Apertar os padrões de torque economiza muito dinheiro para a Boeing

Em projetos aeroespaciais, não há "alterações". Mesmo pequenos erros podem ser caros ou fatais. O Mars Climate Observer, de US $ 125 milhões da NASA, queimou na atmosfera marciana quando o fabricante deu à NASA medições em inglês para o empuxo, em vez das unidades métricas com as quais a NASA estava acostumada. Um pedaço de espuma solto custou a vida de sete astronautas do ônibus espacial. Mas contratempos descuidados também acontecem no chão de fábrica.

Em 2003, por exemplo, o satélite meteorológico NOAA-N Prime de US $ 233 milhões da Administração Nacional Oceanográfica e Atmosférica dos EUA foi seriamente danificado ao cair de um metro no chão de concreto na fábrica de satélites da Lockheed Martin em Sunnyvale, Califórnia. Quando uma equipe não conseguiu documentar isso havia removido duas dúzias de parafusos de um carrinho usado para virar o satélite, e a outra equipe não seguiu os procedimentos e verificou se os parafusos estavam no lugar antes de mover o satélite. O resultado final foi uma conta de conserto de US $ 135 milhões.

Portanto, a falta de parafusos pode certamente ser um problema. Mas também o são os parafusos e rebites com torque excessivo ou insuficiente.

É por isso que o faixa-preta do Six Sigma Vu D. Pham, da Boeing, assumiu a tarefa de melhorar a precisão do torque em sua fábrica. Ao longo do caminho, ele não apenas melhorou a precisão, mas usando um sistema de verificação de calibração baseado em PDA da Mountz Inc. de San Jose, Califórnia, ele também encontrou uma maneira de economizar muito dinheiro para a empresa.

“Calculamos que a economia real no primeiro ano foi de algumas centenas de milhares de dólares”, diz Pham, líder de garantia de engenharia do Centro de Desenvolvimento de Satélites da Boeing (SDC) em El Segundo, Califórnia. “Esta é apenas a economia bruta de não enviar ferramentas para calibração e não inclui nossa economia em falhas, reparos e custos de pessoal. ”

Em dezembro de 2006, a Boeing Space and Intelligence Systems (S&IS) foi indicada como uma das duas ganhadoras do nível Gold do California Awards for Performance Excellence (CAPE), o equivalente estadual do Malcolm Baldrige Award (SDC faz parte do S&IS) .

Enigma da calibração

O SDC da Boeing é o maior fabricante de satélites do mundo, com mais de 200 lançamentos de satélites comerciais de comunicação desde 1963, além de satélites militares e meteorológicos e naves espaciais. A fábrica de um milhão de pés quadrados da SDC tem mais de uma dúzia de satélites em construção a qualquer momento, principalmente suas séries 601 e 702 de modelos de comunicação estabilizados, bem como duas linhas de satélites de comunicações móveis. Os testes de pré-lançamento incluem sujeitá-los a taxas de rotação de 30 a 100 RPM, bem como vibrações e sons semelhantes aos que experimentariam durante o lançamento (até 50.000 libras de força e 165 decibéis).

Para testar sua capacidade de resistir aos rigores do espaço, eles são colocados em uma câmara térmica de vácuo e submetidos a temperaturas de -320 graus a mais 250 graus centígrados enquanto ligados e com instrumentos operando.

A instalação recebeu a certificação Capability Maturity Model Integration (CMMI) Nível 5 (Otimização) do Software Engineering Institute e a certificação Aerospace Standards (AS) 9100. AS9100 consiste na norma ISO 9001:2000 com requisitos específicos aeroespaciais adicionais. Parte do programa de controle de qualidade do SDC, por exemplo, está em conformidade com os padrões de calibração ANSI / NCSL Z540-1-1994.

“Para atender a esses requisitos, um sistema de verificação de torque deve incluir a manutenção do histórico de cada torque e os dados de calibração”, diz o engenheiro de calibração sênior William K. Jinbo. “Uma pessoa de controle de qualidade monitoraria todo o processo de torque do parafuso, desde o início da obtenção da chave até o final após o torque ser feito. Então, eles teriam que manter os dados e o histórico do torque. ”

Também significava que cada ferramenta de torque precisava ser enviada para fora para calibração, uma proposta cara, considerando que o SDC tem 3.500 ferramentas de torque.

“Eu tinha a tarefa de melhorar a qualidade das ferramentas de torque que estavam causando o torque excessivo”, disse Pham. “Para conseguir isso, primeiro tivemos que conduzir um estudo das causas raízes usando as ferramentas Seis Sigma padrão. Isso envolveu olhar para as pessoas, sistemas, processos e métodos, bem como as próprias ferramentas de torque. ”

Uma coisa que Pham e sua equipe analisaram foi se os medidores foram devidamente calibrados ou se eram os culpados. Eles conduziram um estudo de repetibilidade e reprodutibilidade e descobriram que as ferramentas estavam fora de calibração, algumas por até um fator de 1,5 ou dois. Isso apesar das ferramentas serem enviadas a terceiros para calibração.

Mas, embora estivessem dentro da tolerância, ainda estavam sujeitos a erros do operador. As ferramentas eram acionadas por mola e diferentes operadores puxavam por quantidades diferentes depois de ouvir o clique. A solução que estava disponível para corrigir esse problema era ter um inspetor parado lá também ouvindo o clique para garantir que o componente não estava com torque insuficiente ou excessivo. Mas mesmo isso não era consistente.

Depois, havia a questão da usabilidade das ferramentas.

“Com algumas de nossas ferramentas, não podíamos alterar os valores de torque com rapidez suficiente, então usamos ferramentas diferentes para diferentes valores de torque”, diz Pham. “É por isso que procuramos o que mais poderíamos usar”.

Melhoria Trifásica

Com base na avaliação inicial de problemas com o sistema de torque existente, Pham e sua equipe começaram um projeto de três fases para resolver os problemas encontrados. A primeira fase era localizar ferramentas que fossem mais precisas e consistentes do que as que estavam usando. Eles investigaram vários fabricantes. O chefe de Pham, diretor de qualidade de engenharia Dan Pace, havia trabalhado com ferramentas Mountz em uma empresa anterior e recomendou que fossem consideradas.

“Descobrimos que as ferramentas Mountz podem produzir repetibilidade e reprodutibilidade”, diz Pham. “Nós os testamos com diferentes operadores e diferentes valores, e eles chegaram muito perto dos valores Seis Sigma.”

Embora isso por si só tivesse feito uma melhoria significativa nas operações, não era o suficiente. Isso levou à fase dois:garantir que a ferramenta fosse precisa todas as vezes, não apenas após as calibrações anuais.

“Mesmo que a ferramenta seja boa, que garantia há de que, se cair, ainda será calibrada?” diz Pham. “Então, eu desafiei o fornecedor a criar um sistema de calibração portátil que pudéssemos levar ao ponto de uso e testar a ferramenta antes de usá-la. Assim saberemos se os valores mudaram. ”

O fornecedor voltou para a Boeing com um laptop carregado com o software de verificação, mas Pham

rejeitou essa solução por ser muito complicada para trabalhar em espaços confinados em torno de um satélite. Assim, a pedido de Pham, uma versão baseada em PDA foi desenvolvida, montada no carrinho de ferramentas. Isso atendeu aos requisitos da Boeing. O sistema final consistia em:

● 12 monitores de torque portáteis Mountz Wizard PLUS PDA / sistemas de calibração

● 27 sensores de torque Mountz BMX

● uma grande variedade de chaves de fenda e chaves de fenda especiais Mountz



“Agradecemos muito a parceria que tivemos com Brad Mountz no desenvolvimento deste sistema”, disse Pham. “Ele está disposto a ouvir o cliente e se esforçar para desenvolver o sistema de PDA. A equipe de suporte técnico foi excelente. ”

Com as ferramentas adequadas, Pham agora podia se concentrar na fase três - as pessoas e os processos. Utilizando o sistema de calibração acima, as ferramentas eram verificadas no chão de fábrica sempre que eram usadas. O software do PDA também registrava o teste de calibração e as informações do torque que estava sendo executado, para que os dados estivessem ali para fins de auditoria e verificação. O objetivo final da terceira fase era validar esse processo como uma substituição para enviar todas as ferramentas de calibração e ter um inspetor testemunhando cada torque.

“Podemos verificar no ponto de uso, antes de instalar algo, se temos um bom valor”, diz Pham. “Minha comunicação com o departamento de calibração foi, se podemos fazer isso aqui agora, por que devemos enviar essas ferramentas para calibração? Não faz sentido. ”

Depois de algumas idas e vindas, foi determinado que a Boeing poderia atender aos requisitos de calibração do NIST internamente. Em vez de enviar todas as milhares de ferramentas para calibração, apenas o equipamento Mountz precisava receber testes de terceiros.

“A única coisa que temos que enviar é o sensor de torque e o Mountz PDA para calibração - cinco peças em vez de milhares”, diz ele.

Reproduzindo o sucesso

Jinbo admite que não tinha certeza no início se o sistema funcionaria.

“Antes de mais nada, eu estava bastante cético sobre a possibilidade de ter um sistema de verificação de torque no ponto de uso”, diz ele. “Vários fatores determinam a precisão, incluindo a pessoa real que está aplicando o torque e se ela tem a técnica certa. Se eles não tiverem a técnica certa, isso criará um problema no que diz respeito ao torque. Mas, depois de vê-lo em ação, ele fica satisfeito com os resultados e afirma que o sistema também obteve uma resposta positiva dos técnicos que o utilizam.

“O principal motivo de ele estar no chão é ter confiança no nível de torque antes de aplicá-lo. Isso torna mais fácil para os técnicos e eles não precisam se preocupar com parafusos quebrados por excesso de torque ou por não aplicar torque suficiente. ”

Já se passaram cerca de dois anos desde que o SDC mudou sua calibração internamente. Nesse ínterim, Pham foi promovido e movido para outros projetos. Atualmente, ele está desenvolvendo e estabelecendo uma estratégia para elevar a qualidade das funções de engenharia até ou além daquelas de operações.

“Você precisa se concentrar nas ferramentas da faixa preta - repetibilidade e reprodutibilidade e ter as ferramentas certas”, diz Pham. “O ponto principal é não aceitar as coisas como elas são. Quando tenho um projeto, sempre empurro meus engenheiros e os desafio a fazer melhor. ”

Sobre Mountz Inc.
A Mountz Inc., sediada em San Jose, Califórnia, produz uma ampla variedade de ferramentas de torque, incluindo analisadores de torque, testadores de torque, sensores de torque, chaves de torque, chaves de fenda elétricas, chaves de fenda de torque, multiplicadores de torque, ferramentas de montagem, contadores de parafusos, balanceadores e torque especial formulários. Para obter mais informações, visite www.etorque.com.