Mejora de los índices de Calidad y Eficiencia en el

Valencia Engine PlantPowertrain Operations

Emitido: 24-06-2013

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Mejora de los índices de Calidad y Eficiencia en elproceso de montaje del equilibrador, en el motorEcoBoost de 2,0L


ÍndiceÍndiceÍndiceÍndice::::

1. Componentes y funcionamiento del equilibrador.

2. Posibles problemas que pueden aparecer.

3. 6-Sigma

1. Procesos de montaje y medición.

2. Calidad y eficiencia de línea al inicio del proyecto.

• Rechazos en verificación de holgura (FTT)

• Rechazos por ruido en Hot-test (reproceso/chatarra)

• Fallos en selección de shims (OEE)

3. Acciones de mejora en la línea de montaje.

4. Calidad y eficiencia de línea después de las acciones realizadas.

4. Acciones de mejora en diseño y en el proveedor.

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Mejora de los índices de Calidad y Eficiencia en elproceso de montaje del equilibrador, en el motorEcoBoost de 2,0L


1. Componentes del equilibrador

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Mejora de Calidad y Eficiencia en el montaje del equilibrador delmotor EcoBoost de 2,0L


1. Funcionamiento del equilibrador en el motor

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2. Posibles problemas que pueden aparecer

1. Rotura en funcionamiento:1. Motivo: falta de holgura entre engranajes (cigüeñal-equilibrador o

entre los ejes del equilibrador)

2. Ruido:1. Silbido (whine/whistle noise) debido a:

1. Incorrecto perfil de diente.2. Asentamiento de engranajes descentrado.

2. Golpeteo regular (ticking noise) debido a:1. Marcas en los dientes de los engranajes.2. Contaminación.

3. Golpeteo aleatorio (rattle noise), debido a:1. Holgura entre engranajes excesiva.2. Holgura de ejes excesiva.

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3. Proyecto 6-Sigma

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3.1 Proceso de montaje

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3.1 Proceso de medición

La máquina gira el cigüeñal a velocidad constante; este movimiento se transmite a losejes principal y secundario de equilibrador.

Al mismo tiempo, se aplica una fuerza sobre el eje del equilibrador, para “frenarlo” yforzar el contacto con los dientes de la corona en el cigüeñal.

Esto se hace en los dos sentidos de giro, para medir los datos de holgura en la cara deempuje (drive) y la cara de seguimiento (coast)

Se mide la posición angular de los ejes del equilibrador para cada décima de grado de girodel cigüeñal (3600 datos)

Punto clave:

Todos los fallos de determinación y/o medición,vienen dados por fallos en el trazado de estasgráficas (saltos debidos a golpes o contaminación,pérdida de contacto de dientes, empuje excesivo deun engranaje sobre su par, etc)

El proyecto se centra en eliminar este tipo deerrores.

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3.1 Proceso de medición



3.2 Resultados de calidad al inicio del proyecto

Antes de iniciar las mejoras, el nivel de rechazo medio en la verificación de la holgura en la op440 era del 1,05%

El promedio de motores rechazados por ruido en HotEl promedio de motores rechazados por ruido en HotEl promedio de motores rechazados por ruido en HotEl promedio de motores rechazados por ruido en Hot----test oscilaba test oscilaba test oscilaba test oscilaba entre 3 y 5 al día.entre 3 y 5 al día.entre 3 y 5 al día.entre 3 y 5 al día.

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3.2 Resultados de eficiencia al inicio del proyecto

Antes de iniciar las mejoras, el nivel medio de fallos en la selección de shims en la op400 era de 165 motores diarios.

Pérdida de OEE del 7%Pérdida de OEE del 7%Pérdida de OEE del 7%Pérdida de OEE del 7%

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3.3 Acciones de mejora en la línea de montaje

1. Conjuntamente con Marposs, se desarrolla un nuevo cabezal dearrastre del cigüeñal y control del equilibradorEsto permite reducir el par de arrastre y la velocidad de giro delconjunto.Lo que facilita una determinación real de la holgura resultante.

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3.3 Mejoras realizadas en el proceso de montaje

2. Cálculo de holgura y selección de shim.

� La mayor fuente de error encontrada se debe a pérdida del contacto entre los dientes de los dos engranajes, durante la medición de la holgura.

� Se identifica la causa raíz en la aceleración natural del sistema cuando los contrapesos internos del equilibrador giran hacia abajo.

� Se desarrolla junto conMarposs un contrapeso enmáquina para compensardicha “caida repentina”.

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3. El mayor número de rechazos sucede en la verificación de la holguraresultante, en la op440, debido a valores máximos por encima de latolerancia.

Se desarrolla un nuevo filtropara que el software dedeterminación, sea capazde acotar y no usar esaparte de la curva en loscálculos.

Old filtre

New filtre

Se identifica la causa raíz en el proceso dedeterminación.En esos casos, se observa que las curvas muestransaltos repentinos, similares a “nicks”. Se compruebaque se trata en realidad de efecto de contaminaciónno dañina para la función del conjunto (partículas nometálicas que se destruyen en los primeros giros sindañar los dientes de las coronas, pero que fuerzanuna mala lectura.

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MEJORAS



Validación de las mejoras:

tras las modificaciones realizadas (desarrollo de nuevos cabezales,diseño e implementación de contrapesos de máquina y refinamientodel software de cálculo) se realiza un análisis del sistema de medición,comprobando que aporta sólo un 3333,,,,22222222%%%% dededede errorerrorerrorerror.

Part-to-PartGage R&R

100

50

0

Percent

% Contribution

% Study Var

10987654321

200

150

100

50

pieza_1_1_2_1

10987654321

45

30

15

0

Part

Sample Range

_R=12,72

UC L=41,56

LC L=0

10987654321

200

150

100

50

Part

Sample Mean

__X=114,3

UC L=138,3

LC L=90,4

Gage name:

Date of study :

Reported by :

Tolerance:

Misc:

Components of Variation

MEDIDAS_440New by pieza_1_1_2_1

R Chart

XBar Chart

Gage R&R (ANOVA) for MEDIDAS_440New

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MEJORAS


3.4 Resultados de calidad tras las mejoras aplicadas.

El nivel de rechazo en la verificación de la holgura en la op440 pasa a ser el 0,28% � El FTT mejora en más de un 70%

El promedio de motores rechazados por ruido en HotEl promedio de motores rechazados por ruido en HotEl promedio de motores rechazados por ruido en HotEl promedio de motores rechazados por ruido en Hot----test pasa a ser test pasa a ser test pasa a ser test pasa a ser inferior a 2 casos por semana. inferior a 2 casos por semana. inferior a 2 casos por semana. inferior a 2 casos por semana. �� mejora del 90%mejora del 90%mejora del 90%mejora del 90%(gracias a otras acciones paralelas, explicadas (gracias a otras acciones paralelas, explicadas (gracias a otras acciones paralelas, explicadas (gracias a otras acciones paralelas, explicadas al final de la al final de la al final de la al final de la presentación)presentación)presentación)presentación)

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FTT 95,50%

Producción semanal 8407

Top FTT

Nr. Engines % FTT

1º Inyector lubricación pistón 43 0,51%

2º Tornillo culata 34 0,40%

3º Tornillo biela 25 0,30%

4º Cableado eléctrico motor 25 0,30%

5º Balance shaft Nick 16 0,19%

6º Falta código 14 0,17%

7º Balance shaft Backlash 12 0,14%

8º Tornillo de balance shaft 11 0,13%

9º Tornillo bancada 11 0,13%

10º Biela F/P 9 0,09%

TOTAL 2,36%

FTT S50

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

Inyector lubricaciónpistón

Tornillo culata Tornillo biela Cableado eléctricomotor

Balance shaft Nick

Top 5 FTT

0,00%

0,50%

1,00%

1,50%

2,00%

2,50%

3,00%

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 34 35 36 37 38 39 40 42 43 44 45 46 47 48 49 50

% F

TT

Wk

% FTT Loss

Cigüeñal Nick

Tornillo de culata

Tornillo de balance shaft

Balance shaft Nick

Balance shaft Backlash

Cigüeñal reparación máquina

Inyector lubricacion piston

Balance Reparación máquina

Tornillo biela

Casquil lo bancada viruta

Tornillo cárter

Cableado eléctrico motor

84

86

88

90

92

94

96

98

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 34 35 36 37 38 39 40 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52

FT

T (

%)

Wk

Weekly FTT


DESPUÉS


3.4 Resultados de eficiencia tras las mejoras aplicadas.

Tras todas las acciones tomadas, el nivel medio de fallos en laselección de shims en la op400 pasa a estar por debajo 20 motoresdiarios.

La La La La ppppérdida de OEE se reduce al 0,75% érdida de OEE se reduce al 0,75% érdida de OEE se reduce al 0,75% érdida de OEE se reduce al 0,75% �� mejora de más del 80%mejora de más del 80%mejora de más del 80%mejora de más del 80%

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4. Acciones de mejora de diseño.

DesarrolloDesarrolloDesarrolloDesarrollo conjuntoconjuntoconjuntoconjunto dededede Diseño,Diseño,Diseño,Diseño, ProveedorProveedorProveedorProveedor yyyy VEPVEPVEPVEP....

ProblemaProblemaProblemaProblema ####1111 �� rechazosrechazosrechazosrechazos porporporpor ruidoruidoruidoruido enenenen HotHotHotHot----testtesttesttest

• Aun con holguras correctas, existe un nivel de rechazo de motorespor silbido inaceptable

• Se desarrolla DOE (Diseño de Experimentos) para establecer lacondición óptima de perfil de los dientes de engranaje.

• Se confirma que el perfil de los dientes es demasiado “abarrilado”,provocando asentamiento irregular entre dientes, y desalineación deengranajes.

• Se cambia el perfil de los dientes, cerrando su efecto de barril en -8micras

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4. Acciones de mejora de diseño.

DesarrolloDesarrolloDesarrolloDesarrollo conjuntoconjuntoconjuntoconjunto dededede Diseño,Diseño,Diseño,Diseño, ProveedorProveedorProveedorProveedor yyyy VEPVEPVEPVEP....

ProblemaProblemaProblemaProblema ####2222 �� LosLosLosLos cambioscambioscambioscambios realizadosrealizadosrealizadosrealizados hacenhacenhacenhacen quequequeque sesesese obtenganobtenganobtenganobtengan valoresvaloresvaloresvaloresdededede holguraholguraholguraholgura superioressuperioressuperioressuperiores aaaa loslosloslos existentesexistentesexistentesexistentes antesantesantesantes deldeldeldel proyectoproyectoproyectoproyecto (se(se(se(se pasapasapasapasa dedededevaloresvaloresvaloresvalores mediosmediosmediosmedios dededede 30303030 micras,micras,micras,micras, aaaa valoresvaloresvaloresvalores dededede 60606060))))

• Se lleva a cabo un VSA (Análisis Estadístico de Variabilidad) paraoptimizar las tolerancias de montaje de acuerdo con los nuevosparámetros de trabajo.

• Como resultado de este ejercicio, se cambian las tolerancia de:

• 5 micras (holgura mínima) y 100 micras (holgura máxima)

• a 20 y 120 micras

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4. Resultados de calidad y eficiencia antes y después de las mejoras.

RechazosRechazosRechazosRechazos porporporpor ruidoruidoruidoruido enenenen HotHotHotHot----testtesttesttest

Las acciones llevadas a cabo anteriormente reducen el nivel derechazos por silbido y golpeteo, de un valor medio que oscilabaentre 3333 yyyy 5555 casoscasoscasoscasos alalalal díadíadíadía, a un valor inferior a 2222 casoscasoscasoscasos aaaa lalalala semanasemanasemanasemana(todos por golpeteo; ninguno por silbido)

Aún así, se continuó trabajando con PD y el proveedor, encontrandola causa raíz de los casos restantes:Marcas de embridaje sobre los dientes de la corona del equilibrador.Esto ya está solucionado en el proveedor, con la ayuda de unproveedor de VEP; las primeras piezas con los cambios llegarán aVEP la semana 28 de 2013.

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