Правильный подход к контролю качества – путь к повышению эффективности производства

В этой статье раскрывается роль измерений в повышении эффективности производства и минимизации убытков. На примере завода показано, как переход от ручного контроля к использованию координатно-измерительной машины (КИМ) и дальнейшей автоматизации позволил сократить время производства, исключить человеческий фактор и повысить качество продукции.

Введение

Измерения на производстве — это не просто формальность, а ключевой фактор, напрямую влияющий на финансовый результат предприятия. Ошибки в измерениях могут привести к серьезным убыткам: от потери материалов и времени до штрафов, компенсаций и подрыва репутации. В крайних случаях брак может стать причиной катастроф и уголовной ответственности.

В этой статье мы рассмотрим, как правильно организованные процессы контроля помогают сделать производство предсказуемым и избежать как финансовых, так и репутационных потерь.

Точная цифра — то, на чем можно зарабатывать стабильно!

В России огромное количество предприятий. От небольших энтузиастов в гаражных кооперативах до огромных титанов промышленности. Каждый завод стремится к прибыли, а чтобы ее получать, предприятие должно быть эффективным. Простыми словами эффективность можно описать как отношение прибыли к убыткам. И главная цель каждой организации — сделать знаменатель этого выражения как можно меньше.

Один из способов уменьшения убытков — это сокращение времени производства изделия. Мы тратим меньше времени, увеличиваем производительность деталей, соответственно, можем и продавать в больших объемах.

Встает вопрос: а какие операции мы можем сократить?

Под прицел попадает контроль качества. Контроль качества требует дорогостоящего оборудования (координатно-измерительные машины, формо-измерительное оборудование, твердомеры, микроскопы и т.д.), которое, по мнению многих, никогда не окупится.

Мы можем купить доступный штангенциркуль и контролировать все изделия им, не тратя огромные финансовые ресурсы, но при этом получая тот же результат.

Следующий момент: когда мы приходим в магазин бытовой техники, например за телевизором, то даже не задумываемся, проверяли ли его работоспособность до того, как его поставили на прилавок. Получается, конечный заказчик не задумывается о контроле, так зачем же терять время изза этой операции?

Отдавая детали в ОТК, мы оставляем их на долгое время без какойлибо обработки, соответственно, их ценность не увеличивается, но время, затраченное на производство, становится существенно больше.

На первый взгляд может показаться, что измерения — это сплошные убытки, которые не влияют на отношение заказчика к изделию, и, чтобы уменьшить наш знаменатель, можно сократить операции контроля.

Данная точка зрения в корне неверна!

Рассмотрим технологический процесс изготовления авиационного кронштейна [1].

Силовой кронштейн крепления узла закрылка устанавливается в каркасе крыла пассажирского самолета. Служит для передачи значительных аэродинамических нагрузок с подвижной поверхности крыла на его силовую структуру.

Изготовление данного изделия представляет собой сложный многоэтапный процесс, требующий строгого соблюдения технологических нормативов и системы контроля качества. Деталь изготавливается из титанового сплава ВТ6 и предназначена для работы в условиях высоких нагрузок. Стоимость материала приблизительно 85 000 руб./шт.

Процесс начинается с отрезки заготовки размером 150 × 100 × 50 мм от прутка диаметром 120 мм на ленточнопильном станке. Время операции — 0,4 ч на деталь. Стоимость операции составляет 2800 руб./шт.

Далее на пятиосевом станке выполняется предварительное формообразование. Снимается до 70% материала, формируются основные поверхности, и создаются технологические базы для последующих операций. Обработка ведется с использованием специальных фрез для титановых сплавов с подачей охлаждающей жидкости. Время операции на одну деталь — 3,5 ч, стоимость — 31 500 рублей.

После этого заготовки подвергаются термическому упрочнению в вакуумной печи с защитной атмосферой. Технологический цикл включает нагрев до 850 °C с выдержкой 2 ч, охлаждение в инертной среде и последующий отпуск при 550 °C в течение 4 ч. Время операции на одну деталь — 6 ч, стоимость — 45 000 рублей.

После термообработки на прецизионном пятиосевом станке выполняется окончательное формообразование. Достигаются параметры шероховатости Ra 0,8 и квалитет точности 7–8. Особое внимание уделяется обработке ответственных поверхностей и отверстий под подшипники. Время операции на одну деталь — 2,8 ч, стоимость — 33 600 рублей.

На координатно-прошивном электроэрозионном станке обрабатываются сложноконтурные пазы и отверстия, недоступные для механической обработки. Используются медные и графитовые электроды специального профиля. Операция выполняется с точностью позиционирования ±0,005 мм. Время операции на одну деталь — 6,0 ч, стоимость — 52 500 рублей.

В камере напыления наносится эпоксидное хроматсодержащее покрытие толщиной 20–25 мкм. Процесс включает подготовку поверхности фосфатированием, грунтование и сушку при контролируемой температуре. Контроль толщины покрытия осуществляется по всему контуру детали. Время операции на одну деталь — 1,2 ч, стоимость — 20 600 рублей.

Согласно статистике, при ручном контроле даже опытными сотрудниками около 5–7% деталей определяется неверно изза человеческого фактора.

Это значит, что неверную степень годности определяют для каждой двадцатой детали. К чему это приводит?

Ситуация первая: годную деталь признали бракованной.
Деталь прошла до операции 050. Сделали финальную фрезеровку, но в отделе технического контроля допустили ошибку. Забраковали годную деталь. На данный момент ее стоимость составляет 197 900 рублей. Она была отправлена в утиль. На нее зря потрачены материал, время станка, расходники, время оператора и контролера. Теперь необходимо заново запускать деталь в работу. Снова тратить эти деньги, а хуже всего — время, срывая сроки и отодвигая другие заказы.

Таблица. Стоимость операций производства авиационного кронштейна

Ситуация вторая: бракованную деталь признали годной.
На этом же этапе бракованную деталь признали годной. Деталь идет дальше по техническому процессу, и ее стоимость в конечном итоге составляет 271 000 рублей. Если брак обнаруживается на финальном контроле, то первый сценарий повторяется. Если же дефект не выявлен и деталь уходит заказчику, нас ждут штрафы, компенсации и подорванная репутация. Но это еще в лучшем случае.

Самый страшный вариант развивается, когда брак не обнаруживается ни у нас, ни на входном контроле у заказчика. Деталь попадает в готовое изделие — самолет. Несоответствие кронштейна своим характеристикам может спровоцировать образование трещины с последующим отказом узла крепления, что приведет к отрыву механизма крыла либо же к мгновенному разрушению узла крепления во время маневра с перегрузкой с последующим отказом системы управления полетом и высоким риском катастрофы.

Здесь последствия перестают быть финансовыми. Речь идет уже о человеческих жизнях. Наша ошибка измерения превращается в причину катастрофы. А для нас это заканчивается не убытками, а уголовной ответственностью.

Правильный подход к измерениям — это способ избежать обеих этих ситуаций. Это страховка от финансовых и репутационных потерь. Но страховка тоже стоит денег. Это затраты.

Любой замер — это время. Время инженера, время контролера. Чем дольше мы мерим, тем дороже нам обходится каждая деталь. И тут появляется разница между, например, штангенциркулем и координатно-измерительной машиной [2].

Штангенциркуль — это дешево, но медленно. Он требует высокой квалификации человека. И он подвержен ошибкам.

КИМ — это дорогое оборудование. Но оно работает быстро и точно. Оно снижает человеческий фактор.

Получается, мы выбираем. Мы можем долго и дешево измерять ручным инструментом, рискуя ошибкой. Или можем быстро и точно измерять на КИМ, сокращая общее время производства.

Измерения не добавляют ценности продукту. Но они защищают нас от потерь. Они делают производство наглядным и предсказуемым. Они переводят качество из разряда лотереи в разряд точной цифры. А точная цифра — это основа стабильных доходов.

Модернизация

История, которую я расскажу далее, основана на реальных событиях. Она про нашего старого заказчика, имя которого мы называть не можем, но для нас это сейчас не так важно.

В далеком 2014 г. в связи с импортозамещением наш клиент столкнулся с высоким спросом на ступицы для грузовиков. Руководством предприятия была поставлена сложная задача — организовать производственный процесс таким образом, чтобы достичь выпуска одного готового изделия каждый час.

Ступица — это дорогостоящий и крайне ответственный узел с жесткими допусками и весом 82 кг, от качества изготовления которого напрямую зависит безопасность транспортного средства. Во время эксплуатации ступица распределяет массу автомобиля и передает крутящий момент от полуоси к колесу.

Каждое изделие требовало контроля порядка 40 параметров, таких как соосности отверстий, перпендикулярности поверхностей, диаметры посадочных мест под подшипники и т.д. В существующих условиях операция занимала от 4 до 6 ч. Каждый параметр напрямую влияет на ресурс ступицы, который должен составлять не менее 500 000 км пробега в тяжелых дорожных условиях.

Встал вопрос: а как реализовать данную задачу?

В ОТК работали 17 замечательных бабушек, ветераны завода. Работали тщательно и скрупулезно. У каждой свой личный штангенциркуль, микрометр, нутромер и любимая кружка.

В ходе анализа производства были выдвинуты главные тезисы, которые мешали выполнению нового плана:

• физическая сложность работы с габаритными деталями для сотрудников ОТК;
• непредсказуемость времени контроля, что делало практически невозможным точное планирование производства;
• общий уровень брака достигал 8%, включая как реальный брак, так и ложный, который выявлялся только на более поздних этапах.

Требовался принципиально новый подход к организации процесса контроля, который позволил бы сохранить высокие стандарты качества, но при этом соответствовал новым требованиям к темпам производства. Необходимо было найти решение, которое исключало бы человеческий фактор и при этом обеспечивало необходимую производительность.

Руководство завода увидело необходимость модернизации. Обратились к нам за помощью. Вместе мы пришли к выводу, что необходима КИМ. Были определены габариты, точностные характеристики и комплектация машины. В короткие сроки машина была установлена и откалибрована в измерительной лаборатории. Программы для измерений написаны, а операторы обучены. В результате время чистого контроля сократилось до 30 мин, а с учетом подготовительных этапов — до 1 ч.

Появление ложного брака было исключено, т.к. точность КИМ с запасом перекрывала требования допусков, а самое главное — был исключен человеческий фактор. Общее количество брака составило 3%, часть из которого появлялась не в процессе механобработки, а в процессе перемещения по цеху.

Поставленная задача была успешно выполнена.

В 2022 г. потребности выросли еще больше. Новая цель — достигнуть 35 мин, включая время на перемещение!

Столкнувшись с новым вызовом, мы провели детальный анализ производственного цикла и обнаружили, что хоть время непосредственного контроля одной ступицы удалось сократить до 30 мин, все подготовительные и вспомогательные процессы продолжали занимать много времени.

Основной проблемой оказалось ТПЗ — время подготовительно-заключительных операций, которое включало установку тяжелой детали на КИМ, запись и обработку полученных данных, перемещение детали между контрольными точками.

Мы столкнулись с тем, что формально быстрый контроль на практике оказывался длительным процессом и в норму штучного времени мы не укладывались.

Программа было отредактирована, и время контроля стало занимать 15 мин, но все подготовительные процессы сократить не удалось.

А что если внедрить конвейерную линию и исключить людей вообще? И мы это сделали!

К уже установленной КИМ были закуплены новые станки, роботы-манипуляторы, термобокс, оснастка. Получилась полноценная конвейерная линия.

На конвейере детали подъезжают к КИМ, установленной в термобоксе. Рядом установлен робот-манипулятор. Робот берет деталь и кладет ее в специализированную оснастку. В помещении ступица выдерживается до нужной температуры для стабильных замеров. КИМ самостоятельно проводит замеры и определяет степень годности, после чего робот сортирует детали по конвейеру дальше: либо годная, либо в брак, либо в исправимый брак.

Теперь оператор линии только наблюдает.

Количество брака было уменьшено до 1% — ушел брак, который возникал при перемещении, по причине выхода за допуск (за счет того, что КИМ передавала корректировки на станок), осталась только поломка инструмента.

Все операции выполняются автоматически за 35 мин, как и было необходимо!

Поставленные задачи были выполнены!

Сокращение времени производства и контроля. Изначально контроль одной ступицы занимал около 4–6 ч, после внедрения координатно-измерительной машины время контроля сократилось до 60 мин. Дальнейшая оптимизация с внедрением конвейерной линии сократила время производства и контроля одной детали до 35 мин.

Исключение человеческого фактора. Полностью автоматизированная линия с КИМ и роботами-манипуляторами исключила ошибки, связанные с человеческим фактором.

Ликвидация системных убытков. Устранены убытки, связанные с излишним временем производства, сокращены потери, связанные с гарантийными случаями и браком.

В ходе модернизации ни одна бабушка не пострадала, и все были переведены с повышением заработной платы.

Современные измерительные системы — это не затратный центр, а инструмент управления производством и минимизации убытков. Мало просто купить дорогое оборудование, необходим полный анализ всего технического процесса.

Все инвестиции окупаются не за счет факта измерения, а за счет предотвращения финансовых потерь, которое это измерение позволяет идентифицировать и устранить.

Измерения — это страховой полис для прибыли предприятия!

Заключение

Модернизация системы контроля с использованием координатно-измерительной машины и автоматизации производственного процесса позволила заводу кардинально повысить эффективность производства.

Пример завода наглядно демонстрирует, что современные измерительные системы — это мощный инструмент управления производством и минимизации убытков. Правильно организованные измерения защищают предприятие от финансовых потерь и делают производство предсказуемым и стабильным.

Компания «Измерительные Решения», как и весь мир, не стоит на месте¹. В наше время важно не бояться технологий, а тянуться к ним!

То, что недавно казалось далеким будущим, становится настоящим.

Сейчас мы активно внедряем нейросети в наше сложное метрологическое оборудование. Наша цель — сделать контроль простым и доступным для всех! Совсем скоро нейросеть будет встроена в координатно-измерительную машину.

Мы не только повышаем эффективность предприятий, мы повышаем эффективность нашей страны.

Список использованных источников

1. Матвеенко А.М. (ред.) Машиностроение: энциклопедия: в 40 т. Т. IV-21. Самолеты и вертолеты: в 2 кн. Кн. 2. Проектирование, конструкции и системы самолетов и вертолетов. — М.: Машиностроение, 2004. — 752 с.
2. Михайлов Д. Погрешности измерения и рекомендации по их устранению. Координатно-измерительная машина (КИМ). М.: Издательские решения, 2020. — 80 с.

¹ m.era. Координатно-измерительные машины. M.solution, каталог 2025.

01.12.2025

---

448

Поделиться: