停止这样做以改进您的设备制造过程:第 1 部分

我们听到了很多关于哪些做法将有助于改进制造工艺和降低成本的建议。但是我们应该停止做什么来改进我们的制造流程呢?

编者按:这是一个由两部分组成的系列的第 1 部分。

制造业世界充满了改进制造流程和降低相关成本的实践。这些实践包括但不限于:最大限度地减少精益的八种浪费,识别和消除非增值工作,实施制造和装配设计,以及使用统计过程控制(SPC)。不幸的是,随着我们不断向工具包中添加实践,我们失去了对大局的跟踪。这发生在个人和组织上,由每天完成工作的挤压所驱动。我们没有从整体上思考组织,最终会因为我们试图做得太多而失去对重要事情的关注。文章源自:SAKAMITI-山东坂道 采购产品请添加微信13365378947SAKAMITI 山东坂道-https://sakamiti.cn/3949.html

这就提出了一个问题:我们应该停止做什么来改进我们的制造过程?文章源自:SAKAMITI-山东坂道 采购产品请添加微信13365378947SAKAMITI 山东坂道-https://sakamiti.cn/3949.html

停止将开发与制造分开文章源自:SAKAMITI-山东坂道 采购产品请添加微信13365378947SAKAMITI 山东坂道-https://sakamiti.cn/3949.html

制造过程中出现的大多数问题(商品成本高、废品率高、制造吞吐量慢、培训成本高、检查成本高等)都是在设计过程中产生的。毫不奇怪,在设计过程中会做出重要的设计决策。这些决策包括:产品的总体设计复杂性和可制造性,组件和子组件的规格及其采购选项,以及制造产品的规格和公差。文章源自:SAKAMITI-山东坂道 采购产品请添加微信13365378947SAKAMITI 山东坂道-https://sakamiti.cn/3949.html

复杂的设计增加了货物的成本,并使装配更加困难,对变化的容忍度较小。后者会减慢制造吞吐量,增加培训成本,增加检查成本,并提高废品率。具有制造经验的人都知道这一点。然而,设计团队经常接受它不应该接受的设计决策。这是因为它们在进度和预算压力下运营,并且具有与制造成本没有密切联系的激励措施。文章源自:SAKAMITI-山东坂道 采购产品请添加微信13365378947SAKAMITI 山东坂道-https://sakamiti.cn/3949.html

因此,不要再将制造与设计和开发分开。文章源自:SAKAMITI-山东坂道 采购产品请添加微信13365378947SAKAMITI 山东坂道-https://sakamiti.cn/3949.html

为这两个群体提供与当前和下游制造成本密切相关的统一激励结构。进一步的步骤可能是要求员工在制造和设计之间轮换。更进一步,在设计团队花费大量时间之前,任何人都不应该被允许加入设计团队。文章源自:SAKAMITI-山东坂道 采购产品请添加微信13365378947SAKAMITI 山东坂道-https://sakamiti.cn/3949.html

停止任意定义需求和规范文章源自:SAKAMITI-山东坂道 采购产品请添加微信13365378947SAKAMITI 山东坂道-https://sakamiti.cn/3949.html

一旦消除了开发和制造之间的分离,您就可以进行此步骤,此步骤与 21 CFR 820.30 和 ISO 13485.2016 §7.3 的设计控制密切相关。首先,你必须 . . .不要如此坚决地遵守规定。人们常说,法规构成了最低期望,但我们常常忽视了这一告诫的真正含义。文章源自:SAKAMITI-山东坂道 采购产品请添加微信13365378947SAKAMITI 山东坂道-https://sakamiti.cn/3949.html

法规和标准中的设计控制语言来自众所周知和公认的工程实践(即六西格玛、六西格玛设计、系统工程和项目管理)。粗略地说,所有这些实践都将质量定义为满足客户的需求和期望。为了实现这一点,实践将首先记录您打算满足的客户需求(即产品要求),然后验证生成的相关设计输出是否满足这些要求。文章源自:SAKAMITI-山东坂道 采购产品请添加微信13365378947SAKAMITI 山东坂道-https://sakamiti.cn/3949.html

六西格玛将“质量关键”(CTQ)输出定义为需要识别和验证/验证的输出,因为它们与满足客户需求有关。系统工程要求根据“既定和可追溯的需求”对设计输出进行验证/确认。同样,第820.30(f)部分要求“验证应确认设计输出符合设计输入要求”。 这与说所有设计输出都必须经过验证/验证不同。

从产生FDA和ISO文件的工程实践中得出的高级观点是,只有在客户眼中对质量至关重要的设计输出才需要严格的验证/确认。同样,只有那些CTQ设计输出需要相关和持续的制造控制,这是昂贵的!可以说,出于担忧,一些审计员会问为什么设计的某些方面没有经过验证,过度指定要求并验证所有内容更容易。

这种“审计友好”的方法至少存在三个重大问题。首先,验证过程本身是昂贵的,并且对所有事情都这样做会增加大量成本。其次,一旦你隐式定义了这个设计输出要求,你就有义务监视和控制它。如果不这样做,遗漏就存在审计风险。第三,法规要求经过验证/验证的设计输出必须可追溯到输入要求。如果该跟踪不存在,则缺乏可追溯性是另一个审计风险。

请记住,审计员无权创建新的法规要求。如果您对设计输入及其对经过验证/验证的设计输出的跟踪都清晰而自信,那么您完全有权站出来争论您的案例。有信心和有数据来支持论点,将赢得胜利。

消除设计和制造之间的人为界限后,您可以更有效地查看、跟踪和记录设计输入(要求)和 CTQ 设计输出之间的关系。将您的制造资源集中在这些 CTQ 输出上。仅仅因为您可以将设计输出称为需求并不意味着您应该这样做。最重要的是,不要将“你能买到什么”与CTQ设计输出混淆。首先了解您的 CTQ 输出及其可接受的变化。如果供应商 ABC 的小部件 XYZ 模型 123 满足 CTQ 要求,则继续获取它并记录它是否满足要求。我们经常将供应商ABC中的小部件XYZ模型123定义为需求本身。当我们这样做时,并且某些事情发生了变化(例如,供应商更改模型#或我们想要替代来源),那么我们在质量和监管领域都会遇到昂贵的问题。作者已经看到这种失误发生,伴随着巨大的费用,在小的物品上:AA电池,胶带,Ziploc袋,印刷标签,溶剂,甚至定制组件。在这些情况下,CTQ都不是这些项目的各个方面。

非 CTQ 的设计输出可以而且应该定义得更宽松,制造控制不那么严格。对此的最终解释是根本不在用于检查的图纸上指定设计输出。例如,工程图是制造零件或装配体所必需的,但该工程图并不体现与设计验证测试 (DVT) 相关的 CTQ 设计输出。可以创建用于 DVT 和进货检测的单独图形,其中仅包含 CTQ 设计输出。或者,CTQ设计输出可以清楚地指示,从而在制造图纸上区分。任何一种方法都应该有效。

当您真正了解设计输入要求如何追溯到 CTQ 设计输出时,您可以将资源集中在严格监控和控制它们上。当您这样做时,您将获得以下好处:

  • 您的资源需求下降,因为您总体上做的监视和控制较少,并且您专注于正确的事情!
  • 废品下降是因为您之前拒绝的非 CTQ 项目现在可以接受。
  • 进货检验成本下降,因为您做的更少(只关注 CTQ 项目)。
  • 检查成本通常会下降,因为您专注于CTQ检查点。

停止测试一切,并针对您所做的事情进行设计

这里的“测试”一词是指验收(通过/失败)测试以及持续监控,例如SPC。当您成功消除设计和制造之间的人为界限,并使用这种流程连续性将CTQ设计输出准确地链接到输入要求时,您就可以在制造中做出选择:您在进货检验、装配过程监控以及制造的组件和装配体中测试和监控什么?

显而易见但可能不是最好的答案是仅测试和监视代表 CTQ 设计输出的零件、过程和装配体的那些方面。不幸的是,我们所做的往往远不止于此。

通常,当SPC首次引入组织时,控制图被过度使用。这种方法有三个不幸的含义。它增加了收集和处理所有这些数据的费用和资源。它造成了视觉和智力上的混乱,稀释了对应该监控的真正CTQ参数的注意力。最后,这种淡化的焦点很容易错误地应用SPC,导致对结果的错误解释。所有这些都很容易导致SPC不起作用,不值得的结论,这是一个不幸和不正确的结论。

收集检查/测试数据的频率和测试点也比我们应该的要多得多。收集过多数据会产生重要影响:我们会产生额外的费用和资源;我们淡化了这些资源对CTQ活动的关注;如果我们不对数据采取行动,就会产生下游监管和责任风险。

如果做得太多,我们不可能满足我们对我们将要做什么的定义,这是一种监管风险。我们也只是浪费钱。因此,每当有人提出收集数据的论点时,因为拥有数据会很好,或者以后可能需要它,该提案应始终针对以下问题 - “您将如何处理数据?如果对此问题没有明确且可操作的答复,则不应收集数据。

回到要测试或监控哪些设计输出的问题——当然,任何CTQ或充当替代物的测试点都应该通过SPC进行测试或监控。如果使用监控,则应定义可接受的过程/设计能力以及操作限制和活动。特别是对于在返工方面存在问题的设计输出,设定非常高的工艺能力的期望是需要考虑的。如果您有效且严格地跟踪了CTQ设计输出的输入要求,则监控和测试点的数量可能会少得惊人。

完成上述操作后,将有很多设计输出不是CTQ,但必须存在才能制造零件或组件。我们应该采取基于风险的方法来决定如何管理设计输出。这样做符合良好的工程实践和最近的监管趋势。对于那些不是CTQ的设计输出,但您有理由怀疑会有问题的变化,请监控或测试,但相对于CTQ输出的练习频率要降低。对于那些您没有理由怀疑变异或重大变异没有任何问题的人,请每年测试一次,或考虑根本不进行测试。特别是对于商用现货 (OTS) 组件,尤其是在制造商应用行业标准的情况下(例如 AA 电池),请考虑根本不进行测试。

针对所做测试的内容进行设计

就成本或质量而言,定义难以或不可能测试或监控的CTQ设计输出都没有意义。21 CFR Part 820确实定义了“特殊过程”应遵循的程序,但此类过程的验证成本高昂,使用的数据通常存在问题,并且面对传入组件和组件的显着变化,这种验证经常随着时间的推移而变得无效。

解决方案是针对您所做的测试进行设计。在设计过程中,确定您的CTQ设计输出,并以易于访问并允许无损检测/测量的方式创建最终CTQ设计输出。还应定义这些CTQ设计输出,以便它们对变化具有鲁棒性。请记住,有许多设计选项可以满足设计输入。不要锁定第一个确定的,并拒绝那些不符合上述标准的。

还要记住,上一段中的标准广泛适用。从机械上讲,您需要进行设计,以允许物理访问CTQ测量点。您还需要避免导致公差极小的堆叠条件。对于电路,应在适当的位置为探头创建和提供接入点。对于印刷电路板,设计足够数量的探针点以测试高百分比的电路。达到 90% 的中高测试覆盖率,因此您对通过测试的真正功能电路充满信心。这种高覆盖率还允许您对组件故障进行故障排除,从而减少产生热偏移的返工,从而降低现场的可靠性。在软件中,请考虑添加严格用于测试目的的功能。

如果你仔细阅读上面的段落,一个主题应该是显而易见的。向设计输出添加严格用于测试目的的内容是可以的,甚至是有益的,只要它链接到 CTQ 设计输出或是 CTQ 设计输出的替代项。

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