagok két tétele nem mindig viselkedik azonos módon a megmunkálás során.
• Megbízhatatlan mérőműszerek Egy kalibrálatlan kalibráló, egy rosszul felszerelt komparátor - a mérés rossz, és a mérés alapján hozott döntés is rossz.

Mit mér valójában a selejt: bevezetés a képességekbe

Mielőtt a selejt csökkentésére törekedne, hasznos megérteni, hogy mit mondanak a statisztikák az Ön folyamatáról. A Ppk index egy folyamat valós képességét méri: a megfigyelt változékonyság és a megadott tűréshatárok közötti különbséget fejezi ki.

Az 1-nél kisebb Ppk azt jelenti, hogy a folyamat statisztikailag nem megfelelőségeket produkál. Az 1,33-as Ppk értéket gyakran tekintik a képes és stabil folyamat küszöbértékének. E szint alatt a selejt nem meglepetés: matematikailag előre látható.

Ez a statisztikai olvasat alapvető fontosságú, mert a «ki tette rosszá a darabot» helyett a «mi okozza ezt a változékonyságot» kérdését helyezi át. És ez az, ahol a válaszok teljesen megváltoznak.

Gyakorlati módszerek a megmunkálási selejt csökkentésére

1. A variabilitás ellenőrzése a tömeggyártás előtt

A kezdeti beállítás mindent meghatároz. Ha a gép már eleve fázison kívül indul, a gyártás közbeni korrekciók egyszerűen csak a tartós késést pótolják. A leghatékonyabb megközelítések alapja a :

• az első részek szisztematikus méretezése,
• a sorozat elindítása előtt egy központosító elemzés,
• gépi offset-korrekció a sorozatgyártás előtt.

Pontosan ez az, amit egy automatizált folyamatirányító rendszer (APC): elemzi az első részeket, kiszámítja az eltolást, és kézi beavatkozás nélkül korrigálja a gépi korrekciókat. Az első jó alkatrész már a kezdetektől fogva elkészül, nem pedig tíz próbadarab után.

2. A drift valós idejű észlelése az SPC-vel

Statisztikai folyamatszabályozás (SPC) a gyártás közbeni mérések ellenőrzési táblázatokon történő nyomon követéséből áll. Ha eltérés jelentkezik, még akkor is, ha az alkatrészek még a tűréshatáron belül vannak, az SPC észleli azt, és figyelmezteti a kezelőt.

Ez a különbség a gyógyító és a megelőző intézkedések között: a nem megfelelő termékek gyártását már előtte leállítjuk, nem pedig utána.

A megfelelően végrehajtott SPC-ellenőrzés lehetővé teszi a közös okok (a folyamat természetes változékonysága) és a hozzárendelhető okok (anyagtétel-változás, szerszámkopás, gépi incidens) megkülönböztetését is. E megkülönböztetés nélkül a korrekciós intézkedések gyakran nem eléggé célzottak.

3. Megbízható mérés

Egy mérési eredmény csak akkor értékes, ha az azt előállító műszer megbízható. A vizsgálatok Gage R&R arra szolgálnak, hogy számszerűsítsék a mérőrendszerből eredő változékonyság arányát. Egyes műhelyekben ez a változékonyság a tűrés jelentős részét teszi ki, ami azt jelenti, hogy a válogatással vagy selejtezéssel kapcsolatos döntések részben a mérési zajon alapulnak.

Továbbá a kalibrálási időintervallumon kívüli műszer használata olyan hiba, amelyet a minőségellenőrzés habozás nélkül szankcionál. A műszerállomány szigorú kezelése (élettartam-lapok, kalibrációs riasztások, automatikus blokkolás) kiküszöböli ezt a kockázatot.

4. A készletek intelligens vezérlése

A vásárolt nyersanyagok és alkatrészek jelentősen hozzájárulnak a termelés változékonyságához. A beszállító tényleges minőségén alapuló szisztematikus bejövő ellenőrzés lehetővé teszi a problémás tételek felderítését, mielőtt azok a gyártásba kerülnének.

Szabványok ISO 2859 és ISO 3951 keretet biztosítanak a fokozatos ellenőrzési módszerekhez: minél megbízhatóbb a szállító az idő múlásával, annál kevesebb ellenőrzésre kerül sor. Minél kevésbé megbízható, annál szigorúbbak az ellenőrzések. Ez a dinamikus megközelítés csökkenti az ellenőrzési terheket, miközben fenntartja ugyanazokat a magas színvonalat.

5. Automatizálja a gépbeállítást: zárja be a hurkot

Ez a precíziós mérnöki műhelyek leginkább strukturáló karja. A szerszámgépekhez közvetlenül csatlakoztatott APC (Automated Process Control) rendszer :

• a mérési eredmények valós időben történő leolvasása,
• kiszámítja a szükséges korrekciót,
• emberi beavatkozás nélkül módosíthatja a gép korrektorait.

A mérés → döntés → korrekciós ciklus teljesen automatizált. Az üzemeltető tájékoztatást kap, de nem kell beavatkoznia minden egyes korrekcióhoz. Ez a fajta rendszer a Ppk-t 1-nél kisebb értékről 1,4 fölé tudja emelni, ami radikálisan megváltoztatja a nem megfelelőségek arányát.

Mennyibe kerül valójában a hulladék?

A klasszikus hiba az, hogy a selejtet az anyagköltségen számolják el. A valóság ennél sokkal durvább.

A törmelék tartalmazza :

• az anyagköltség,
• a gép által felhasznált idő,
• kezelői idő,
• a felderítés és a válogatás költségei,
• a kezelés költségei (utómunka vagy selejt),
• és bizonyos esetekben a késedelmes szállítás vagy a vevői panaszok költségei.

A nagy hozzáadott értékkel rendelkező alkatrészek esetében - ami gyakran előfordul a finommechanikában - ez a teljes költség akár 5-10-szerese is lehet az anyagköltségnek. A selejt arányának 4 %-ről 1,5 %-re történő csökkentése nagyon kézzelfogható megtakarítást jelent, amely a mennyiségtől függően évente több tíz- vagy százezer eurót is jelenthet.

Mit jelent az automatizálás a kis sorozatgyártásnál

A folyamatirányítási rendszerek bevezetésének gyakori akadálya az alkatrészszámok sokfélesége. Egy olyan műhely, amely évente 2000 darabszámú alkatrészt gyárt kis sorozatban, nehezen tudja igazolni az egyes új alkatrészekhez szükséges hosszú beállítási időt.

Éppen ezért az automatikus konfigurációgenerálás a megmunkáló programból (CAM) jelentős megkülönböztető tényező. Ha a rendszer a digitális tervből automatikusan konfigurálódik, a referenciánkénti megvalósítási költség meredeken csökken, és a folyamatirányítás előnyei még a legrövidebb gyártási ciklusoknál is elérhetővé válnak.

Következtetés: a megmunkálási selejt csökkentése rendszerszintű megközelítést igényel

A megmunkálási selejt kiküszöbölésére nincs csodamegoldás. Ami működik, az olyan megközelítés, amely a valódi okokat kezeli: a folyamat változékonyságát, a kezdeti beállításokat, a mérések megbízhatóságát és a beszállítás ellenőrzését.

A statisztikai eszközök és az automatizált vezérlőrendszerek ma már lehetővé teszik azt, ami korábban egy szakértő feladata volt: a változékonyság elemzése, az eltérések felismerése és a gép korrigálása anélkül, hogy a gépkezelő munkaterhét növelnék.

A selejt csökkentése a megmunkálásban először is azt jelenti, hogy el kell dönteni, hogy helyesen mérjük, mi történik, majd az adatok alapján kell cselekedni.

GYIK - Gyakran ismételt kérdések a megmunkálási selejt csökkentéséről

Milyen selejtarányt tartanak elfogadhatónak a precíziós mérnöki tevékenységben? Nincs általános küszöbérték, de a 2 % feletti érték stabil sorozatoknál általában nem megfelelően szabályozott folyamatra utal. 1 % alatt a folyamat jól működőnek tekinthető. Az alapvető cél az, hogy a változékonyság stabilizálásával a nulla hiba elérésére törekedjünk.

Mi a különbség a selejt és az utómunka között? Ha egy alkatrész selejtezésre kerül, akkor nem lehet megmenteni; visszaminősítik vagy selejtezik. Az átdolgozás egy további művelet segítségével hozza vissza az alkatrészt a tűréshatáron belülre. Mindkettő költségekkel jár, de az utómunka gyakran elfed egy olyan folyamatproblémát, amelyet a selejtezés láthatóbbá tesz.

Elég az SPC a megmunkálási selejt csökkentéséhez? Az SPC egy felderítő eszköz: még azelőtt jelzi az eltéréseket, mielőtt azok nem megfelelőségeket eredményeznének. A korrekciókat azonban mindig el kell végezni, akár kézzel, akár automatikusan. A gyors korrekciós intézkedések nélküli SPC-nek csak korlátozott hatása van. Az APC tovább megy, mivel a korrekciót közvetlenül a gépen automatizálja.

Alkalmazhatók-e ezek az eszközök kis sorozatban? Igen, amennyiben a hivatkozással történő konfigurálás gyors. Az olyan rendszerek, amelyek automatikusan konfigurálják magukat a CAM-programból, drasztikusan csökkentik a bevezetés költségeit új alkatrészenként, így a telepítés még a rendkívül változatos műhelyekben is életképes.

Hogyan lehet meggyőzni a vezetőséget, hogy fektessen be a selejt csökkentésébe? A legegyszerűbben bemutatható ROI a jelenlegi selejt tényleges költsége (anyag + gépidő + válogatási idő + feldolgozás), megszorozva az éves mennyiséggel. Ennek az összegnek az összehasonlítása egy fejlesztési projekt költségével általában nagyon gyorsan igazolja a beruházás megtérülését, gyakran kevesebb, mint egy év alatt.