Zachowanie konkurencyjności dzięki zapewnieniu jakości na linii produkcyjnej

Zapewnienie jakości jest często źródłem bólu dla decydentów w firmach produkcyjnych – złem koniecznym, które generuje wysokie koszty, nie przyczyniając się do poprawy szybkości produkcji. Był to problem, który Helmut Häckl, dyrektor zarządzający Schabmüller Automobiltechnik, znał aż za dobrze. Firma Häckla produkuje pokrywy głowic cylindrów do wszystkich pojazdów z silnikami benzynowymi V6 na całym świecie należących do południowoniemieckiej grupy motoryzacyjnej. I konkurują z dostawcami w krajach o niskich płacach. Jak w takich warunkach producent może zapewnić wysoki poziom jakości w sposób, który jest jednocześnie opłacalny? Dla firmy Schabmüller odpowiedź przyszła w postaci zautomatyzowanego systemu pomiarowego, które w ścisłej współpracy z firmą ZEISS zostało wbudowane bezpośrednio na jej linii produkcyjnej.

Każdego dnia Schabmüller kontroluje, tnie, mierzy i przygotowuje do dostawy około 2600 komponentów. „To z pewnością nasz największy projekt produkcyjny, a także bardzo wymagający” - mówi Helmut Häckl. „Globalna konkurencja wśród dostawców motoryzacyjnych jest zacięta, a efektywność kosztowa jest ważnym czynnikiem”. Jednocześnie komponenty podlegają rygorystycznym wymaganiom jakościowym. Aby sprostać temu wyzwaniu, firma Schabmüller wykorzystuje dwie produkcyjne maszyny pomiarowe ZEISS, które wraz ze zautomatyzowanym stołem załadowczym z serii ZEISS Integration Series kontrolują jakość produkowanych części. Ich konfiguracja, działająca od 2017 roku, jest wyjątkowa: maszyny pomiarowe zostały wbudowane bezpośrednio w zautomatyzowaną linię produkcyjną we współpracy z firmą ZEISS. Inwestycja szybko się opłaciła. „Nie mieliśmy ani jednej reklamacji, odkąd zaczęliśmy zapewniać jakość za pomocą techniki pomiarowej inline ZEISS” - informuje Helmut Häckl.

Wymaganą wydajność obróbki zapewnia niemal w pełni zautomatyzowana linia produkcyjna: przychodzące półfabrykaty są ręcznie ładowane do pierwszej stacji, a reszta procesu obróbki jest następnie wykonywana niemal całkowicie automatycznie na łącznie 96 stacjach obróbki. Kluczowym procesem jest cięcie półfabrykatów w celu wykonania precyzyjnych otworów montażowych i powierzchni uszczelniających. Ramiona robotów chwytają półfabrykaty z linii produkcyjnej i umieszczają je w maszynach zaciskowych. Na końcu otrzymujemy czysto obrobioną część. Zazwyczaj.

Aby niezawodnie wykrywać wyjątki od tej reguły, w połowie linii produkcyjnej umieszczono stację z dwiema zintegrowanymi maszynami ZEISS GageMax, z których każda jest wyposażona w pełni automatyczny system załadunku. Stacja działa zatem jako w pełni zautomatyzowana część linii produkcyjnej: zrobotyzowane ramię chwyta przychodzącą pokrywę głowicy cylindrów i przytrzymuje ją przed dmuchawą, która usuwa wszelkie pozostałości metalowych wiórów. Następnie ramię zaciska osłonę w wykonanym na zamówienie urządzeniu zaciskowym ZEISS na stole przesuwnym. Następnie sondy w stojaku na sondy boczne ZEISS ProMax-G dokonują pomiaru odpowiednich cech komponentu zgodnie ze zdefiniowanym programem. W ten sposób stacja jest w stanie szybko zmierzyć i przeanalizować 35 wysoce krytycznych cech. System kodowania mówi robotowi na danej stacji pomiarowej, czy wybrać obrabiany przedmiot do kontroli, czy wysłać go do następnej stacji przetwarzania. System ten zapewnia, że kontrole są zawsze równomiernie rozłożone na obrabianych elementach na wszystkich 96 stacjach, umożliwiając w każdej chwili śledzenie błędów w określonych maszynach produkcyjnych i stacjach przetwarzania.

Operator obiektu Frederic Kern jest bardzo zadowolony z tego rozwiązania: „Ważne jest dla mnie, aby wiedzieć, że mój obiekt działa płynnie i zapewnia wysoki poziom jakości. To rozwiązanie daje mi natychmiastową pewność”. Każda z 96 stacji przetwarzania w zakładzie jest potencjalnym źródłem błędów. Pojedyncza wymiana narzędzia może skutkować odchyłkami, które wykraczają poza bardzo wąskie tolerancje. „Jeśli tak się stanie, muszę o tym wiedzieć od razu” - mówi Frederic Kern - „w przeciwnym razie będziemy produkować wiele odrzutów, co jest kosztowne”.

Zautomatyzowana integracja ZEISS INSPECT może skontrolować produkty ze wszystkich stacji przetwarzania w ciągu 16 godzin. Jest to możliwe tylko dzięki dwóm produkcyjnym maszynom pomiarowym, które są w stanie szybko załadować i zmierzyć komponenty. „Oczywiście w produkcji panują trudne warunki - jest kurz, brud i drgania, a zimą jest zimno, a latem gorąco” - mówi Kern. „Ale urządzenia ZEISS doskonale znoszą te warunki Helmut”. Helmut Häckl może to potwierdzić. W 2017 roku nadzorował projekt wprowadzenia współrzędnościowego systemu pomiarowego inline. „Od samego początku było dla mnie jasne, że potrzebujemy rozwiązania inline” - podkreśla Herman Häckl. „A rozwiązanie inline ZEISS zapewnia trwałość, której potrzebujemy w środowisku takim jak to”.

Przed wprowadzeniem rozwiązania inline zapewnienie jakości odbywało się poprzez wykonywanie seryjnych pomiarów w laboratorium pomiarowym – co było bardzo czasochłonnym procesem. Teraz metrolog Emre Baysal i jego koledzy mają wystarczająco dużo czasu, aby dwa razy w tygodniu przeprowadzać dogłębne, kompletne pomiary, w tym chropowatości i konturów, na wybranych komponentach. „To wspaniałe, że rozwiązanie ZEISS jest w stanie stale przeprowadzać rutynowe kontrole w produkcji bez angażowania jakichkolwiek pracowników” - mówi Emre Baysal. „Oszczędza nam to wiele czasu i pozwala skupić się na tych zadaniach, które faktycznie muszą być wykonywane przez wyszkolonego metrologa”.

Baysal jest również wielkim fanem oprogramowania ZEISS CALYPSO, którego Schabmüller używa do zarządzania wieloma urządzeniami. Firma wykorzystuje również ZEISS PiWeb do wizualizacji danych jakościowych. „To ogromna zaleta” - mówi Emre Baysal - „ponieważ pozwala nam bezpośrednio porównywać wyniki pomiarów ze wszystkich urządzeń i daje nam ostateczne informacje, które możemy przechowywać w naszej bazie danych”. Dane przechowywane za pomocą ZEISS PiWeb są kompresowane i wyświetlane w łatwy do zrozumienia sposób, a odpowiednie dane są wizualizowane dla różnych grup pracowników (np. operatorów maszyn, metrologów, kierownictwa). Zapewnia to przejrzystość i prowadzi do szybkiego i łatwego podejmowania decyzji, umożliwiając identyfikację trendów produkcyjnych w odpowiednim czasie i sprawiając, że wadliwe elementy należą już do przeszłości. A ponieważ pracownicy zakładu byli już zaznajomieni ze środowiskiem oprogramowania, nie było potrzeby dodatkowego szkolenia po wprowadzeniu rozwiązania inline ZEISS.

Dla Hermana Häckla zapewnienie jakości zmieniło się ze źródła dyskomfortu w prawdziwą przewagę konkurencyjną: „Jesteśmy w stanie zapewnić jakość na naszej największej linii produkcyjnej bez konieczności zatrudniania dodatkowego personelu” - mówi Herman Häckl. „Oszczędza to koszty i pozwala nam wykorzystać jakość, aby wyróżnić się na tle zagranicznych konkurentów. „Nawet planowanie i wprowadzenie systemu było łatwe”, mówi Herman Häckl: „Coś takiego jest możliwe tylko przy ścisłej współpracy między wykwalifikowanymi partnerami. ZEISS rozumie nasze potrzeby i posiada wiedzę oraz doświadczenie niezbędne do integracji maszyn pomiarowych w zautomatyzowanej linii produkcyjnej”.