.

Jak wygląda podejście procesowe w pomiarach 3D?

Pomiary 3D

Współrzędnościowa technika pomiarowa w firmach produkcyjnych kojarzyła się niegdyś tylko z laboratorium pomiarowym. Jednostka ta wchodząc w skład struktury działu jakości dysponowała zazwyczaj stykową maszyną pomiarową. Ze względu na mobilność znane też były zastosowania ramion pomiarowych. Laboratoria obsługiwały klientów wewnętrznych, czyli pozostałe działy, które zgłaszały zapotrzebowanie na pomiary 3DPotrzeby te wynikały z poszczególnych etapów wytwarzania: począwszy od testów i prototypowania, poprzez pomiary w fazie zatwierdzenia aż do pomiarów podczas produkcji seryjnej. Dostępność urządzeń 3D była ograniczona, więc wykonywanie badań wspomagano, użytkowaniem atrybutywnych przyrządów kontrolnych. W celu pozyskiwania wartości pomiarowych kontrola na tych przyrządach łączona była z użyciem konwencjonalnych przyrządów pomiarowych takich jak suwmiarka lub czujnik zegarowy. Stosując taki rodzaj wyposażenia przeprowadzanie czynności kontrolnych z czasem zostało scedowane na wydział produkcyjny. W tym czasie laboratorium mogło wykonywać pomiary 3D na przykład na rzecz kolejnego nowego projektu.

Była to decyzja jak najbardziej zrozumiała z kilku powodów:

- obsługa maszyny pomiarowej przez wiele osób była niemożliwa (tylko metrolodzy)

- koszt badania 3D jest relatywnie droższy w odniesieniu do przyrządów kontrolnych

- zakup i utrzymanie kolejnej maszyny pomiarowej wymaga znacznych nakładów finansowych

- ze względu na ilość zleceń badania nie mogły być realizowane w takt produkcji (bufor)

- konieczność nadawania priorytetów (wielu klientów wewnętrznych w tym samym czasie).

Zazwyczaj kontrola jakości w trakcie wytwarzania przypadała działom produkcyjnym, zaś badania skupione na kliencie zewnętrznym (przed-seria, zatwierdzenie) należała do laborantów. Określenie klient wewnętrzny nie bez powodu został przywołany w tym artykule. Chciałem przez to podkreślić, że Laboratorium pomiarowe stawało się swego rodzaju mediatorem pomiędzy wydziałami swojej firmy a klientem zewnętrznym na przykład OEM. Interpretując dokumentację techniczną i specyficzne wymagania klienta reprezentowało klienta zewnętrznego. Z drugiej strony wydając raporty i orzeczenia z przeprowadzonych badań przedstawiało stanowisko klienta wewnętrznego. Takie podejście w dłuższej perspektywie generowało ryzyko odcinania się laboratoriów od każdej ze stron. Jedna strona narzucała wymagania, druga storna była odpowiedzialna za ich spełnienie, zaś placówka pomiarowa obiektywnie pośredniczyła pomiędzy stronami, stając się nieco niezależną jednostką w swojej własnej organizacji.

Oczywiście może to być scenariusz przerysowany, ale jednak jak najbardziej możliwy. Nasuwa się więc pytanie: Jak właściwie pokierować laboratorium, aby ustrzec się przed takim ryzykiem? Odpowiedź zawarta jest w Systemie Zarządzania Jakości oraz nowoczesnych technikach pomiarowych i systemach CAQ. System powinien budować i wzmacniać świadomość jakościową, zaś nowoczesna technologia umożliwiać  wykonywanie zaplanowanych zadań. Podstawą SZJ jest rzetelnie opracowana mapa procesów i oparte na niej podejście procesowe. Z mapy procesów wynika wspólne działanie i wspólna odpowiedzialność. Odnosząc to do pomiarów 3D, współrzędnościowa technika pomiarowa powinna stać się powszechna w użyciu dla wszystkich etapów wytwarzania. Jej dostępność należy zapewnić bezpośrednio w miejscu realizowania poszczególnych etapów procesu. Pomiary przestrzenne powinny zatem wykroczyć poza ściany laboratoriów pomiarowych i stać się podstawowym narzędziem nie tylko w rękach laborantów. Technika pomiarowa musi przejmować inicjatywę dostarczając informacji na temat procesów oraz proponując decyzje odnośnie sterowania procesami. Role i odpowiedzialności powinny zostać na nowo zdefiniowane i przydzielone.

Nowoczesne metody kontroli, pomiary 3D

Rys. 1. Nowoczesne metody kontroli

Rozwój systemów pomiarowych umożliwia dostosowanie działań laboratoryjnych do wspomnianej koncepcji. Oferowane na rynku rozwiązania pozwalają na umiejscowienie maszyn i urządzeń 3D bezpośrednio na hali produkcyjnej. Ceny stają się korzystne wraz z przybywaniem producentów tego rodzaju wyposażenia. Praca maszyny pomiarowej w bezpośrednim otoczeniu pracujących maszyn produkcyjnych jest już zupełnie możliwa i czyni procesy wytwarzania bogate w informację jakościową niemalże w takt produkcji.

Monitorowanie procesu z wykorzystaniem automatycznych systemów skanujących

Rys. 2. Monitorowanie procesu z wykorzystaniem automatycznych systemów skanujących

Doskonałym przykładem realizacji tych założeń jest wdrożenie optycznego skanera pomiarowego na hali produkcyjnej. Wybór czy jest to optyczny skaner strukturalny, czy też laserowy, stacjonarny lub zautomatyzowany ma w tym momencie znaczenie drugoplanowe. Ogólnie rzecz ujmując skanery są odpowiednio przygotowane do pracy w ciężkich warunkach  produkcyjnych, angażując przy tym mniej czynności przygotowawczych niż w przypadku zastosowania tradycyjnych maszyn stykowych. Implementacja i utrzymanie skanerów jest zatem tańszym wariantem. Niskie koszty wynikają również z zasobów ludzkich zaangażowanych w obsługę tych urządzeń. Skanery są łatwiejsze do przygotowania ich do pracy w trybie odtwarzania szablonów sesji pomiarowych. Nie wymagają zatem utrzymywania wielu wyspecjalizowanych metrologów. Do realizacji gotowych programów można przyuczyć praktycznie każdego pracownika. Po stronie metrologów pozostaje programowanie i opieka nad sprzętem. Zawiązuje się wówczas nowoczesny model współpracy metrologa i operatora. Granice pomiędzy ich zadaniami zaczynają się zacierać. Laborant może przenieść się ze swoimi działaniami bliżej procesów i sfery produkcyjnej, operator z kolei może realizować zadania z zakresu pomiarów współrzędnościowych. Porzuca dotychczasowe konwencjonalne metody kontroli i zastępuje je nowoczesnymi środkami.

Ponadto organizacja zyskuje wymierne korzyści: zaoszczędzony na kontroli wyrobów czas wykorzystuje do celów produkcyjnych, procesy są lepiej monitorowane, obniża się poziom defektów i reklamacji, informacje z badań są bardziej rzetelne i łato dostępne dla wszystkich. Cel jest jeden: utrzymanie procesów na odpowiednim poziomie jakości. Działania są wspólne: laboratorium definiuje wymagania i programuje urządzenie na hali -  operator w nowej roli staje się po części kontrolerem. Operator i laborant analizują wspólnie zgromadzone informacje i wychwytują prognozy świadczące o tym, jak będzie zachowywał się proces. Laboratorium pozbawione jest ryzyka przyjęcia pasywnej strony, operator nie jest już klientem wewnętrznym, lecz członkiem zespołu o szerszym zakresie działania.

Obawy przed powierzeniem nowoczesnych metod pomiarowych operatorom produkcji są bezpodstawne. Dzisiejszy stopień automatyzacji produkcji, wdrożenie systemów ERP oraz MES sprawiły, że operator wykonuje mniej czynności fizycznych na rzecz pracy umysłowej. W codziennej pracy jest w stanie obsługiwać zaawansowane panele sterownicze maszyn, odczytuje i zapisuje informacje w systemach MES oraz wspiera się systemami ERP. Nierzadko maszyny produkcyjne są dużo droższe niż maszyny pomiarowe, zatem operator nie czuje obaw ponosząc odpowiedzialność za powierzone mienie.

Pulpit sterowniczy maszyny produkcyjnej

Rys. 3. Pulpit sterowniczy maszyny produkcyjnej

Rys. 4. Automatyczny system pomiarowy

Wystarczy odrobina współpracy, aby dla operatora obsługa zaprogramowanego wcześniej systemu pomiarowego stała się kolejną umiejętnością podwyższającą rangę jego stanowiska. Tym sposobem organizacja jest w stanie dysponować większa ilością pomiarów 3D, gdyż poziom trudności obsługi takiej konfiguracji urządzenia jest porównywalny z poziomem trudności obsługi automatu do kawy.

Wystarczy dosłownie kilka godzin szkolenia i praktycznie każdy pracownik firmy może przeprowadzać pomiary 3D na hali produkcyjnej.

W obliczu optymalizacji kosztów i zwiększania wydajności oceniam ten kierunek za poprawny i zachęcam do zgłębiania tematu.

 

Powiązane szkolenie:

Pomiary 3D