El endurecimiento de los estándares de torque le ahorra mucho dinero a Boeing

En los proyectos aeroespaciales, no hay "cambios". Incluso los errores menores pueden resultar costosos o mortales. El Mars Climate Observer de la NASA, de 125 millones de dólares, se quemó en la atmósfera marciana cuando el fabricante le dio a la NASA medidas en inglés para el empuje, en lugar de las unidades métricas a las que la NASA estaba acostumbrada. Un trozo de espuma suelta costó la vida a siete astronautas del transbordador. Pero también se producen percances por descuido en la planta de fabricación.

En 2003, por ejemplo, el satélite meteorológico NOAA-N Prime de 233 millones de dólares de la Administración Nacional Oceanográfica y Atmosférica de EE. UU. Resultó gravemente dañado al caer un metro sobre un piso de concreto en la fábrica de satélites de Lockheed Martin en Sunnyvale, California. había quitado dos docenas de pernos de un carro usado para voltear el satélite, y la otra tripulación no siguió los procedimientos y no verificó si los pernos estaban en su lugar antes de mover el satélite. El resultado final fue una factura de reparación de $ 135 millones.

Entonces, sin duda, la falta de tornillos puede ser un problema. Pero también lo son los pernos y remaches apretados demasiado o poco.

Es por eso que el cinturón negro Six Sigma Vu D. Pham de Boeing asumió la tarea de mejorar la precisión del torque en su planta. En el camino, no solo mejoró la precisión, sino que al utilizar un sistema de verificación de calibración basado en PDA de Mountz Inc. de San José, California, también encontró una manera de ahorrarle mucho dinero a la empresa.

“Calculamos que el ahorro real durante el primer año fue de un par de cientos de miles de dólares”, dice Pham, líder de aseguramiento de ingeniería en el Centro de Desarrollo de Satélites (SDC) de Boeing en El Segundo, California. “Esto es solo el ahorro bruto de no enviar herramientas fuera para la calibración, y no incluye nuestros ahorros en fallas, reparaciones y costos de personal ".

En diciembre de 2006, Boeing Space and Intelligence Systems (S&IS) fue nombrado como uno de los dos ganadores del nivel Oro de los Premios de California a la Excelencia en el Desempeño (CAPE), el equivalente estatal del Premio Malcolm Baldrige (SDC es parte de S&IS). .

Enigma de calibración

El SDC de Boeing es el mayor fabricante de satélites del mundo, con más de 200 lanzamientos de satélites de comunicaciones comerciales desde 1963, además de satélites militares y meteorológicos y naves espaciales. La planta de fabricación de un millón de pies cuadrados de la SDC tiene más de una docena de satélites en construcción en un momento dado, principalmente sus series 601 y 702 de modelos de comunicaciones estabilizadas por el cuerpo, así como dos líneas de satélites de comunicaciones móviles. Las pruebas previas al lanzamiento incluyen someterlos a velocidades de giro de 30 a 100 RPM, así como vibraciones y sonidos similares a los que experimentarían durante el lanzamiento (hasta 50,000 libras de fuerza y ​​165 decibeles).

Para probar su capacidad para soportar los rigores del espacio, se colocan en una cámara de vacío térmico y se someten a temperaturas de menos-320 grados a más-250 grados Fahrenheit mientras están encendidos y con los instrumentos en funcionamiento.

La instalación ha recibido la certificación de Nivel 5 (Optimización) de Integración de modelo de madurez de capacidad (CMMI) del Instituto de Ingeniería de Software y la Certificación de Estándares Aeroespaciales (AS) 9100. AS9100 consta de la norma ISO 9001:2000 con requisitos específicos aeroespaciales adicionales. Parte del programa de control de calidad de SDC, por ejemplo, cumple con los estándares de calibración ANSI / NCSL Z540-1-1994.

“Para cumplir con esos requisitos, un sistema de verificación de par debe incluir el mantenimiento del historial de cada par y los datos de calibración”, dice el ingeniero senior de calibración William K. Jinbo. “Una persona de control de calidad supervisaría todo el proceso de apriete de los pernos desde el comienzo de la obtención de la llave hasta el final después de que se realiza el apriete. Entonces tendrían que mantener los datos y el historial del par ".

También significó que cada herramienta de torque debía enviarse al exterior para su calibración, una propuesta costosa considerando que SDC tiene 3,500 herramientas de torque.

“Tenía la tarea de mejorar la calidad de las herramientas de torque que estaban causando el exceso de torque”, dice Pham. “Para lograr esto, primero tuvimos que realizar un estudio de las causas raíz utilizando las herramientas estándar de Six Sigma. Esto implicó observar a las personas, los sistemas, los procesos y los métodos, así como las propias herramientas de torsión ".

Una cosa que Pham y su equipo observaron fue si los medidores estaban calibrados correctamente o si eran los culpables. Llevaron a cabo un estudio de repetibilidad y reproducibilidad y encontraron que las herramientas estaban fuera de calibración, algunas hasta en un factor de 1,5 o dos. Esto fue a pesar de que las herramientas se enviaron a un tercero para su calibración.

Pero a pesar de que estaban dentro de la tolerancia, aún estaban sujetos a errores del operador. Las herramientas estaban cargadas por resorte y diferentes operadores tiraban de ellas diferentes cantidades después de escuchar el clic. La solución que se implementó para rectificar este problema fue tener un inspector de pie allí que también escuchara el clic para asegurarse de que el componente no tuviera un torque excesivo o insuficiente. Pero incluso esto no fue consistente.

Luego estaba el tema de la usabilidad de las herramientas.

“Con algunas de nuestras herramientas, no pudimos cambiar los valores de torque con la suficiente rapidez, por lo que utilizamos diferentes herramientas para diferentes valores de torque”, dice Pham. "Es por eso que buscamos qué más había ahí fuera que pudiéramos usar".

Mejora trifásica

Sobre la base de la evaluación inicial de los problemas con el sistema de torsión existente, Pham y su equipo comenzaron un proyecto de tres fases para abordar los problemas encontrados. La primera fase consistió en localizar herramientas que fueran más precisas y consistentes que las que habían estado usando. Investigaron a varios fabricantes. El jefe de Pham, director de calidad de ingeniería Dan Pace, había trabajado con herramientas Mountz en una empresa anterior y recomendó que se tuvieran en cuenta.

“Descubrimos que las herramientas Mountz podían producir repetibilidad y reproducibilidad”, dice Pham. "Los probamos con diferentes operadores y diferentes valores, y se acercaron mucho a los valores de Six Sigma".

Si bien eso por sí solo habría logrado una mejora significativa en las operaciones, eso no fue suficiente. Eso llevó a la fase dos:garantizar que la herramienta fuera precisa en todo momento, no solo después de las calibraciones anuales.

"A pesar de que la herramienta es buena, ¿qué garantía hay de que, si se cae, seguirá calibrada?" dice Pham. “Entonces, desafié al proveedor a que creara un sistema de calibración portátil que pudiéramos llevar al punto de uso y probar la herramienta antes de usarla. De esa forma sabremos si los valores han cambiado ".

El proveedor regresó a Boeing con una computadora portátil cargada con el software de verificación, pero Pham

rechazó esa solución por ser demasiado engorrosa para trabajar en los espacios reducidos alrededor de un satélite. Entonces, a pedido de Pham, se desarrolló una versión basada en PDA, montada en el carro de herramientas. Esto cumplió con los requisitos de Boeing. El sistema final consistió en:

● 12 sistemas de calibración / pantallas de torsión portátiles Mountz Wizard PLUS PDA

● 27 sensores de torque Mountz BMX

● una gran variedad de llaves y destornilladores de ruptura y de leva especiales de Mountz

“Apreciamos enormemente la asociación que tuvimos con Brad Mountz en el desarrollo de este sistema”, dice Pham. “Está dispuesto a escuchar al cliente y esforzarse por desarrollar el sistema PDA. El equipo de soporte técnico fue excelente ".

Con las herramientas adecuadas, Pham ahora podría concentrarse en la fase tres:las personas y los procesos. Utilizando el sistema de calibración anterior, las herramientas se verificaron directamente en el taller cada vez que se usaron. El software en la PDA también registró la prueba de calibración y la información sobre el par que se estaba realizando, por lo que los datos estaban allí para fines de auditoría y verificación. El objetivo final de la tercera fase fue validar este proceso como un reemplazo para enviar todas las herramientas para la calibración y tener un inspector que sea testigo de cada par de torsión.

“Podemos verificar en el punto de uso, antes de instalar algo, que tenemos un buen valor”, dice Pham. “Mi comunicación con el departamento de calibración fue, si podemos hacer esto aquí ahora, ¿por qué deberíamos enviar estas herramientas para calibración? No tiene sentido ".

Después de algunas idas y venidas, se determinó que Boeing podía cumplir con los requisitos de calibración de NIST internamente. En lugar de tener que enviar todas las miles de herramientas para la calibración, solo el equipo Mountz necesitaba recibir pruebas de terceros.

“Lo único que tenemos que enviar es el sensor de par y el PDA Mountz para la calibración:cinco piezas en lugar de miles”, dice.

Reproducción correcta

Jinbo admite que al principio no estaba seguro de si el sistema funcionaría.

“En primer lugar, era bastante escéptico acerca de poder tener un sistema de verificación de par en el punto de uso”, dice. “Varios factores determinan la precisión, incluida la persona real que aplica el torque y si tiene la técnica correcta. Si no tienen la técnica correcta, eso creará un problema en lo que respecta al torque. Pero, después de verlo en acción, está satisfecho con los resultados y dice que el sistema también ha recibido una respuesta positiva de los técnicos que lo utilizan.

“La principal razón por la que está en el piso es tener confianza en el nivel de torque antes de que se realice el torque. Se lo hace más fácil a los técnicos y no tienen que preocuparse por los pernos rotos por un exceso de torque o por no aplicar suficiente torque ".

Han pasado aproximadamente dos años desde que el SDC trasladó su calibración internamente. Mientras tanto, Pham ha sido promovido y trasladado a otros proyectos. Actualmente está desarrollando y estableciendo una estrategia para llevar la calidad de las funciones de ingeniería hasta o más allá de las operaciones.

“Debe concentrarse en las herramientas de cinturón negro:repetibilidad y reproducibilidad y tener las herramientas adecuadas”, dice Pham. “El punto clave es no aceptar las cosas como son. Cuando tengo un proyecto, siempre presiono a mis ingenieros y los desafío a que lo hagan mejor ".

Acerca de Mountz Inc.

Mountz Inc., con sede en San José, California, produce una amplia variedad de herramientas de torsión, que incluyen analizadores de torsión, probadores de torsión, sensores de torsión, llaves dinamométricas, destornilladores eléctricos, destornilladores dinamométricos, multiplicadores de torsión, herramientas de ensamblaje, contadores de tornillos, equilibradores y torsión especial. aplicaciones. Para obtener más información, visite www.etorque.com.