Dal prototipo alla produzione di massa: evitare la parte che cambia

Approfondimenti sul settore · 12 marzo 2023
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12 marzo 2023

La fase del prototipo acquista certezza sul design. La fase di produzione deve riprodurlo rispettando vincoli di costo e di tatto. È qui che i due divergono e i quattro meccanismi che mantengono un volume identico a quello da te approvato.

Tra campione e volume scorre un fiume

La fase del prototipo esiste per rispondere alle domande: la struttura è adatta, la dimensione è giusta, il materiale funzionerà. Raggiungere questo obiettivo può essere costoso: tempi di ciclo aperti, i migliori strumenti disponibili, il percorso del processo più stabile. La produzione pone una domanda diversa: riprodurre quel risultato rispettando i vincoli di costo e di Takt. I due obiettivi sono naturalmente in tensione e quasi ogni incoerenza nei programmi hardware si verifica da qualche parte nel punto di incrocio. Il successo del campione semplicemente non viene mai riportato per intero. Il volume cambia il percorso del processo, l'operatore, la macchina, a volte l'edificio.

Tre modelli di fallimento ne spiegano la maggior parte. Spostamento del dato: il campione raggiunge la concentricità su una configurazione singola a cinque assi, quindi il volume passa alla configurazione multipla a tre assi per takt e la concentricità si sposta silenziosamente. Cambiamento di materiale: il campione utilizza una barra importata, il volume sostituisce una qualità equivalente nazionale e il comportamento di taglio e la finitura superficiale si muovono con esso. Cambio operatore: il programma è stato messo a punto da un ingegnere senior, quindi consegnato a un turno di notte senza che nessuno verificasse nuovamente i parametri. Nessuna di queste è disattenzione. A tutti e tre manca il processo.

Documentazione del processo: annotare il successo del campione

La misura più efficace è documentare il processo mentre il campione è ancora in esecuzione. Concretamente: la consegna del campione dovrebbe avvenire con un file di produzione, non solo con le parti. Tale file è la scheda del percorso del processo (sequenza operativa, macchina, fissaggio, riferimento di localizzazione), il programma CNC e l'elenco degli utensili inclusi offset e parametri di taglio, registri di ispezione con metodi di misurazione per le dimensioni chiave e specifiche del materiale con certificati. Questo file è l'unica autorità in produzione e qualsiasi deviazione da esso deve passare attraverso un processo di modifica.

La differenza è netta. Copie di produzione documentate da uno stato noto; una produzione non documentata chiede a una nuova troupe di riscoprirla. Le fabbriche integrate mantengono il campionamento di singoli pezzi, le prove pilota e la produzione in serie nello stesso impianto, in modo che la documentazione del processo scorra attraverso un'unica catena di gestione e non vi sia alcun intervallo di passaggio di consegne tra il tecnico del campionamento e il personale di produzione. Una struttura Shenzhen-Huizhou ha lo stesso obiettivo: Shenzhen possiede il campionamento e la revisione dei processi, Huizhou possiede l’aumento del volume e i dati di elaborazione risiedono in un unico sistema anziché viaggiare tramite e-mail.

Attrezzature e attrezzature: capacità di trasferimento, non solo acciaio

Per i progetti che prevedono stampaggio, piegatura o fusione, la consistenza del volume dipende fortemente dallo stato delle attrezzature e delle attrezzature. Gli utensili campione vengono solitamente montati manualmente e raggiungono la precisione con l'aiuto di un tecnico esperto. Gli utensili di produzione devono garantire coerenza attraverso la propria geometria e precisione di lavorazione. Il passaggio dal campione alla produzione richiede quindi un passaggio formale degli strumenti: ricalcolo della distanza di taglio, correzione della compensazione del ritorno elastico, formalizzazione del posizionamento e della guida e convalida della stabilità durante un ciclo pilota.

La situazione da evitare è che campione e volume si trovino in due stabilimenti diversi. La fabbrica campione consegna gli strumenti e lì si ferma; la fabbrica di produzione li eredita senza conoscerne la storia e finisce per non poterli cambiare né essere disposta a lasciarli. La progettazione e la produzione interna degli utensili sono decisive in questo caso: la rilavorazione, la stampa di prova e la conferma del primo articolo avvengono tutte in un unico negozio, quindi l'iterazione viene misurata in ore anziché in settimane. Per i team hardware, aggiungere capacità di attrezzaggio al filtro del fornitore è molto più efficace che arbitrare tra due fabbriche a posteriori.

Capacità di processo: dal primo articolo a ogni articolo

Un primo articolo di passaggio dimostra solo che il processo può fare una buona parte. Ogni articolo che passa è ciò che dimostra che il processo ha il controllo. Engineering lo esprime con l'indice di capacità del processo, Cpk: misura un campione di dimensioni chiave e verifica se la distribuzione si trova stabilmente all'interno della fascia di tolleranza con margine di riserva. Il requisito abituale è un Cpk di almeno 1,33 per le caratteristiche chiave, che sale a 1,67 o più per le caratteristiche critiche per la sicurezza o di adattamento. Di seguito un processo che farà perdere casualmente il controllo nella produzione anche se il primo articolo era perfetto.

Il rapporto di ispezione del primo articolo, FAI, è così che questo approda su carta: ogni dimensione chiave del disegno misurata pezzo per pezzo, con valori effettivi, giudizio pass-fail e lo strumento utilizzato, producendo un documento tracciabile. Il sistema PPAP nei componenti automobilistici si basa esattamente su questa logica: non fidarsi di un singolo artigiano, ma dimostrare con documenti che il processo è stabile. Scegliere un fornitore con sistemi PPAP e ISO9001 significa in effetti acquistare un'assicurazione per la coerenza della produzione. Potrebbe non essere necessario il pacchetto PPAP completo, ma è possibile richiedere dati sulla capacità del processo su dimensioni chiave, che valgono più di qualsiasi assicurazione verbale.

Come sequenziare il programma

Assemblarlo in una sequenza temporale: durante il campionamento, completare parallelamente la documentazione del processo e i registri di ispezione e consegnarli insieme alle parti. Al ricevimento, eseguire la convalida del progetto sui campioni; una volta confermate la struttura e l'adattamento, passare a un'esecuzione pilota che utilizzi il processo di produzione, le attrezzature di produzione e il personale di produzione e che deve includere un'ispezione del primo articolo e una valutazione della capacità del processo sulle dimensioni chiave. Solo dopo il superamento del progetto pilota si dovrebbe discutere dell'aumento del volume e durante l'aumento mantenere gli stessi punti di controllo e lo stesso approccio di registrazione dei dati utilizzati durante il campionamento. Qualsiasi modifica al processo (sostituzione di materiale, cambio di macchina, regolazione di utensili) ripete la valutazione anziché essere notificata verbalmente.

La parte più difficile di questa sequenza non è tecnica. La questione è se il fornitore lavorerà a quel ritmo. La consegna unica è importante in questo caso proprio perché un’unica fabbrica è responsabile dal campionamento del singolo pezzo fino alla produzione in serie: ha sia l’incentivo che i mezzi per portare avanti la coerenza fino in fondo, perché non c’è una seconda parte a cui attribuire il problema. Per i team hardware esteri, questa struttura a responsabilità unica elimina anche il coordinamento tra fusi orari e fornitori. Piattaforme di fornitori selezionate ti consentono di filtrare in base alla capacità dei processi (piegatura della lamiera, stampaggio, fresatura e tornitura CNC, rettifica e lucidatura, attrezzature interne) e ai sistemi di qualità come PPAP e ISO9001, in modo che la coerenza possa essere inserita nel quadro di cooperazione fin dalla prima conversazione.

DFM, Prototipazione Rapida e Handover to Volume

La prototipazione rapida viene solitamente venduta come un servizio veloce, ma il suo vero output sono le informazioni. Un prototipo prodotto in cinque giorni ti dice se la geometria si assembla; una revisione del progetto per la produzione (DFM) indica se può essere prodotto al costo target. Le due cose vanno insieme: eseguire la revisione DFM prima che il prototipo venga tagliato, in modo che il prototipo rifletta già il processo che renderà la parte di produzione. I team che prima prototipano e poi chiedono informazioni sulla producibilità tendono a pagare due volte per la stessa lezione: una volta per il prototipo, una volta per l'attrezzatura.

Un servizio di lavorazione personalizzata che esegue solo disegni fornirà esattamente ciò che hai richiesto, compresi i problemi. La versione utile respinge: questa parete è troppo sottile per il morsetto specificato, questa tasca necessita di un raggio d'angolo, questo dato non può essere raggiunto in una sola configurazione. Questo ciclo di feedback è ciò che trasporta i componenti di precisione da un singolo campione a un programma di parti meccaniche, ed è particolarmente importante nel lavoro sui ricambi auto, dove una modifica dopo PPAP costa molto di più di un commento prima del primo taglio. Questa è anche la fase in cui un programma OEM inizia a richiedere la documentazione IATF 16949 e un MOQ dichiarato per revisione, perché l'impegno sul volume cambia il percorso del processo e il produttore che lo ha aumentato durante il DFM è quello che può ancora mantenere il prezzo.

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Fresatura e tornitura CNC, piegatura e stampaggio di lamiere, rettifica e lucidatura, la fabbrica ha le proprie capacità di progettazione e produzione di stampi e il completamento in un unico passaggio dalla prototipazione di un pezzo singolo alla produzione di massa. Shenzhen e Huizhou sono collegati tra loro, supportando la personalizzazione basata su disegni e campioni. I termini commerciali sono opzionali EXW / FOB / CIF / DDP e dispone della certificazione del sistema di qualità PPAP e ISO9001.

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