Le resserrement des normes de couple permet à Boeing d'économiser beaucoup d'argent

Dans les projets aérospatiaux, il n'y a pas de « reprises ». Même des erreurs mineures peuvent s'avérer coûteuses ou mortelles. Le Mars Climate Observer de la NASA, d'une valeur de 125 millions de dollars, a brûlé dans l'atmosphère martienne lorsque le fabricant a donné à la NASA des mesures en anglais pour la poussée, plutôt que les unités métriques auxquelles la NASA était habituée. Un morceau de mousse lâche a coûté la vie à sept astronautes de la navette. Mais des mésaventures imprudentes se produisent également dans l'atelier de fabrication.

En 2003, par exemple, le satellite météorologique NOAA-N Prime de 233 millions de dollars de la National Oceanographic and Atmospheric Administration des États-Unis a été gravement endommagé en tombant d'un mètre sur un sol en béton à l'usine de satellites de Lockheed Martin à Sunnyvale, en Californie. Lorsqu'un équipage n'a pas réussi à prouver qu'il avait retiré deux douzaines de boulons d'un chariot utilisé pour retourner le satellite, et l'autre équipage a omis de suivre les procédures et de vérifier si les boulons étaient en place avant de déplacer le satellite. Le résultat final a été une facture de réparation de 135 millions de dollars.

Les boulons manquants peuvent donc certainement être un problème. Mais il en va de même pour les boulons et les rivets trop ou moins serrés.

C'est pourquoi la ceinture noire Six Sigma Vu D. Pham de Boeing a entrepris d'améliorer la précision du serrage dans son usine. En cours de route, il a non seulement amélioré la précision, mais en utilisant un système de vérification d'étalonnage basé sur PDA de Mountz Inc. de San Jose, en Californie, il a également trouvé un moyen d'économiser beaucoup d'argent à l'entreprise.

"Nous calculons que les économies réelles pour la première année étaient de quelques centaines de milliers de dollars", explique Pham, responsable de l'assurance technique au centre de développement de satellites (SDC) de Boeing à El Segundo, en Californie. "Ce ne sont que les économies brutes de ne pas envoyer d'outils pour l'étalonnage, et n'inclut pas nos économies sur les pannes, les réparations et les frais de personnel.

En décembre 2006, Boeing Space and Intelligence Systems (S&IS) a été nommé l'un des deux récipiendaires de niveau Or des California Awards for Performance Excellence (CAPE), l'équivalent à l'échelle de l'État du Malcolm Baldrige Award (SDC fait partie de S&IS) .

Énigme de l'étalonnage

Le SDC de Boeing est le plus grand fabricant de satellites au monde, avec plus de 200 lancements de satellites de communication commerciaux depuis 1963, en plus des satellites et engins spatiaux militaires et météorologiques. L'usine de fabrication d'un million de pieds carrés du SDC compte plus d'une douzaine de satellites en construction à un moment donné, principalement ses séries 601 et 702 de modèles de communication à stabilisation corporelle, ainsi que deux lignes de satellites de communication mobile. Les tests de pré-lancement consistent à les soumettre à des vitesses de rotation de 30 à 100 tr/min, ainsi qu'à des vibrations et un son similaires à ceux qu'ils ressentiraient lors du lancement (jusqu'à 50 000 livres de force et 165 décibels).

Pour tester leur capacité à résister aux rigueurs de l'espace, ils sont placés dans une chambre à vide thermique et soumis à des températures de moins-320 degrés à plus-250 degrés Fahrenheit lorsqu'ils sont sous tension et avec des instruments en fonctionnement.

L'installation a reçu à la fois la certification CMMI (Capability Maturity Model Integration) de niveau 5 (optimisation) du Software Engineering Institute et la certification Aerospace Standards (AS) 9100. AS9100 se compose de la norme ISO 9001:2000 avec des exigences supplémentaires spécifiques à l'aérospatiale. Une partie du programme de contrôle qualité du SDC, par exemple, est de se conformer aux normes d'étalonnage ANSI/NCSL Z540-1-1994.

« Pour répondre à ces exigences, un système de vérification du couple doit inclure la conservation de l'historique de chaque couple et des données d'étalonnage », explique l'ingénieur d'étalonnage senior William K. Jinbo. « Une personne chargée du contrôle de la qualité surveillerait en fait l'ensemble du processus de serrage du boulon depuis le début de l'obtention de la clé jusqu'à la fin une fois le serrage terminé. Ensuite, ils devraient conserver les données et l'historique du couple.

Cela signifiait également que chaque outil dynamométrique devait être envoyé à l'extérieur pour étalonnage, une proposition coûteuse étant donné que SDC dispose de 3 500 outils dynamométriques.

« J'avais pour tâche d'améliorer la qualité des outils dynamométriques qui provoquaient le surcouple », explique Pham. « Pour y parvenir, nous avons d'abord dû mener une étude des causes profondes à l'aide des outils standard Six Sigma. Cela impliquait d'examiner les personnes, les systèmes, les processus et les méthodes ainsi que les outils dynamométriques eux-mêmes.

Une chose que Pham et son équipe ont examinée était de savoir si les jauges étaient correctement calibrées ou si elles étaient en cause. Ils ont mené une étude de répétabilité et de reproductibilité et ont constaté que les outils étaient mal étalonnés, certains d'un facteur 1,5 ou deux. Ceci malgré l'envoi des outils à un tiers pour étalonnage.

Mais même s'ils étaient dans les tolérances, ils étaient toujours sujets à une erreur de l'opérateur. Les outils étaient à ressort et différents opérateurs tiraient des quantités différentes après avoir entendu le clic. La solution qui était en place pour rectifier ce problème était d'avoir un inspecteur qui se tenait là également à l'écoute du clic pour s'assurer que le composant n'était pas sous ou sur-serré. Mais même cela n'était pas cohérent.

Ensuite, il y avait la question de la convivialité des outils.

« Avec certains de nos outils, nous ne pouvions pas modifier les valeurs de couple assez rapidement, nous utilisons donc différents outils pour différentes valeurs de couple », explique Pham. "C'est pourquoi nous sommes allés chercher ce qu'il y avait d'autre que nous pourrions utiliser."

Amélioration en trois phases

Sur la base de l'évaluation initiale des problèmes avec le système de couple existant, Pham et son équipe ont commencé un projet en trois phases pour résoudre les problèmes détectés. La première phase consistait à localiser des outils plus précis et cohérents que ceux qu'ils utilisaient. Ils ont enquêté sur plusieurs fabricants. Le patron de Pham, le directeur de la qualité de l'ingénierie Dan Pace, avait travaillé avec des outils Mountz dans une entreprise précédente et a recommandé qu'ils soient pris en considération.

« Nous avons découvert que les outils Mountz pouvaient produire une répétabilité et une reproductibilité », explique Pham. "Nous les avons essayés avec différents opérateurs et différentes valeurs, et ils se sont approchés très près des valeurs Six Sigma."

Bien que cela à lui seul aurait permis d'améliorer considérablement les opérations, cela n'a pas suffi. Cela a conduit à la phase deux :s'assurer que l'outil était précis à chaque fois, et pas seulement après les étalonnages annuels.

« Même si l'outil est bon, quelle garantie y a-t-il que s'il tombe, il sera toujours calibré ? » dit Pham. « J'ai donc mis le fournisseur au défi de proposer un système d'étalonnage portable que nous pouvons apporter au point d'utilisation et tester l'outil avant de l'utiliser. De cette façon, nous saurons si les valeurs ont changé.

Le fournisseur est revenu à Boeing avec un ordinateur portable chargé du logiciel de vérification, mais Pham

rejeté cette solution comme étant trop lourde à utiliser dans les espaces confinés autour d'un satellite. Ainsi, à la demande de Pham, une version basée sur PDA a été développée, montée sur le chariot à outils. Cela répondait aux exigences de Boeing. Le système final se composait de :

● 12 affichages de couple/systèmes d'étalonnage portables Mountz Wizard PLUS PDA

● 27 capteurs de couple Mountz BMX

● un large assortiment de clés et de tournevis spéciaux à came et à bascule Mountz

« Nous apprécions grandement le partenariat que nous avons eu avec Brad Mountz pour développer ce système », déclare Pham. « Il est prêt à écouter le client et à déployer des efforts pour développer le système PDA. L'équipe de support technique était excellente.

Avec les outils appropriés, Pham pouvait désormais se concentrer sur la phase trois – les personnes et les processus. En utilisant le système d'étalonnage ci-dessus, les outils ont été vérifiés directement dans l'atelier à chaque fois qu'ils ont été utilisés. Le logiciel du PDA enregistrait également le test d'étalonnage et les informations sur le couple en cours d'exécution, de sorte que les données étaient là à des fins d'audit et de vérification. L'objectif final de la troisième phase était de faire valider ce processus en remplacement de l'envoi de tous les outils d'étalonnage et de la présence d'un inspecteur témoin de chaque couple.

« Nous pouvons vérifier au point d'utilisation, avant d'installer quelque chose, que nous avons un bon rapport qualité-prix », explique Pham. « Ma communication avec le service d'étalonnage était la suivante :si nous pouvons le faire ici maintenant, pourquoi devrions-nous envoyer ces outils pour l'étalonnage ? Cela n'a pas de sens.

Après quelques allers-retours, il a été déterminé que Boeing pouvait répondre aux exigences d'étalonnage du NIST en interne. Au lieu d'avoir à envoyer des milliers d'outils pour l'étalonnage, seul l'équipement Mountz avait besoin de recevoir des tests tiers.

"La seule chose que nous devons envoyer est le capteur de couple et le Mountz PDA pour l'étalonnage - cinq pièces au lieu de milliers", dit-il.

Reproduire le succès

Jinbo admet qu'il n'était pas sûr au début que le système fonctionnerait.

« J'étais tout d'abord assez sceptique quant à la possibilité d'avoir un système de vérification du couple au point d'utilisation », dit-il. « Plusieurs facteurs déterminent la précision, y compris la personne qui effectue le couple et si elle a la bonne technique. S'ils n'ont pas la bonne technique, cela va créer un problème au niveau du couple. Mais, après l'avoir vu en action, il est satisfait des résultats et dit que le système a également reçu une réponse positive des techniciens qui l'utilisent.

"La principale raison pour laquelle il est au sol est d'avoir confiance dans le niveau de couple avant que le couple ne soit fait. Cela facilite la tâche des techniciens et ils n'ont pas à s'inquiéter des boulons cassés à cause d'un serrage excessif ou d'un couple insuffisant.

Cela fait environ deux ans maintenant que la SDC a déplacé son étalonnage en interne. Entre-temps, Pham a été promu et est passé à d'autres projets. Actuellement, il développe et établit une stratégie pour amener la qualité des fonctions d'ingénierie jusqu'à ou au-delà de celle des opérations.

« Vous devez vous concentrer sur les outils de la ceinture noire :la répétabilité et la reproductibilité et disposer des bons outils », explique Pham. « Le point clé est de ne pas simplement accepter les choses telles qu'elles sont. Quand j'ai un projet, je pousse toujours mes ingénieurs et les mets au défi de faire mieux.

À propos de Mountz Inc.

Mountz Inc., basée à San Jose, en Californie, produit une grande variété d'outils dynamométriques, notamment des analyseurs de couple, des testeurs de couple, des capteurs de couple, des clés dynamométriques, des tournevis électriques, des tournevis dynamométriques, des multiplicateurs de couple, des outils d'assemblage, des compteurs de vis, des équilibreurs et un couple spécial. applications. Pour plus d'informations, visitez www.etorque.com.