В Andy Marine вярваме, че практическите производствени познания са един от най-ценните активи, изградени с времето.
В нашата работилница има инженери, производствени специалисти и опитни техници, които са прекарали години в работа с морски хардуер от неръждаема стомана - от избор на материал и процеси на леене до довършване и контрол на качеството.
Много от тези прозрения се научават чрез ежедневен производствен опит: разбиране защо даден компонент се проваля, как се представят различните материали в морска среда и кои детайли наистина имат значение при разработването на надежден хардуер.
Това практическо знание обаче често се споделя само в рамките на работилницата и рядко достига до клиенти, които вземат решения за снабдяване и инженеринг.
ИНЖЕНЕРНИ РАЗГОВОРИ е нашето усилие да организираме тези разговори и да споделим производствения опит зад морския хардуер.
Чрез тази поредица ние обсъждаме материали, производствени процеси, съображения за дизайн и уроци от реалния свят от гледна точка на производител на морски хардуер.
Днешните ENGINEER TALKS Ep.27 са представени от инженер Zhang, написани от мен, редактора.
Защо една проба пасва и партидата все още се нуждае от преработка
Персонализирана скоба, панта или резе пристига като проба. На пейката всичко върви чисто: щифтът се плъзга, крилото се люлее, закопчалката затваря връзката без бой. Подписано е. След това първата производствена партида се приземява на същата маса и част от нея се нуждае от докосване с пила, кран с чук или закопчалка, затегната надолу, за да издърпате две повърхности плоски.
Нищо в чертежа не се е променило и нищо в доставчика не се е променило. Това, което се промени, е броят на оценяваните части. Пробата беше едно парче и много често се сглобяваше от човек, който държеше свързващата част в ръка и я настройваше, докато пасне. A batch is not one piece; това е разпределение на парчета и човекът, който е монтирал пробата, не стои на производствената линия.
Тази разлика - между "това пасва" и "всеки един пасва" - не е проблем на темперамента от страна на доставчика. Това е проблем с рисуване, процес и приемане и е предмет на този епизод. Тази статия е написана за купувача или проектния инженер, който трябва да реши какво всъщност означава „персонализиран хардуер, който пасва“, преди поръчката за покупка да излезе, защото това е най-евтиното място за поправка.
Една проба доказва една част, а не процес
Всеки производствен процес създава вариации. Извадка е единично наблюдение, извлечено от това разпространение.
| Мостра | Партида | |
|---|---|---|
| Какво представлява | една измерена единица | всяка единица, която процесът създава |
| Какво показва | една точка, между LSL и USL | спредът, от който се извличат единиците, срещу същите ограничения |
| Какво може да поддържа | изявление за една част | твърдение за цялото население |
По-силната претенция – тази, от която зависят както серийната производствена линия, така и полевата верига за резервни части – е взаимозаменяемостта: една част е взаимозаменяема, когато е направена по спецификация, която е толкова почти идентична с другите, че ще пасне на всеки комплект от същия тип и може свободно да замени друга част без монтиране по поръчка, като например изпиляване. Това е твърдение за цялата популация и една измерена извадка не може да го подкрепи.
Монтирането на пейка стеснява празнината по специфичен начин и си струва да назовем техниката честно. Когато две половини се измерват и сортират така, че една разхлабена половина се сдвоява със стегната половина, отклонението се абсорбира в точката на сглобяване, а не се премахва от процеса; това е селективно сглобяване. Когато част се изпилява, потупва или издърпва на място на ръка, това е ръчно монтиране. Това са различни техники и това, което споделят, е важната част: нито една не затяга производствения процес и нито една не доказва, че произволна двойка части ще пасне. Те гарантират чифта пред вас и нищо извън него.
Проверката на първия артикул има реална, отделна стойност. Той потвърждава, че настройката е правилна и чертежът е разбран — правилната програма, правилното отместване, правилният материал. Грешката при настройка е систематична, така че се повтаря на всяка единица и една задълбочена проверка в началото предпазва целия цикъл от грешка, която иначе би била клонирана хиляди пъти. Това, което първата статия не може да направи, е да докаже, че процесът ще остане центриран. Износването на инструмента, постепенното термично нарастване и разхлабеното приспособление пристигат след първото парче и първото парче беше наистина правилно, когато беше измерено. Очакването на изпълнението да се задържи, тъй като първата премината статия е едно от най-често срещаните предположения при персонализирано снабдяване с хардуер и това е предположението, което води до преработка на втора партида.
Започнете от формата, а не от измерението
Фразата "критично измерение" не означава нищо, докато не е свързана с функция. На свързващия компонент функцията е напасване: хлабина, намеса, компресия на уплътнението, подравняване, позиция на спиране, зацепване на ключалката. Измерението, което има значение, е това на най-краткия физически път, който затваря тази празнина - веригата на измеренията - и истинската работа е да се проследи тази верига, а не да се огради всяко число на чертежа.
Всяка от двете части може да седи удобно в рамките на собствените си допуски и все още да си пречат или да дрънкат една в друга, защото пасването се определя от сумата на веригата, а не от някое отделно измерение. Ето защо „придържаме се към една и съща толерантност към всичко“ не е отговор на проблем с прилягането: комбинацията от няколко измерения на непоносимост все още може да надхвърли празнината, която те трябва да запълнят.
Така че първият въпрос на DFM не е "колко здраво можеш да го държиш?" Това е "коя празнина защитаваме и кои измерения я затварят?" Купувач, който може да отговори на това в искането за оферта, получава много различен и обикновено по-полезен отговор от този, който изпраща чертеж и иска добра част.
Измерение без дата е различно измерване за всеки
Критична характеристика трябва да носи ясна референтна точка, дефинирано състояние на измерване — свободно или ограничено — и заявен метод за проверка. ASME Y14.5 е референцията, която повечето чертежи сочат за предаване на намерението на дизайна, така че частите да имат предвидената форма, годност, функция и взаимозаменяемост; ISO 5459 обхваща еталонни точки и еталонни системи. Последствието от поръчката е неприятно, но решаващо: без съгласувани данни докладът за размерите на доставчика и вашата собствена инспекция могат едновременно да бъдат извършени компетентно и пак да не съвпадат, защото са измерени от различни референции, или в различни състояния, или с различна настройка.
Измерването също носи условия. Стандартната референтна температура е 20 °C, а измерването при друга температура добавя несигурност, което има най-голямо значение при най-стегнатите характеристики. Това не са бюрократични подробности, които трябва да се уреждат накрая; те са споразумението, което прави "в толерантност" споделено количество вместо две лични мнения.
Отливането, машинната обработка и довършителната обработка не преместват едни и същи повърхности
По времето, когато персонализираната част бъде завършена, нейните повърхности се намират под две различни системи на толерантност и объркването им е често срещан източник на „беше в толеранс и пак не пасна“.
Лятите повърхности са покрити от общи допуски за леене. ISO 8062-3 предоставя рамката за допустимите отклонения на размерите и геометричните отливки и за резервите за машинна обработка. Машинно обработените повърхности са покрити с каквито и да е допуски, посочени в чертежа индивидуално. Това са две системи, а не една, и измерение, което преминава от незавършена отлята повърхност до завършена машинно обработена повърхност, не просто наследява по-строгия толеранс на машинна обработка от другата страна. Ако подходящ интерфейс се приземи върху необработена отлята повърхност, неговата постижима точност не е толерансът на обработка, който чертежът може да предложи на друго място. Общите толеранси за размери, които не носят индивидуална индикация - рамката на ISO 2768-1 - запълват останалата част от мълчанието и те са по-свободни, отколкото може да предположи дизайнерът.
Втората корекция е за това какво всъщност правят машинната обработка и довършителната обработка на дадена част. Грешка е да си представяме премахването на материала като равномерно свиване на всяко измерение. Премахването на материал може да направи външното измерение по-малко, но може да направи дупка или празнина по-големи и също така променя ръбовете, плоските повърхности и геометрията на контакта. Довършителната обработка — механично полиране или електрополиране — премахва истински материал от повърхността в количества, които зависят от процеса и неговата цел. Последствието е просто и лесно може да се сгреши: ако съвпадащият размер е оразмерен до крайния си размер, докато детайлът все още е неполирана заготовка, финалната стъпка ще го премести след измерването, което е трябвало да го докаже.
Отговорът не е всяка функция да се преоразмерява и след това да се полира обратно. Квотата трябва да се разпределя по функция и по крайно състояние. Решете първо кое състояние управлява чертежът - завършеното състояние - и оставете машиниста да вземе разрешението само за елементите, които крайната стъпка действително ще премести. Обърнете внимание също, че разделянето на отляти срещу машинно обработени е свързано с това коя система за толерантност се прилага, а не с това коя повърхност има значение. Лятата повърхност може да бъде функционално важна, а обработената повърхност не е автоматично единствената функционална. Дизайнът казва кои характеристики са критични, кой процес ги прави и как се приемат - и когато чертежът е безшумен, купувачът е този, който в крайна сметка ще открие празнината.
Съответстващата доставка не е взаимозаменяемост
Когато доставчик достави хардуер като съчетана двойка или комплект, двете половини бяха измерени, сортирани и сдвоени, за да осигурят по-плътно прилягане, отколкото биха позволили техните индивидуални допуски. Същото важи и за частите, които са били монтирани ръчно на масата: монтажът остава в тази точка на сглобяване и не пътува повече.
Взаимозаменяемостта е по-силното и по-малко опрощаващо изискване: всяка част трябва да пасва на всеки комплект, без изпиляване и съвпадение, и това трябва да се запази както на производствената линия, така и когато една половинка бъде заменена от резервни части години по-късно. Съвпадащата двойка не е по-лош продукт в абстрактния смисъл – за еднократен продукт или за сложен механизъм, при който двете половини са наистина едно цяло, това може да бъде правилният отговор – но двата режима на доставка се нуждаят от напълно различни методи за приемане, стратегии за резервни части и очаквания за ремонт на място.
Капанът е, че изискването често никога не се записва. Ако чертежът и поръчката никога не казват „произволна взаимозаменяемост“, доставчикът може разумно да достави чифтове, които пасват един на друг и нищо друго, защото това демонстрира доставената проба. Дали купувате съвпадащи комплекти или наистина взаимозаменяеми части е елемент за потвърждение, който купувачът и доставчикът трябва да уредят преди поръчката, а не нещо, което да се прочете в продуктовата страница след факта.
Какво може и какво не може да докаже всяка стъпка на проверка
Персонализираният хардуер обикновено се проверява с някаква комбинация от стъпките по-долу. Те отговарят на различни въпроси и никой от тях не замества друг; повтарящият се провал е четене на едно, сякаш е различно.
| стъпка | Какво установява | Какво не установява |
|---|---|---|
| Проба / проверка на първи артикул | Че настройката и четенето на чертежа са правилни, така че систематичната грешка при настройката е уловена, преди да се повтори в цикъла. Формализираната документация за първата статия (както в метода AS9102) улавя това като запис. | Стабилност или способност на процеса, или че по-късен модул ще пасне. Дрейф по време на работа — износване на инструмента, постепенно нагряване, разхлабен приспособление — пристига след първата част. |
| Функционален габарит / върви/не върви | Дали интерфейсът се сглобява като резултат от атрибут (go / no-go), изграден от функционалното намерение на чертежа и структурата на данни. Граничното измерване се използва за проверка на взаимозаменяемостта на частите. | Отчитане на размера; че всяка функция на частта е добра; дългосрочна габаритна адекватност. Манометърът доказва само това, което контролира неговият собствен дизайн и базова структура, а граничното измерване се практикува върху чисти части при контролирана температура. |
| Пакетно вземане на проби (вземане на проби за приемане, както в ISO 2859-1, индексирано от AQL) | Дали да приеме или отхвърли партида по договорен план. AQL индексира план за приемане на партида; това не е фиксирана част от дефектите, които една добра партида може да съдържа. | Че всяка част от партидата е добра или че процесът е способен. Приета партида все още може да съдържа несъответстващи части. |
| Способност на процеса (както в ISO 22514) | Как един стабилен процес се разпространява спрямо спецификацията и колко добре е центриран при подходящи данни, стабилни условия на процеса и надеждна система за измерване. | Всичко относно нестабилен процес или нещо извън действително измерената характеристика. Той не замества правилните граници на чертежа и правилната схема на еталон. Индексите на капацитет и ефективност не са взаимозаменяеми термини. |
| Анализ на системата за измерване (както в метода AIAG MSA) | Дали самата система за измерване — повторяемост и възпроизводимост, габарит R&R — е достатъчно добра, за да се вярва на показанията. | Това не подобрява частта. Звуков уред за процес на дрейф все още отчита процес на дрейф. |
Последните два реда са тези, които купувачите най-често предявяват прекомерни претенции. Числата на способностите описват една характеристика на един стабилен процес; те не са обща гаранция за част. И никоя от тези стъпки не струва нищо за настройка, така че честният DFM разговор е от коя от тях функцията всъщност се нуждае – обикновено първа статия плюс една функционална проверка на критичния интерфейс, с вземане на проби за останалите – вместо да се искат всички за всяко измерение.
Версии на чертежи и промените, които предизвикват повторна проверка
Чертежът е жив документ и една партида се контролира дотолкова, доколкото ревизията е направена. Методите, заимствани от регулираните индустрии, са полезни тук като метод, а не като задължителни морски изисквания: документирано изискване за първи артикул като AS9102 и процес на частично одобрение като рамката AIAG PPAP, и двете съществуват, за да предотвратят промяната от тихо преместване на измерение.
Частта от тези методи, която си струва да се запази, е списъкът с тригери и записът. Промяна в дизайна или материала на частта, промяна в производствения процес, промяна на доставчик или поддоставчик, промяна на местоположението на производство, инструментална екипировка, която е преместена, заменена или обновена, и рестартиране на производството след дълъг период на престой, всички те могат да преместят измерение, така че всеки от тях трябва да отвори отново споразумението за първия член, изцяло или частично. Известието за инженерна промяна документира промяната и води до нейния преглед, одобрение и пускане преди да бъде внедрена, а не след това.
Практическият контрол е да се напише това в поръчката: кои промени доставчикът трябва да уведоми и каква повторна проверка следва всяка от тях. Ревизираният чертеж, изпратен след изпращането на партидата, не контролира нищо.
Контролен списък на купувача: RFQ и приемане
Повечето спорове за персонализиран хардуер се уреждат преди производството, какво се казва в заявката за оферта и поръчката за покупка. Артикулите по-долу са тези, които правят разликата между подходяща проба и партида, която продължава да пасва.
- Съвпадаща част и състояние на сглобяване— към какво пасва тази част и дали монтажът се счита за свободен или сглобен (завинтен, захванат, поставен).
- Функцията, която ще се проведе— хлабината, намесата, компресията на уплътнението, подравняването или позицията на спиране, която съединението трябва да осигури.
- Функционални размери с опорни точки— размерите на най-късата верига, която затваря тази функция, всяка с контролна дата, състояние на измерване и заявен метод за проверка.
- Крайно състояние на повърхността— кои повърхности са функционално обработени повърхности и кои са отляти или финишни повърхности, и покритието, определено за всяка от тях.
- Надбавка за отстраняване— когато довършителната обработка премахва материала, чертежът трябва да управлява готовото състояние и да локализира допустимото място върху елементите, които ще премести довършителната стъпка.
- Режим на доставка— съвпадащи двойки или комплекти, или произволна взаимозаменяемост, посочена изрично, а не предполагаема.
- План за приемане— какво съдържа първият артикул, дали се използва функционален габарит, кой план за вземане на проби се прилага и дали се изисква доказателство за способност на процеса или система за измерване; плюс записа, който пътува с всяка партида.
- Известие за промяна и повторна проверка— кои промени изискват известие и каква повторна проверка (пълна или частична) задейства всяка от тях.
- Рекорди и отклонения— записи от инспекции, ревизия на чертежа, за която е създадена всяка партида, и как се одобрява отклонение или отстъпка.
Две предупреждения принадлежат към този списък. Първо, не добавяйте толерантност към всяко измерение на чертежа: затягането на размери, които не са във функционална верига, повишава разходите и времето за цикъл и не подобрява нищо. Толерантността принадлежи там, където е функцията. Второ, нищо от това не е обещание за нулева преработка. Това е начин да направите процеса и интерфейсите контролирани и проверими, така че преработката, когато се случи, е видимо, проследимо изключение, а не необяснима изненада в кутия.
Как подхождаме към това в Andy Marine
Нашитестраница за персонализиранеописва как работата по поръчка трябва да се изпълнява в нашата работилница: преглед на дизайна с вътрешни инструменти; функционален прототип, който се проверява за годност, движение и съгласуваните изисквания за приложение; след това прехвърляне на одобрените изисквания към производството, като по-късните партиди се проверяват спрямо същите договорени критерии. Същата дисциплина минава през нашитеOEM/ODM морски хардуерработа. Логиката на този епизод е тази, написана по обратния начин - пробата се оценява спрямо договорените изисквания и изискванията, а не самата проба, са тези, които се пренасят в производството.
Ако се снабдявате с персонализиран морски хардуер и искате да работите с функционалните размери, свързващата част, режима на доставка и плана за приемане, преди да бъде направена една част, изпратете ни чертежа или ясна снимка, свързващия компонент и функцията, която съединението трябва да изпълнява. Можем да обсъдим точките на DFM и да ви помогнем да зададете критерии за приемане, които да издържат при предаването.
