Aanscherping van de koppelnormen bespaart Boeing veel geld

In ruimtevaartprojecten zijn er geen "do overs". Zelfs kleine fouten kunnen duur of dodelijk zijn. NASA's $ 125 miljoen Mars Climate Observer verbrandde in de atmosfeer van Mars toen de fabrikant NASA Engelse metingen voor stuwkracht gaf, in plaats van de metrische eenheden waaraan NASA gewend was. Een los stuk schuim kostte zeven shuttle-astronauten het leven. Maar ook op de werkvloer vinden onzorgvuldige ongelukken plaats.

In 2003 bijvoorbeeld werd de NOAA-N Prime-weersatelliet van de Amerikaanse National Oceanographic and Atmospheric Administration met een waarde van 233 miljoen dollar zwaar beschadigd door een val van een meter of drie op een betonnen vloer in de satellietfabriek van Lockheed Martin in Sunnyvale, Californië. had twee dozijn bouten verwijderd van een kar die werd gebruikt om de satelliet om te draaien, en de andere bemanning had de procedures niet gevolgd en niet gecontroleerd of de bouten op hun plaats zaten voordat de satelliet werd verplaatst. Het eindresultaat was een reparatierekening van $ 135 miljoen.

Ontbrekende bouten kunnen dan zeker een probleem zijn. Maar dat geldt ook voor te veel of te weinig aangedraaide bouten en klinknagels.

Daarom nam Six Sigma Black Belt Vu D. Pham van Boeing de taak op zich om de nauwkeurigheid van het aandraaien in zijn fabriek te verbeteren. Onderweg verbeterde hij niet alleen de nauwkeurigheid, maar door gebruik te maken van een PDA-gebaseerd kalibratieverificatiesysteem van Mountz Inc. uit San Jose, Californië, vond hij ook een manier om het bedrijf veel geld te besparen.

"We berekenen dat de echte besparing voor het eerste jaar een paar honderdduizend dollar was", zegt Pham, leider van engineering assurance bij Boeing's Satellite Development Center (SDC) in El Segundo, Californië. "Dit is gewoon de ruwe besparing van het niet verzenden van tools uit voor kalibratie, en omvat niet onze besparingen op storingen, reparaties en personeelskosten.”

In december 2006 werd Boeing Space and Intelligence Systems (S&IS) genoemd als een van de twee Gold-level ontvangers van de California Awards for Performance Excellence (CAPE), het over de gehele staat equivalent van de Malcolm Baldrige Award (SDC is een onderdeel van S&IS) .

Kalibratieraadsel

Boeing's SDC is 's werelds grootste satellietfabrikant, met meer dan 200 lanceringen van commerciële communicatiesatellieten sinds 1963, naast militaire en weersatellieten en ruimtevaartuigen. De productiefaciliteit van een miljoen vierkante meter van de SDC heeft op elk moment meer dan een dozijn satellieten in aanbouw, voornamelijk de 601- en 702-reeksen van lichaamsgestabiliseerde communicatiemodellen, evenals twee lijnen van mobiele communicatiesatellieten. Pre-lanceringstests omvatten het onderwerpen aan spinsnelheden van 30 tot 100 RPM, evenals trillingen en geluid vergelijkbaar met wat ze zouden ervaren tijdens de lancering (tot 50.000 pond kracht en 165 decibel).

Om hun vermogen te testen om de ontberingen van de ruimte te weerstaan, worden ze in een thermische vacuümkamer geplaatst en onderworpen aan temperaturen van -320 graden tot plus-250 graden Fahrenheit terwijl ze zijn ingeschakeld en met instrumenten in werking.

De faciliteit heeft zowel de Capability Maturity Model Integration (CMMI) Level 5 (Optimizing) -certificering van het Software Engineering Institute als de Aerospace Standards (AS) 9100-certificering ontvangen. AS9100 bestaat uit de ISO 9001:2000-norm met aanvullende specifieke eisen voor de ruimtevaart. Een onderdeel van het kwaliteitscontroleprogramma van de SDC is bijvoorbeeld het voldoen aan de ANSI/NCSL Z540-1-1994 kalibratienormen.

"Om aan die vereisten te voldoen, moet een koppelverificatiesysteem de geschiedenis van elk koppel en de kalibratiegegevens bijhouden", zegt senior kalibratie-ingenieur William K. Jinbo. “Een kwaliteitscontroleur zou het hele proces van het aandraaien van de bout in de gaten houden vanaf het begin van het verkrijgen van de sleutel tot het einde nadat het aandraaien is gedaan. Dan zouden ze de gegevens en de geschiedenis van het koppel moeten bijhouden.”

Het betekende ook dat elk momentgereedschap naar buiten moest worden gestuurd voor kalibratie, een dure aangelegenheid gezien het feit dat SDC 3.500 momentgereedschappen heeft.

"Ik had de taak om de kwaliteit van de momentsleutels die het overkoppel veroorzaakten te verbeteren", zegt Pham. “Om dit te bereiken, moesten we eerst de grondoorzaken onderzoeken met behulp van de standaard Six Sigma-tools. Daarbij werd gekeken naar de mensen, systemen, processen en methoden, maar ook naar de momentsleutels zelf.”

Een ding waar Pham en zijn team naar keken, was of de meters goed waren gekalibreerd of de boosdoener waren. Ze voerden een onderzoek uit naar herhaalbaarheid en reproduceerbaarheid en ontdekten dat de tools niet gekalibreerd waren, sommige met een factor 1,5 of twee. Dit was ondanks het feit dat de tools voor kalibratie naar een derde partij werden gestuurd.

Maar hoewel ze binnen de tolerantie vielen, waren ze nog steeds onderhevig aan bedieningsfouten. De gereedschappen waren veerbelast en verschillende operators zouden er verschillende hoeveelheden aan trekken na het horen van de klik. De oplossing die voorhanden was om dit probleem op te lossen, was dat er een inspecteur stond die ook luisterde naar de klik om ervoor te zorgen dat het onderdeel niet te veel of te weinig werd aangedraaid. Maar zelfs dit was niet consistent.

Dan was er de kwestie van de bruikbaarheid van de tools.

"Met sommige van onze gereedschappen konden we de koppelwaarden niet snel genoeg veranderen, dus gebruiken we verschillende gereedschappen voor verschillende koppelwaarden", zegt Pham. “Daarom gingen we op zoek naar wat er nog meer was dat we konden gebruiken.”

Driefasenverbetering

Op basis van de eerste evaluatie van problemen met het bestaande koppelsysteem, begonnen Pham en zijn team aan een driefasenproject om de gevonden problemen aan te pakken. Fase één was om tools te vinden die nauwkeuriger en consistenter waren dan wat ze hadden gebruikt. Ze onderzochten verschillende fabrikanten. De baas van Pham, directeur van technische kwaliteit Dan Pace, had bij een eerder bedrijf met Mountz-gereedschappen gewerkt en raadde aan deze in overweging te nemen.

"We ontdekten dat de Mountz-tools herhaalbaarheid en reproduceerbaarheid konden produceren", zegt Pham. "We hebben ze geprobeerd met verschillende operators en verschillende waarden, en ze kwamen heel dicht in de buurt van Six Sigma-waarden."

Hoewel dat alleen al een aanzienlijke verbetering van de bedrijfsvoering zou hebben opgeleverd, was dat niet genoeg. Dat leidde tot fase twee:ervoor zorgen dat de tool elke keer nauwkeurig was, niet alleen na de jaarlijkse kalibraties.

"Ook al is de tool goed, welke garantie is er dat als hij valt, hij nog steeds wordt gekalibreerd?" zegt Pham. “Dus daagde ik de verkoper uit om met een draagbaar kalibratiesysteem te komen dat we naar het punt van gebruik kunnen brengen en de tool kunnen testen voordat we hem gebruiken. Zo weten we of de waarden zijn verschoven.”

De leverancier kwam terug naar Boeing met een laptop vol verificatiesoftware, maar Pham

verwierp die oplossing als te omslachtig om mee te werken in de beperkte ruimtes rond een satelliet. Op verzoek van Pham werd daarom een ​​PDA-versie ontwikkeld, gemonteerd op de gereedschapswagen. Dit voldeed aan de eisen van Boeing. Het uiteindelijke systeem bestond uit:

● 12 Mountz Wizard PLUS PDA handheld koppeldisplays/kalibratiesystemen

● 27 Mountz BMX koppelsensoren

● een groot assortiment speciale Mountz cam-over en break-over sleutels en schroevendraaiers

"We waarderen de samenwerking met Brad Mountz enorm bij de ontwikkeling van dit systeem", zegt Pham. “Hij is bereid om naar de klant te luisteren en zich in te spannen om het PDA-systeem te ontwikkelen. Het technische ondersteuningsteam was uitstekend.”

Met de juiste tools kon Pham zich nu concentreren op fase drie:de mensen en processen. Met behulp van het bovenstaande kalibratiesysteem werden de tools elke keer dat ze werden gebruikt, direct op de werkvloer geverifieerd. De software in de PDA registreerde ook de kalibratietest en de informatie over het uitgevoerde koppel, dus de gegevens waren er voor audit- en verificatiedoeleinden. Het einddoel van de derde fase was om dit proces gevalideerd te krijgen als vervanging voor het verzenden van alle gereedschappen voor kalibratie en om een ​​inspecteur bij elk koppel te laten kijken.

"We kunnen op het punt van gebruik, voordat we iets installeren, verifiëren dat we een goede prijs-kwaliteitverhouding hebben", zegt Pham. “Mijn communicatie met de kalibratieafdeling was:als we dit nu hier kunnen doen, waarom zouden we deze tools dan opsturen voor kalibratie? Het heeft geen zin.”

Na wat heen en weer geslinger werd vastgesteld dat Boeing in huis aan de NIST-kalibratie-eisen kon voldoen. In plaats van alle duizenden tools voor kalibratie te moeten sturen, hoefde alleen de Mountz-apparatuur tests door derden te ontvangen.

"Het enige dat we hoeven te sturen, is de koppelsensor en de Mountz PDA voor kalibratie - vijf stuks in plaats van duizenden", zegt hij.

Succes reproduceren

Jinbo geeft toe dat hij in het begin niet zeker was of het systeem zou werken.

"Ik was in de eerste plaats vrij sceptisch over de mogelijkheid om een ​​koppelverificatiesysteem te hebben op het moment van gebruik", zegt hij. “Verschillende factoren bepalen de nauwkeurigheid, waaronder de persoon die het koppel uitvoert en of hij of zij de juiste techniek heeft. Als ze niet over de juiste techniek beschikken, levert dat een probleem op wat betreft koppel. Maar nadat hij het in actie heeft gezien, is hij tevreden met de resultaten en zegt dat het systeem ook positieve reacties heeft gekregen van de technici die het gebruiken.

“De belangrijkste reden waarom het op de grond staat, is om vertrouwen te hebben in het koppelniveau voordat het koppel wordt uitgevoerd. Het maakt het makkelijker voor de technici en ze hoeven zich geen zorgen te maken over afgebroken bouten door te strak aandraaien of onvoldoende koppel.”

Het is nu ongeveer twee jaar geleden dat de SDC zijn kalibratie in huis heeft gehaald. Ondertussen is Pham gepromoveerd en doorgeschoven naar andere projecten. Momenteel is hij bezig met het ontwikkelen en vaststellen van een strategie om de kwaliteit van de engineeringfuncties op of voorbij die van operations te brengen.

"Je moet je concentreren op de tools van de zwarte band:herhaalbaarheid en reproduceerbaarheid en het hebben van de juiste tools", zegt Pham. “Het belangrijkste is dat je de dingen niet zomaar accepteert zoals ze zijn. Als ik een project heb, daag ik mijn ingenieurs altijd uit en daag ze uit om het beter te doen.”

Over Mountz Inc.

Het in San Jose, Californië gevestigde Mountz Inc. produceert een breed scala aan momentgereedschappen, waaronder koppelanalysatoren, koppeltesters, koppelsensoren, momentsleutels, elektrische schroevendraaiers, momentschroevendraaiers, koppelvermenigvuldigers, montagegereedschap, schroeftellers, balancers en speciale momentsleutels toepassingen. Ga voor meer informatie naar www.etorque.com.