Newsroom
 / Articol / 
Management-ul toleranțelor
Toleranzanalyse CENIT Expert Article
  • 701-0-0
  • 702-1-701
  • 772-3-701
03.07.2019

Cum poate asigurarea calității să îți crească eficiența ingineriei și a producției

Analiza toleranțelor: de la excel la geamănul calitativ

Atunci când firmele de Manufacturing crează o bază de date end-to-end care acoperă întreg spectrul de la dezvoltare la producție, acestea devin mai competitive. Este o investiție care sporește abilitatea unei companii de a dezvolta noi produse într-o structură de costuri optimizate și cu ajutorul căreia produsul ajunge mai repede pe piață. Acest articol de Armin Schöne descrie cum să începi să îți creezi această bază de date.

 

 

În acest articol, aș dori să vă ofer o descriere succintă a beneficiilor de business pe care le puteți dobândi cu ajutorul soluțiilor software pentru analiza de toleranțe și al conceptului de prototip virtual, clădind peste acestea geamănul digital de calitate.

Înainte să discut despre experiența tehnică, să privim o companie de manufacturing care și-a actualizat deja procesele și tool-urile de asigurare a calității.

Scenarii promițătoare

Într-o astfel de companie, divizia de dezvoltare proiectează și optimizează componente într-un mediu virtual.

Atunci când începe producția de serie, datele din măsurători în timp real transformă acest mediu de realitate virtuală într-un mediu de „virtualizare reală”.

Construind peste această fundație, o companie poate:

  • … să asigure virtual secvențierea producției sau a noilor proceduri de manufacturing – în loc să întreprindă teste costisitoare folosind materie primă;
  • … să echivaleze setările mașinii cu dimensiunile componentelor, așa cum vin la începutul turei – în loc să se ocupe reactiv de setările mașinii atunci când apar probleme;
  • ...să se bazeze pe soluții software care să determine cauzele problemelor din producție – în loc de cercetarea lor prin trial & error;
  • … să reutilizeze cunoștințele dobândite anterior despre nivelurile de precizie din manufacturing la crearea noilor variante sau a noilor produse – în loc să refacă de la zero totul.

 

În funcție de contextul de producție, această listă poate fi extinsă în diferite feluri. Un lucru este clar: aceste scenarii nu doar că sună promițător – ele pot fi dobândite astăzi.

Exemplele menționate mai sus sunt din situații reale de producție și eu am avut oportunitatea de a participa într-unele dintre aceste proiecte ca expert CENIT pentru management-ul toleranțelor. Fezabilitatea nu este o problemă. Tehnologiile necesare sunt deja disponibile, la fel ca scenariile dovedite pentru implementare.

Toată lumea trebuie să înțeleagă obiectivul

Așadar, cum poți implementa o soluție similară în compania ta? Din experiența mea, provocarea principală este să îți menții o atitudine pozitivă privind felul în care îți stabilești noile procese. La fel ca în cazul altor concepte Industry 4.0, un sistem de asigurare a calității end-to-end va schimba workflow-urile și structurile de decizie din interiorul diviziilor companiei. Această schimbare poate fi implementată doar daca toată lumea implicată trage în aceeași direcție.

Atunci când responsabilitățile se schimbă, perspectiva generală a management-ului este necesară.

Din acest motiv aș dori să încep următoarea secțiune la fel cum încep orice proiect cu un client: prin sublinierea faptului că management-ul trebuie să sprijine și să ghideze în totalitate un astfel de plan.

Atunci când responsabilitățile se schimbă, perspectiva generală a management-ului este necesară. Și înainte de maparea traseului până la obiectiv, toată lumea trebuie să înțeleagă obiectivul. Cei care cer schimbarea trebuie, de asemenea, să autorizeze și să finanțeze toate măsurile asociate.

Ingineria digitală din perspectiva calității

Pașii esențiali pentru stabilirea unui regim de asigurare a calității end-to-end sunt mai ușor de înțeles dacă examinăm procesul de dezvoltare produs (PDP) din punctul de vedere al management-ului toleranțelor.

Digital Thread de la dezvoltare la producție

În faza de conceptualizare și design, inginerul dezvoltă un grup de componente în acord cu niște specificații clare. Pentru a face asta, el se bazează pe programe CAD pentru a crea geometrii CAD relevante.

Soluțiile software CAD includ opțiuni pentru definirea toleranțelor. Dar în vederea dezvoltării conceptelor eficiente de manufacturing pentru reducerea costurilor, care pot conecta target-uri de toleranțele optime, multe companii încă se bazează pe teste folosind prototipuri fizice.

Să ne înțelegem: testele efectuate în lumea reală vor fi în continuare importante și necesare în viitor. Însă, cu abordarea corectă, nevoia pentru astfel de teste și efortul asociat acestora, poate fi redus semnificativ.

Analiza Toleranțelor: Software pentru simulare în locul formulelor Excel

Primul pas pe care îl poți lua spre implementarea unei noi strategii de asigurare a calității este să implementezi o soluție software de simulare bazată pe metodologia statistică de calcul a toleranțelor.

Acest tip de software permite experților să își facă testele la stațiile lor de lucru. Aceștia dezvoltă prototipuri virtuale și răspund întrebărilor esențiale pentru analiza toleranțelor: ce geometrie este importantă având în vedere îndeplinirea unei cerințe specfice? Cum contribuie mai exact la calitatea produsului? Care geometrii implică cerințe specifice pentru toleranțe? Care geometrii sunt mai puțin importante și unde sunt toleranțele mai mari acceptabile?

Prin obținerea unei înțelegeri a efectelor deviațiilor de manufacturing asupra comportamentului și a calității produsului, te vei asigura că ingineria ta îndeplinește cerințele din specificații. Simultan, iți oferă un raport cost-beneficiu ideal din punct de vedere al toleranțelor.

Date virtuale despre măsurători pentru scurtarea timpului de lansare pe piață

Faza de design este completă în momentul în care divizia de dezvoltare înaintează prototipul virtual, incluzând conceptul de toleranțe (sistemul de referință și toleranțele), pentru dezvoltarea de serie.

Dezvoltarea de serie, în mod asemănător, înaintează în diferite căi. Odată cu progresul workflow-rilor, prototipul virtual devine un „pre-produs ” virtual și livrează măsurători virtuale. Din aceste date, inginerii pot observa care ar putea fi toleranțele și procesele critice din producția de serie. Astfel, li se permite determinarea strategiei optime pentru măsurare.

În plus, produsul virtual poate fi folosit pentru dezvoltarea conceptelor de dispozitive ansamble și pentru simularea producției și a proceselor de asamblare.

De la realitatea virtuală la virtualizarea reală

Înaintea începerii unei linii de producție în serie, să ne facem o privire de ansamblu. În mod tradițional, inginerii lucrează cu un program CAD, care din punctul de vedere al condițiilor de producție, reprezintă o lume abstractă, ideală.

Într-un astfel de mediu de dezvoltare, inginerii se pot baza doar pe experiență atunci când trebuie să echivaleze design-ul de produs cu realitatea. Prin setarea unui produs virtual, experții au adus design-ul într-o realitate virtuală în care pot simula importante comportamente fizice.

Acum să mergem un pas mai în față pentru că odată cu începerea producției în serie și de asemenea, din etapele incipiente ale prototipului și ale producției pre-serie, începi să acumulezi date privind măsurătorile din lumea fizică.

Bazăndu-te pe aceste date, de acum poți echivala prototipul virtual cu lumea reală:

  • Per total, ce diferențe semificative există între măsurătorile din lumea reală și cele din lumea virtuală și care sunt cauzele acestor diferențe?
  • Sunt corecte presupunerile efectuate pe modelul de simulare sau există alți factori adiționali care trebuie luați în considerare?
  • În realitate, componenta este fabricată în modul descris în simulare?

Prin echivalarea prototipului virtual cu condițiile reale și aproximând progresiv cele două variante, compui un model pe care noi îl descriem ca geamănul digital. Dacă decizi că nu ai nevoie de o legătură în timp real între realitate și partea virtuală, obții precursorul geamănului digital: umbra digitală.

Folosirea conceptelor tehnologiei geamănului digital pentru a coordona strategiile de business de ultimă generație

Lista de mai jos indcă doar câteva din potențialele beneficii:

  • Afacerea ta acumulează cunoștințe bazate pe software, ceea ce duce la analize și previziuni îmbunătățite;
  • Obții un DRIFT quota îmbunătățit („fă-o corect din prima”) și poți aduce produse noi pe piață mai repede;
  • Poți să începi controlul și regulile asupra proceselor de fabricație din punct de vedere al calității;
  • Printr-o companie care se bazează pe producție inovativă, poți folosi geamănul digital calitativ pentru a asigura un ROI pozitiv al cheltuielilor;
  • O întrebuințare viitoare: pentru mentenanța la distanță, datele grupurilor de componente ale unei mașini livrate sunt transmise din arhiva de măsurători către geamănul digital calitativ din serie pentru a căuta erori.

Această scurtă descriere îți oferă o idee a principalelor punctelor forte din conceptul tehnologiei geamănului digital: Oferă o coordonare facilă a noilor strategii de business.

Geamănul digital calitativ poate, astfel, juca un rol important în securizarea viitorului afacerii tale. O altă concluzie este că oferă beneficii tuturor acționarilor companiei tale. Chiar și așa, vei întâlni mulți oameni care vor vrea să își protejeze condițiile tradiționale de muncă.

Reacțiile tipice includ următoarele: de ce nu mai sunt bune analizele de toleranțe în Excel cu modele simplificate 2D și scenarii worst-case? De ce să investească divizia de dezvoltare în introducerea unui produs virtual dacă alte divizii doar culeg beneficiile? De ce să colaboreze divizia de asigurare a calității cu ingineria pentru a dezvolta concepte de măsurare, câtă vreme în trecut se luau decizii unilaterale?

Geamănul digital calitativ transformă mediile de dezvoltare din realitatea virtuală în virtualizarea reală, astfel, oferind noi perspective pentru dezvoltarea de produs și pentru procesele de producție.

O pereche puternică: Designul 3D și Simularea

Acum revenim la implicarea factorilor de decizie pentru a ghida procesul de schimbare. Poate îți amintești timpurile când desenele 2D începeau să fie înlocuite cu ingineria 3D. Cred că astăzi ne confruntăm cu o transformare fundamentală asemănătoare.

Capabilitățile de simulare îmbunătățesc lumea ingineriei 3D. Acestea permit crearea mediilor virtuale realiste de dezvoltare.

În care sector din compania ta sunt procesele pe care ai vrea să le schimbi? Ce strategie de business dorești să urmărești? Aștept cu interes o discuție cu tine!

Pentru orice întrebări, vă rog să mă contactați la a.schoene@cenit.com sau prin telefon la +49/151/52745273.