Представьте себе картину – инженер по качеству, инженер, отвечающий за производственный участок, руководитель производственного участка (условно бригадир), менеджер производственного участка плюс группа людей, ответственных за внедрение инструментов по качеству, таких как QRQC, RCA, Диаграмма Исикавы и ещё много чего, не могут вторую неделю найти причину возникающей ошибки на сборочной линии. Всего человек пять, не считая самих рабочих, которые всё это и делают. Стоят они на сборочном участке, смотрят на выполнение этой самой сборочной операции, которая не выходит. Этакая Гэмба (подход из японской методологии Кайдзен при котором необходимо прийти непосредственно на место выполнения процесса и собрать все факты и там же принять решение). Идёт вторая неделя «принятия решения», рабочий всё также тянет всю ту же гайку в аналогичном месте, проверяют момент, а он ну никак не положенные 45 Н*м.
Для Гэмба команды это выглядит так:
— Рабочий тянет гайку динамометрическим ключом предельного типа (работает примерно так — при достижении установленного момента ключ слегка надламливается и прощёлкивает) с заданным моментом в 45 Н*м.
— ключ достигает требуемого момента и прощёлкивает
— сотрудник отдела качества с электронным индикаторным динамометрическим ключом более высокого уровня точности проверяет момент на соединении. Момент не достигнут.
— Все аплодируют никто не может понять, что не так, так как ключ отщёлкнул, а момент не тот.
Надо сказать, что оба ключа в процессе Гэмбы регулярно проверялись на динамометрическом стенде и всё время оказывались в допуске, достигали заданного момента, в общем, всё здорово. Процесс вроде как идеален, но момент не достигался.
К этому действу я подключился не сразу, так как со стороны отдела отвечал за другую часть производства. К моменту моего появления уже были составлены диаграммы Исикавы, заполнены 5W2H, 5W, что-то было написано в действиях по контролю, в общем работа кипела. Надо заметить, что для QRQC была сделана фотография того самого процесса. Вот она то всё и решила. На ней было то, чего быть было не должно просто потому что физика работает иначе, и я пошёл на этот самый производственный участок, где убедился в том, в чём был уже уверен пока шёл и что уже прикинул в голове.
Лирическое отступление – мне пришлось пересдавать экзамен по теоретической механике потому что я забыл определение момента силы. Как сказал мне лектор – это мне «пригодится в учёбе и жизни и нельзя этого не знать, иди, придёшь на пересдачу», хотя задачи были решены, и теория отвечена, кроме момента. Экзамен я пересдал и долго думал – где же, чёрт возьми, мне пригодится это определение и за что я лишился стипендии?
Момент силы — векторная физическая величина, равная векторному произведению радиус-вектора, проведённого от оси вращения к точке приложения силы, на вектор этой силы.
Если проще, то момент – это произведение силы на плечо.
Вот этот самый момент и не достигался, и оказывался упорно не 45 Н*м, а 35±5 Н*м.
Для того, чтобы закрутить гайку с моментом силы 45 Н*м необходимо приложить усилие 45 Ньютонов на плечо в 1 метр. Либо большую силу на меньшее плечо, чтобы их произведение дало 45 Н*м.
Обратите внимание, что радиус вектор (плечо – динамометрический ключ), согласно определению, проведён от оси вращения к точке приложения силы (руки оператора на другом конце ключа). Действие происходит в плоскости (Рис.1).
Рис.1
Что же делал оператор? Он приподнимал ключ из-за того, что ему было неудобно. Но ключ то предельный, т.е. он продолжал отщёлкивать, когда на головку ключа приходился нагрузка, создаваемая моментом 45 Н*м в плоскости приподнятого ключа. Т.е. ключ срабатывал правильно и вот как это выглядело (Рис.2):
Рис.2
Ключ всё тот же – длина ручки не поменялась. Значение F*r2 такое же, как на Рис.1 F*r, только момент то необходимо приложить к гайке, а она крутится по оси, которая выделена жёлтым цветом, т.е. вращается в плоскость перпендикулярной оси, а соответственно и силы на неё действуют всё в той же плоскости, а тогда плечо, то которое отмечено зелёным цветом, на самом деле теперь не равно r2 (длина ручки ключа), а равно её проекции на плоскость. Надо дополнить схему (Рис.3).
Рис.3
Получается, что чем больше угол относительно плоскости вращения гайки, тем меньше реальное плечо, которое падает по косинусу угла X, соответственно, тем меньше момент, который приложен к гайке, хотя ключ срабатывает.
Тогда, для абстрактного ключа с длиной ручки 1 м и приложенной силой в 45 Н, момент силы на гайке будет падать с возрастанием угла по следующему графику (Рис.4):
Рис.4
Соответственно, кода ключ будет поднят на 90°, т.е. перпендикулярно плоскости вращения гайки, вы сможете отщёлкнуть ключ, но гайка то не провернётся. Так что, следующий график сделан просто ради интереса, на нём вы можете увидеть, как при изменении угла меняется сила, которую оператору необходимо было бы приложить к ключу для того, чтобы гайке был передан необходимый момент силы (рис.5).
Проверяем. Когда угол будет такой (85°), что проекция плеча будет равна 0,087 (м), тогда, для достижения момента силы 45 Н*м необходимо будет приложить к ключу с длинной ручки 1 метр силу равную 45/0,087=516,317 Н – значение в верхней точке.
В итоге, обучение операторов дополнили новой информацией, объяснили как правильно и в чём была ошибка.
Рис.5
Простота обманчива. Проблема Гэмба команды в данной истории была в том, что несмотря на то, что там собрались умные люди, никто из них не разбирался достаточно в данной области, чтобы увидеть такую простую ошибку. Они были уверены в том, что если ключ срабатывает, то момент передан – гайка же закручивалась.
Вывод: работайте с профессионалами. Учитель английского не должен учить вас как работать с производственными системами.
Поделиться:
