Giriş: Otomotiv İmalatında Ölçme Sistem Analizinin Eleştirel Rolü

Otomotiv endüstrisinde, mikrons ve bileşen başarısızlığında toleransların pahalı hatırlamalarını, ölçüm sisteminin bütünlüğünün üretim sürecinin kendisi kadar hayati öneme sahip olması - operatörlerden, ekipmandan veya çevresel faktörlerden farklılaştırılması - doğrulayıcı olmayan proses problemlerine yol açabilir veya iyileştirici parçaların reddedilmesine neden olabilir. Gauge Tekrar edilebilirliği ve Reprodability (R&R) çalışmaları, ölçüm sistemi analiz sistemlerinin temel bileşeni - bu hassaslaştırma işlemi nasıl uygular ve analiz eder.

Bitkinin Arka Planı

Bitki, bir Tier-1 tedarikçi birkaç büyük OEM'lere, işleme ve montajlı camshafts'te uzmanlaşır, çubuklar bağlanır ve hava ölçüm cihazlarının karışımını gerektirir.Bu parçalar son derece sıkı tolerans gerektirir - μm'de ±5 μm'lik kritik özellikler için, ve kalibrasyon programları için, önemli bir sonuç olarak, ölçüm işlemlerinin tekrarlanabilirlik raporlarına göre, dijital ölçümler ve ölçümler için kullanılan bir ölçümler.

Gauge R&R Uygulamanın Hedefleri

Lider ekibi açık bir şekilde, proje için ölçülebilir hedefler belirledi:

  • [0]Genel olarak toplam ölçüm sistemi varyasyonu en az% 30) altı ay içinde
  • [FONT:0) Tüm üç değişim ve birden fazla iş istasyonu arasında standart ölçüm prosedürleri).
  • [FONT:0) Hata kaynaklarını () ayırıp ayırın. (özellikle de ölçüm nedeniyle tekrarlanabilirlik (belirli olarak ölçümler) ve farklı operatörler nedeniyle değişkenlik (değişimsizlik)
  • [FONT:0)Tren ve tüm operatörleri , operatör tarafından ortaya çıkan önyargılı önyargı ortadan kaldırmak için üniformalı bir ölçüm yöntemi üzerinde bir araya gelir.
  • [0]Integrate Gauge R&R, devam eden bir kalite kontrol aracı olarak [Dönetici: 1]

Bu hedeflere ulaşmak için, bitki, ölçüm sürecini AIAG MSA 4th baskı yönergelerine uygun hale getirmeyi amaçladı,%GRR (Gauge R&R toplam varyasyon oranı olarak)% 10-30'un kabul edilebilir olduğu,% 30'un üzerinde bir gelişme gerektirir.

Gauge R&R Methodology Applied

Doğru Çalışma Tasarımını Seçin

Bitki, bir geçiş çalışması tasarımı (operatörler × parçalar × birden fazla deneme) kabul etti. Boyut önerileri için ölçüldü: yıkıcı testler için - en düşük toleranstan en yüksek parçalara kadar - çalışma her iki değişimden seçilmişti ve her bir operatör rastgele sırayla üç kez ölçtü.

Ekipman ve Gauge Selection

Tüm ölçümler çalışmadan önce NIST-traeable standartların karşı yeniden düzenlenmiştir. Tesis üç ölçüm cihazı değerlendirdi:

  • [FONT=0) Hava ölçümleri[Dönler için [Dönler: 1 ), μm için, tolerans ±3 μm)
  • [FONT=0) Dijital mikrometreler[Dönler[Dönler için pdf 0,5 μm; tolerans ±5 μm)
  • [0]Kaç ölçüm makineleri [Döneticiler için [Düzücük toleranslar için [Düzücük μm; tolerans ±2 μm)

Her cihaz için, çalışma ayrıca ayrımı değerlendirdi (kürenin küçük değişiklikleri tespit etme yeteneği) hoşgörüyü karşılaştırarak; en az 10:1 (veya 0.1 kez tolerans) oranı hedef alındı.

Uygulama Adımları Taken

Aşama 1 - Operatör Eğitimi ve Standartlaştırma

Herhangi bir ölçüm alındıktan önce, tüm operatörler uygun bölüm işleme (temizleme, sıcaklık stabilizasyonu), ölçüm işlemi ve veri kaydı ile aynı pozisyonda yer alan bir iki günlük eğitim programına katıldılar. Örneğin, her zaman aynı pozisyonda mikrometers için aynı temas gücü uygulama.

2. Aşama - Bölüm Seçimi ve Rastgeleleştirme

On parça tam süreç varyasyonunu genişletmek için kasıtlı olarak seçildi: 24 saat boyunca düşük spesifikasyon sınırının iki parçası, üst spesifikasyon sınırının yakınında, nominal ve iki tarihsel kesintiye maruz kaldı. Tüm parçalar temizlendi, deburred ve sıcaklık- 20°C ± 1°C'de 24 saat boyunca.

3. Aşama - Data Collection

Her operatör rastgele sırayla üç kez her iki parçayı ölçtü, toplam 90 veri puanı ölçümler doğrudan el transkript hatalarını engelleyen bir dijital veri toplama sistemine kaydedildi. Sistem ayrıca önceden tanımlanmış 3-sigma aralığının gerçek zamanlı olarak aşılması için herhangi bir ölçümde bulundu.

Aşama 4 - İstatistiksel Analiz

Veriler Minitab ve özel bir MSA yayılabilirlik tablosu kullanılarak analiz edildi. Anahtar çıktılar şunları içeriyordu:

  • [FONT=0)Repeatability (Equipment Variation): [Dönetici: [Dönetici: 0,3) Aynı bölümde aynı operatör tarafından tekrarlanan ölçümler.
  • [FONT:0)Reproducability (Operator Variation): [Döneticiler arasında ortalamalarda varyasyon.
  • [FONT:0]Part-toPart Variation: 10 seçilmiş parça arasındaki varyasyon.
  • [FONT=0)Toplu Gauge R&R (GRR): , toplam varyasyon oranı olarak ifade edilen, toplam varyasyon oranı olarak ifade edilen, tekrarlanabilirlik ve reproducability.

Ayrıca, farklı kategoriler (ndc) sayısı - sistemin sayısı güvenilir bir şekilde ayrımcılığa yol açabilir - 5 veya daha büyük bir değer AIAG yönergeleri altında yetenek çalışmaları için kabul edilebilir olarak kabul edilir.

Data Collection Sonuçlar ve Analiz

Basel İlk Çalışma

Teleshaft üzerinde hava ölçümünün temel Gauge R&R çalışması, 42.5% -%GRR% 42.5% -% 30 eşin üzerinde.

  • Tekrarlanabilirlik (eşem): 18.2%
  • Reproducability (operators): 24.3%
  • ndc: 2 (Sistemin zar zor ayırt edici parçalara işaret ettiğini gösteriyor)

Operatörüntilmiş varyasyonu, öncelikle operatörlerin nasıl yerleştirildiğini ve ölçümde yer alan kısmın nasıl döndüğünün farkları nedeniyle egemen oldu.The digital micrometer study on link pin Borges% 33.1%,0 ve tekrarlanabilirlik 13.% FOR of 28.9 - sınırlanabilir, ancak operatör önyargı hala önemliydi.

Kök Neden Soruşturma ve Doğru Eylemler

Sonuçlara dayanarak, bitki doğrulayıcı eylemler hedef aldı:

  • [FONT=0)Air ölçüm fikstür yeniden tasarlanır: [Dönesel bir merkezleme mekanizması, tutarlı bir rol konumlandırmasını sağlamak için eklenmiştir.Bu azaltıcı operatör-oper varyasyonu% 60 oranında azaltılmıştır.
  • [0]İyileştirilmiş operatör eğitimi:[Dönetici:0] Bir video tabanlı eğitim modülünün yanı sıra doğru ve yanlış tekniklerin karşılaştırmaları uygulandı. Operatörler o zaman aylık yeniden tanımlandı.
  • [FONT:0)Mikrometer standart işletim prosedürü: [Dönetici: 0,4][/FONT][/FONT=0) Bir dur-ile gücü aracı, ±0.5 N. Mikrometrelerin kendileri, 0,5 μm yerine daha yüksek bir karara sahip modeller ile değiştirildi.
  • [FONT=0]CMM programı optimizasyonu: [Dönetici: [Döneticileri] Ölçüm programları sabit bir dizi ve otomatik sıcaklık tazminatı kullanmak için yeniden yazıldı. Stylus yapılandırması tüm CMM'ler arasında standartlandı.

Sonuçlar Doğru Eylemlerden Sonra Sonuçlar

Düzeltmeleri uygulamadan altı hafta sonra, takip Gauge R&R çalışması yapıldı. Sonuçlar çarpıcıydı:

  • [FONT:0)Air ölçüm%GRR% 42.5%'den 7,8'e düştü [DÜT:1] -% 10 kabul edilebilirlik eşi içinde% 3,4'e kadar tekrarlanabilirlik düştü ve %4'e yükseldi.
  • [0] Dijital mikrometre%GRR% 33.1'ten% 9.2%[DK 1: 1) azaldı,% 4.1'te tekrarlanabilirlik ve% 5.1'e kadar ndc gelişti.
  • [0]CMM geometrik%GRR% 28.9'dan% 6,6'ya kadar azaltıldı[DK 1: 1).

Genel ölçüm değişkenliği 30.3% (air ölçüm), %29 (mikrometre) ve toplam işlem süresine göre %22,3 (CMM) değer artış gösterdi: kritik motor bileşenleri için kazı oranı% 8,5'ten 2.1'e düştü ve üretim maliyetlerinin 980.000 tasarruf etmesi.

Faced ve Dersler Öğrendi

Değişime Karşı Direniş

En önemli meydan okuma, operatörlerin yeniden tasarıma ilk olarak katıldığı ve prototipleri test etmelerine izin veren üst düzey operatörler, başlangıçta yeni sistem için standartlaştırılmış fikstür ve güç kontrol aracı olarak görülüyordu. Yönetim ayrıca bu özelliğin bir kısmını ölçmek için ele aldı. (yöneticileri Gauge R&R) ve daha da uyumlu teşvik etti.

Data Integrity and Use Outliers

Temel çalışma sırasında, bir operatör açıkça anormal olan ölçümler üretti - diğer operatörlerden üç kat daha büyük performanslar yapıldı, ancak temel neden analizi için bayraklandı. Araştırma, operatör hasarlı bir ölçüm ipucunu kullandığını ortaya çıkardı.Bu, Gauge R&R çalışmalarının gerçekçi üretim koşullarından daha büyük olması gerektiğini belirtti.

Ölmüşler

İlk çalışma varyasyonu azalttı, ancak bitki Gauge R&R'nin bir zamanlar etkinliği olamayacağını öğrendi. Sıcaklıkta Variations, ölçüm aşınması ve dağıtım operatörü sistemi derhal yeniden şekillendirdi.Bu proaktif yaklaşım Gauge R&R çalışmaları için bir program belirledi - her yıl kritik ölçümler ve her yıl kritik olmayanlar için. Dijital paniğe göre %GRR trendleri takip etmek için bir dijital paniğe alındı ve herhangi bir ölçüm sistemi derhal tekrarladı.

Süreç Capability Studies ile entegrasyon

Bir başka önemli ders Gauge R&R'yi işlem kapasitesi (Cpk) çalışmalarıyla uyumlulaştırma ihtiyacıydı. Uygulamadan önce, süreç kapasitesi genellikle yüksek ölçüm verileri kullanılarak hesaplandı, yapay olarak düşük Cpk değerleri ve gereksiz işlem ayarlamalarına yol açtı.%GRR% 10'u azaltırktan sonra, bitki daha önce düşündüğünden daha yetenekliydi.Bu, takım bazı süreci kontrollere izin verildi, denetim frekansına ve kaynakları azalttı.

Gauge R&R Programını Boyutsal ölçümlerin Ötesini genişletin

boyutlu ölçümlerde başarı tarafından yönetildi, bitki Gauge R&R metodolojisini de dahil olmak üzere diğer ölçüm sistemlerine genişletti:

  • [FONT:0)Leak testörleri:[Dönetici:[Dönetici:0) Bir trans Gauge R&R çalışması, % 22'den % 8'e kadar test baskı hızlarını standartlaştırarak ve zaman içinde yaşayanlar tarafından azaltılabilir.
  • [FONT:0) Sertlik testiers (Rockwell ve Brinell): [Dönetici bir tasarım (tömürücü test) kullanarak, bitki, indenter koşulu ve yükleme oranının büyük katkıda bulunan önemli katkılardan oluştuğunu tespit etti, yeni bir koruyucu bakım programına yol açtı.
  • [FONT:0]Kısma için koordineli ölçüm:[Dönetici: 1 ) Son ürün işareti için kullanılan montaj doğrulama fikstürleri değerlendirilmiştir, yanlış reddedilmeleri% 40 azaltmaktadır.

Her uzantı aynı yapılandırılmış yaklaşımı takip etti: eğitim, temel çalışma, kök düzeltme ve devam eden izleme. Bitki tüm Gauge R&R programına - tüm uzantıları dahil - sekiz ay içinde kendi başına ücretli bir inceleme ve denetim süresi içinde ödenen tahmin etti.

Otomotiv Gauge R&R Uygulama için En İyi Uygulamalar

Bu vaka çalışmasına dayanarak, aşağıdaki en iyi uygulamalar ortaya çıktı:

  • [FONT:0) Boş fonksiyonel takımlarla başlayın:), operatörler, kaliteli mühendisler, bakım teknisyenleri ve çalışma tasarımında ve doğrulayıcı eylem planlamalarında üretim denetçileri içerir.
  • [FONT:0] Çalışmadan önce operatör eğitiminin en üst kısmında: Bir standart değişim yöntemi düşük rerodite varyasyonu için ön koşuludur. sadece sınıf öğretimi değil.
  • [FONT:0) Kısm seçimi için tam süreç varyasyonunu kullanın:) hoşgörü aralığının aşırı uçlarını temsil eden parçalar seçin; aksi takdirde, Gauge R&R çalışması gerçek yetimiyetleri hafife alacaktır.
  • [FONT:0)Automate veri toplama ve analiz:), Eliminate manuel kayıt hataları gerçek zamanlı olarak %GRR'yi hesaplamak için dijital araçlar kullanarak. Bu aynı zamanda eğitim sırasında hızlı geri bildirim sağlar.
  • [FONT=0)Integrate Gauge R&R genel kalite yönetimi ile:[Dönetici) Yaşam süreci olarak, çeyrek rapor değil, ürün kalitesi anahtar performans göstergelerine (KPIs) bağlantı ölçüm sistemi performansı.
  • [FONT:0]Leverage mevcut rehberlik: [Döntme:0][Dönetici:0)[FONT:2)NIST MSA rehberi[DÜDÜ:3) ve AIAG MSA el elektik metodoloji için kılavuz.

Sonuç: Hassas Üretim için Bir Benchmark

Bu otomotiv mühendisliği bitkisinin Gauge R&R'nin başarılı bir şekilde uygulanması, problemli bir ölçüm ortamının sadece bir hassas ve güvenilirlik modeli haline geldi. Birden fazla ölçüm sistemi varyasyonunu birden fazla ölçüm türünde azaltarak, bitki, ölçülebilir iyileştirmelere ve operasyonel verimlilike ulaştı - ölçüm sistemi analizinin sadece akademik bir egzersiz olmadığını gösterdi - talep edilen bir endüstride rekabetçi avantaj elde etmek için doğrudan bir avantaj sağlayacaktır.

Gauge R&R programları gibi kendi Gauge R&R programlarını başlatmak veya geliştirmek için arayanlar için, sürekli iyileştirmeye değer bir süreç olarak kaliteli Digest rehberi Gauge R&R) pratik, adım adım adım tavsiye sunmak.