Każdy inżynier procesu, technolog, inżynier utrzymania ruchu lub nawet inżynier jakości na jakimś etapie swojej kariery dochodzi do momentu, w którym musi napisać specyfikację techniczną maszyny/narzędzia/urządzenia. Dla procesowca i technologa będzie to maszyna pracująca zgodniezprocesem 😉, oczywiście wcześniej zaplanowanym, dla jakościowca urządzenie kontrolno-pomiarowe, dla specjalisty UR może to być przyrząd ułatwiający serwis (choćby urządzenie do czyszczenia suchym lodem). Niezależnie od tego, jakiego rodzaju urządzenie chcesz kupić, musisz określić, co ono powinno robić, w jaki sposób powinno to robić, kto będzie je obsługiwał, w jakich warunkach będzie to robił, jak często będzie z tego korzystał oraz jakich efektów oczekujesz. Pytań, które powinieneś sobie zadać na początku pisania specyfikacji, jest oczywiście o wiele więcej, chciałbym więc w tym artykule przeprowadzić Cię przez „uniwersalną” listę takich zagadnień i wątpliwości oraz delikatnie ustrukturyzować kolejność wykonywanych działań tak, aby Twoja praca miała ręce na górze i nogi na dole, a nie na odwrót. Jak napisać specyfikację techniczną maszyn? Zapraszam do artykułu.

Źródło obrazka: Obraz autorstwa artmonkey na Freepik

Zadanie napisania specyfikacji technicznej maszyny najczęściej spada na najbardziej doświadczonego inżyniera w zespole, ewentualnie na inżyniera zajmującego się danym projektem (w zespole nowych projektów). W przypadku gdy jest to Twoja pierwsza specyfikacja, pierwsze co zrobisz, to zaczniesz szukać przykładowych dokumentów, które zostały urodzone wcześniej w Twojej firmie. Bardzo często jest to podejście słuszne, zwłaszcza gdy pracujesz w dojrzałej organizacji, a co w przypadku gdy będzie to jeden z pierwszych takich dokumentów? Wtedy firma potrzebuje Twojej inwencji twórczej. W tym miejscu postaram się przedstawić drogę do tego, jak opierając się na danych/faktach/liczbach stworzyć dokument, który sprawi, że dostawca nie będzie miał problemu z odczytaniem Twoich potrzeb, a Ty zrealizujesz swoje zadanie jak najbardziej poprawnie.

Niezależnie od tego, czy jesteś procesowcem / technologiem / jakościowcem, dostałeś zadanie zakupienia maszyny. Co to ma być za maszyna oraz po co chcesz ją kupić – to pierwsze i podstawowe pytania, jakie musisz sobie zadać. W przypadku procesu technologicznego prawdopodobnie będzie to urządzenie, które stanie na hali produkcyjnej, będzie otoczone innymi maszynami, tworząc linię produkcyjną. Będzie to maszyna, która na podstawie danych sprzedażowych / danych od klienta, będzie musiała wyprodukować jakąś ilość sztuk. W tym miejscu musisz zdecydować czy będzie to maszyna automatyczna / półautomatyczna, czy manualna.

Być może ze względu na Twoją branżę nie da się w tym miejscu zaplanować maszyny automatycznej lub zupełnie odwrotnie, nie da się korzystać z maszyny w sposób manualny, wybór więc będzie dla Ciebie oczywisty. W przypadku jednak gdy musisz wybrać, na podstawie krótkiej analizy DFM połączonej z analizą MTM powinieneś być w stanie określić czy jesteś w stanie manualnie wyprodukować zakładane X sztuk w roku, czy jednak potrzebujesz rozwiązania automatycznego.

Jeżeli Twój produkt jest wyposażony w giętkie uszczelki, a zakładane ilości produkcyjne to 60 tys. sztuk rocznie, już na samym początku wiesz, że dla 80 sztuk na zmianę w trybie 3 zmianowym, nie ma sensu budować maszyny automatycznej. Handling giętkich dużych uszczelek za pomocą robotów to katastrofa 😊. W tym przypadku idziemy w rozwiązanie manualne. Jeżeli Twój produkt to płyn do spryskiwaczy, który produkujesz w ilości 5 mln sztuk butelek rocznie, no to umówmy się, nie będziesz tego rozlewał manualnie, bo będzie to najzwyczajniej w świecie nieopłacalne.

Do powyższego musisz zawsze przeprowadzić analizę kosztów MPK (miejsce powstawania kosztów). Jeżeli inwestycja w automat ma kosztować Twoją firmę 5 mln zł, a maszyna będzie obsługiwana przez jednego operatora na zmianę, potrzebujesz oprócz kosztów amortyzacji maszyny, doliczyć również koszt 3 operatorów w roku (tryb 3 zmianowy). Jeżeli konkurencyjne rozwiązanie półautomatyczne lub manualne wykorzystuje 6 operatorów na zmianę, czyli 18 łącznie, ale inwestycja będzie kosztować 100 tysięcy złotych, być może to drugie rozwiązanie będzie bardziej opłacalne w perspektywie czasu trwania projektu (na przykład 5 lat). Musisz przeprowadzić w tym miejscu również analizę ryzyka obu rozwiązań, najlepiej wykorzystując SWOT.

Na podstawie poprzedniego akapitu stwierdziłeś już jakiego rozwiązania potrzebujesz, zaplanowałeś jakie urządzenie będzie idealne dla Twoich potrzeb. W tym chciałbym się skupić na tym, jak to rozwiązanie ma wyglądać samo z siebie oraz jak wpisuje się w Twoją organizację.

Fundamentem specyfikacji technicznej są ograniczenia wynikające ze specyfiki Twojej firmy. Podstawą, o której musisz wspomnieć w dokumencie, jest to czy produkcja odbywa się w jakiejkolwiek strefie specjalnej, być może w strefie EX, w strefie ESD, w clean roomie, w otoczeniu pyłu, być może w strefie o specjalnej wilgotności i temperaturze. Wszystkie te informacje powinny być pigułką informacyjną dodaną do specyfikacji. Następnym krokiem jest wpisanie maszyny/urządzenia w layout linii produkcyjnej oraz hali produkcyjnej. Pamiętaj, że w tym miejscu powinieneś również zaplanować przepływy logistyczne komponentów wchodzących i dóbr wychodzących oraz odpadów, jakie powstają. Musisz zaplanować miejsce, aby to wszystko obsługiwać. Być może maszyna będzie musiała być serwisowana lub przezbrajana, nie będzie więc można od tej strony jej niczym zastawić. Samo flow procesu produkcyjnego również wyznacza kierunek przepływu przez maszynę, to również musisz wziąć pod uwagę.

Pamiętaj, że jeżeli maszyna ma być obsługiwana przez pracowników, musisz zaplanować wyjścia ewakuacyjne oraz przestrzeń zgodnie z normą bezpieczeństwa. Dodatkowo pracownicy mogą pracować w obszarze, który znajduje się na określonej wysokości, tak aby się nie garbić lub nie nadwyrężać ramion, gdy obszar jest za wysoko. W zależności od tego ile waży Twój produkt oraz jaki ma kształt, wyznaczać to będzie sposób opracowywania komponentu przez pracowników (dla maszyn manualnych lub półautomatycznych). Jeżeli komponent jest duży, a pracownik musi się nad nim nachylać, aby dosięgnąć go od tyłu, nie zaplanujesz w tym miejscu stanowiska siedzącego tylko stojące.

W przypadku maszyn automatycznych bardzo często wyznacznikiem wysokości obszaru roboczego są narzędzia, które są wykorzystywane w maszynie. Być może urządzenie, które chcesz kupić, musi przykręcać coś od spodu elementu obrabianego. W tym przypadku przeciętny automatyczny wkrętak (metr wysokości), zdefiniuje Ci obszar roboczy na wysokości 1,2 metra lub wyżej. Sprawi to, że ewentualny serwis / poprawa manualna przez operatora, będzie musiała być prowadzona ze specjalnej platformy, bo pracownik nie dosięgnie do obszaru roboczego.

źródło: Assembly magazine

Ostatni punkt, który jest bardzo ważny! Maszyna w jakiś sposób musi się znaleźć na Twojej hali produkcyjnej. Do tego obszaru prowadzą „jakieś drzwi”. Pamiętaj, że zamawianą maszynę musisz przez te drzwi przecisnąć. Musi ona pokonać każdy zakręt w drodze na swoje miejsce docelowe. Te wszystkie aspekty musisz obliczyć, zaplanować, przemyśleć i wziąć pod uwagę.

Po zaplanowaniu gabarytów, layoutu, wszystkich ograniczeń jako specjalista od procesów technologicznych możesz przejść do tego, co interesuje Cię najbardziej, czyli samego procesu. W tym miejscu w specyfikacji powinieneś zawrzeć wszystkie informacje, które są wymagane przez dział R&D oraz wynikające z Twojej dokumentacji, takiej jak pFMEA, Control Plan, rysunki technologiczne (zwłaszcza tolerancje na tych rysunkach!), powinieneś określić wymagany poziom jakości w PPM dla danego procesu. Podstawowym wymaganiem dla procesów specjalnych jest również podanie wartości Cm/Cmk. Bardzo często dostawcy nie wiedzą, czym jest ten wskaźnik, więc krótka pigułka informacyjna jak go liczyć bardzo im pomoże.

Źródło: www.scribd.com

Specyfikacja techniczna powinna być kaskadowana od ogółu do szczegółu, każdy proces powinien być opisany ogólnie, najlepiej na wcześniej rozrysowanym layoucie (to mogą być kwadraty narysowane w paincie, na tym etapie nikt się tym nie przejmuje). W kolejnym kroku powinieneś natomiast każdą z pojedynczych „stacji” wykorzystywanych w maszynie opisać szczegółowo. Pamiętaj, że każdy z elementów, który tutaj opiszesz, a dostawca w ofercie powoła się na Twoją specyfikację, będzie wiążący! Im więcej szczegółów zaplanujesz na tym etapie, tym dokładniejszą ofertę dostaniesz, tym mniej pytań dostawca zada i tym szybciej cały proces ofertowania przejdziesz.

Zawsze planuj poszczególne stanowiska bardzo szczegółowo, zgodnie z wytycznymi w Twojej organizacji. Jeżeli element który obrabiasz ma być pozycjonowany w dany sposób, napisz to. Jeżeli chcesz na maszynie obsługiwać więcej niż jedną referencję, zaznacz że stanowiska mają być przezbrajalne, a maszyna ma rozpoznawać jaka aktualnie referencja znajduje się na tym stanowisku. Jeżeli maszyna ma posiadać traceability, napisz to przy każdym stanowisku. Gdy maszyna ma coś mierzyć i tą informację wyświetlać operatorowi, zawrzyj tą informację w specyfikacji! Jeżeli siłowniki pracujące na maszynie mogą uszkodzić Twój komponent, przekaż informację z ograniczeniami siły w tym dokumencie. Każdy najdrobniejszy szczegół, który wydaje Ci się oczywisty, wcale taki nie jest! Wszystkie informacje, które Ty posiadasz w głowie mogą być interpretowane na milion różnych sposobów.

Podczas pisania specyfikacji technicznej, pamiętaj, że to Ty jesteś klientem. Ty będziesz płacił prawdopodobnie dość pokaźną sumę za to, aby wszystko było wykonane zgodnie z Twoją wizją. Pamiętaj również, że to Ty bierzesz odpowiedzialność za to, w jakim stanie maszyna przyjdzie, Ty będziesz schodził na produkcję i codziennie z tą maszyną pracował. Powinieneś więc postawić dostawcy takie wymagania, aby być pewnym, że maszyna będzie pracować prawidłowo.

1. Zaplanuj komponenty z jakich maszyna będzie zbudowana – maszyna powinna być zbudowana z komponentów standardowo dostępnych w Twojej firmie, jeżeli takich nie ma, określ standard. Pneumatyka Festo lub SMC? Sterowanie Siemens, Alan Bradley lub Beckhoff?
2. Określ w jaki sposób ma być dostarczona dokumentacja, czy fizycznie na papierze, czy na płycie lub USB?
3. Co ma zawierać dokumentacja, czy chcesz oprogramowanie w formie edytowalnej? Zapisz to, to zazwyczaj generuje dodatkowe koszty.
4. Gdzie mają być wyłączniki główne, jak mają wyglądać?
5. Gdzie ma być dostępna tabliczka znamionowa?
6. Gdzie ma się znajdować szafa sterownicza?
7. Jakie certyfikaty ma zawierać maszyna, jak często ma być kalibrowana? Kto będzie ją kalibrował?
8. Jak ma wyglądać dokumentacja DTR?
9. Czy chcesz aby było wykonane mFMEA dla urządzenia, lub jakakolwiek inna analiza ryzyka?
10. Określ standard kolorów firmowych RAL.
11. Określ wymagania dotyczące design freezu maszyny. Wymagaj podstawowych informacji podczas tego kroku od dostawcy takich jak: gdzie będzie przyłącze powietrza i prądu, gabaryty maszyny itd. Wszystko co ułatwi Ci ustawienie maszyny na layoucie.

Na maszynie, którą kupujesz, będziesz razem z zespołem specjalistów przeprowadzał co najmniej dwa różne odbiory. Pierwszy FAT – Factory acceptance test, czyli testy u dostawcy, drugi SAT – Side acceptance test, czyli testy już w Twojej fabryce. Są to dwa różne testy, a wymagania wobec nich są diametralnie inne. Począwszy od tego, kto obsługuje maszynę podczas testów, przez dokumentację, aż do wskaźników, jakie osiąga maszyna. To, w jaki sposób zamierzasz odbierać maszynę, najlepiej, abyś opisał w specyfikacji. Dobrym standardem jest przygotowanie checklisty do odbioru FAT/SAT, a następnie wysłanie jej dostawcy razem ze specyfikacją. Pamiętaj, że bardzo często dostawcy będą chcieli od Ciebie zapłatę za każdy dzień odbioru maszyny (zwłaszcza ci zagraniczni). Piszę to jako przestrogę, ponieważ nie raz się spotkałem z wymaganiami takimi jak: „FAT – test dwudniowy, przeprowadzony przez operatorów z naszej firmy, OEE do uzyskania 85%”. Zgadzam się, że taki test byłby idealnym feedbackiem na temat działania maszyny. Pytanie, czy na tym etapie projektu jest to realne. Czy na pewno będziesz miał dostęp do takiej ilości komponentów na tym etapie projektu? Pamiętaj, że jeżeli tak będzie wyglądała Twoja specyfikacja, na pewno za to zapłacisz! Jeżeli natomiast nie będziesz mógł przeprowadzić tego testu z winy Twojej firmy, dostawca nie odda Ci tych pieniędzy. Musisz być świadom tego, jak wyglądają realia i się do nich dostosowywać. Mierz siły na zamiary na każdym etapie projektu!

Źródło: kaizen.com

Pisanie specyfikacji technicznej nie jest prostą sprawą, jako specjalista musisz wziąć pod uwagę naprawdę mnóstwo zmiennych wynikających ze specyfiki pracy Twojej firmy. W przypadku maszyn dla nowych projektów pojawi się mnóstwo zmian, pamiętaj, aby zawsze informować o nich swoich dostawców. Łatwiej jest odwrócić zmiany na papierze niż na produkcji. Pamiętaj, że jesteś odpowiedzialny za to, co przyjedzie do Twojej firmy. Pamiętaj, aby zawsze informować swoich project managerów o potencjalnych kosztach zmian wynikających z „ulepszeń” w produkcie. Z doświadczenia wiem, że jeżeli nie podniesiesz ręki w odpowiednim momencie, nie upomnisz się o swoje, na końcu wina spadnie na Ciebie. Nie raz i nie dwa musiałem się tłumaczyć przed zarządem, dlaczego wstrzymałem projekt na danym etapie. Nie bój się tego, gdy masz do tego jasne i klarowne powody. Łatwiej będzie im zrozumieć i zaakceptować dodatkowe kosztu na etapie projektu niż całkowitą zmianę na istniejącej już maszynie!

Pozdrawiam, Łukasz Szyndrowski