Hata Engelleyici Çözümleri Tasarlamak

Ürün tasarımı yaparken, ürünün sadece fonksiyonlarını değil, ürünün ortaya çıkması sırasında oluşabilecek olumsuzlukları ve zorlukları da düşünmek gerekir. Hem üretim, hem de montaj sırasında oluşabilecek problemleri önceden öngörerek erkenden önlemler almak üretim maliyetlerini, kalite kontrol maliyetlerini ve sürelerini düşürecektir. Daha çok, montaj için tasarım (Design for Assembly) amaçlı önerilen önlemleri, bu yazımda kısmen yazmaya çalıştım.

Eleyin

Üretilebilirlik açısından zafiyet gösterebilecek veya hatalı montaja sebep olabilecek detayları eleyebilirsiniz. Geçmiş tasarım ve üretim faaliyetlerinde karşılaşılan problemleri dikkate alarak yeni yapılacak tasarımlarda bu problemleri dikkate almak önemlidir. Ya da birden fazla parçadan oluşan bir parçanın montajında yaşanan zorluk ve hataları ön görerek parçaları birleştirerek tek parçalı bir tasarım yönelebilirsiniz.

Değiştirin

İstenilen ürün kalitesini sağlayamayan üretim tekniği ya da yöntemlerini değiştirin. Alüminyum döküm yöntemiyle üretilen parçanın, iç yapısındaki çekinti ve gaz boşlukları istenmeyen seviyelerde ise ve bu hataların parçanın yapısal fonksiyonunu uzun vadede etkileyebileceği değerlendiriliyorsa döküm yönteminden vazgeçilmesi değerlendirilebilir. Ya da kaynaklı birleştirme yöntemiyle üretilen bir parçada, kaynak kalitesinin ve üretimin tekrar edilebilirliğinin yüksek olması isteniyorsa, insan gücü ile yapılan yöntem değiştirilerek otomatize yöntemlerin kullanılması gerekebilir.

Engelleyin

Fabrika seviyesinde veya kullanıcı tarafından yapılacak montajlarda hata oluşmasını engelleyecek önlemler alınmalıdır. Örneğin, çok sayıda kablo birleştirmesi yapılan bir üründe, montajı yapacak kişinin hata yapmaması için her kabloda farklı konnektörlerin kullanılması olası problemleri engelleyecektir. Ya da simetrik gibi görünen ancak bazı detaylar nedeniyle simetrik olmayan parçaların montajı sırasında hata oluşmasını engellemek için parçanın belirli bir yönde monte edilmesini zorlayacak detay eklenebilir. Örneğin iki parçanın montaj arayüzüne faklı çaplarda 2 pim yerleştirilerek tek pozisyonda montaj yapılması sağlanabilir. Montaj yapacak kişi bu pimlerin denk geldiği tek durumda birleştirme işlemini yapabilecektir.

Kolaylaştırın

Montajı yapacak kişinin zaman kazanması ve hata yapmaması için işleri kolaylaştıracak yönlendirmeler oldukça yararlı olacaktır. Örneğin, kabloların belirli bir renklerde yapılması bu amaçlıdır. Hangi renk kablonun hangi bağlantı noktasına gittiğini takip etmek oldukça kolaydır. Ya da parça üzerinde belirli bir işaret ya da markalama olması da montaj ve kullanım sırasında kolaylık katacaktır.

Yakalayın

Bir iş yapılırken oluşabilecek hataları öngörerek bu hataları yakalamaya yönelik önlemleri sürece dahil etmek hataların erken çözülmesini sağlayacaktır. Birden fazla üretim veya montaj aşaması olan süreçlerde bu tip durumla çok karşılaşılmaktadır. Özellikle otomasyon dahilinde çok sayıda prosesten geçen bir ürün, iş akışı sırasında bazı noktalarda kontrol edilir. Bu kontrol noktaları hata senaryolarında öngörülen hata durumlarına göre belirlenmektedir.

Tasarımcılar İçin Üretim Yöntemleri Kılavuzu

Daha önceki yazılarımda da belirtmiştim, üretim için tasarım yapmak, ya da üretilebilir tasarım yapmak oldukça önemlidir. Özellikle, tasarım sonunda üretim kapasitesinin yetmediği ortaya çıktığında geç kalınmış olabilir. Bu nedenle, tasarım yaparken üretim yeteneklerinin göz önünde bulundurulması gerekmektedir.

Büyük firmaların bir kısmı, bazı tasarım iş paketlerini küçük ölçekli alt yüklenicilere vermektedir. Alt yüklenicilerde tasarlanan parçalar firma bünyesinde üretilerek son montajda kullanılmaktadır. Tasarlanan parçaların, üretim kapasitesiyle uyumlu olmama ihtimali göz ardı edilmemesi gereken bir risktir. Bu riski ortadan kaldırmak için, bazı firmalar üretim ve montaj kapasiteleri hakkında bilgiler içeren kılavuzlar oluşturmaktadır. Bu kılavuzlarda, firmanın bünyesinde olan imalat yöntemleri ve kullandıkları üretim tezgahları bilgileri bulunmaktadır. Tasarımı yapan alt yükleniciler, kılavuzlarda bulunan kapasite bilgilerini kullanarak tasarımlarını yapabilecek ve tasarlanan parçaların üretilememesi gibi bir risk oluşmayacaktır.

Parçaların ana yüklenicide tasarlandığı, üretimin alt yüklenicilerde yapıldığı bir durum da söz konusu olabilir. Böyle bir durumda da tasarımcıların çalışabilecekleri alt yüklenicilerin üretim yeteneklerini bilmesi üretilebilirlik kontrolü için gereklidir. Firmaların tedarik sorumluları, çalıştıkları alt yüklenicilerin kapasitelerini içeren kılavuzlar hazırlaması ve bu kılavuzu tasarım departmanı ile paylaşması üretilemeyen tasarım yapılma ihtimalini ortadan kaldıracaktır.

Tasarımın Yol Haritası

Tasarım sürecine bir mucit gözüyle bakıldığında ortaya çıkan süreç; Fikir à Çözüm ve Hesaplamalar à Değerlendirme Çalışmaları à Tasarım Çözümü  aşamalarından oluşmaktadır.

Ancak, belirli bir pazara hizmet eden ve çeşitli disiplinler barındıran bir firma için tasarım süreci daha fazla basamaklardan oluşmaktadır. Çünkü, bir ihtiyacı iyi tanımlamak, ortaya rekabetçi bir ürün çıkartmak, ürünü ucuza üretmek, hukuksal düzenlemelere uygun ürünler çıkartmak, satış sonrası hizmeti uygun bir şekilde vermek, vb. konular, kurumsal firmaların ele aldığı önemli kalemlerdir. Bu nedenle profesyonel anlamda ele alınan tasarım sürecindeki basamaklar daha detaylıdır.

İhtiyacın Tespiti

Firmalar bazen kendi iç ihtiyaçlarını, bazen de piyasadaki potansiyel talebi tespit ederek bir tasarım geliştirme süreci başlatır. Kendi iç ihtiyaçları doğal süreç içerisinde ortaya çıkarken, piyasadaki taleplerin tespiti araştırma etütleri sonucunda ortaya çıkar. İhtiyaçların çoğu mevcut bir ürün üzerinde geliştirme veya iyileştirme sonucu ortaya çıkar.

Problemin Tanımı

İhtiyacı bir probleme bağlayarak tanımlamak ve tam olarak ne istendiğini ortaya koymak kritik bir basamaktır. Bu aşamayı “Gereksinim Belirleme Aşaması” olarak tanımlamak doğru olacaktır. Yeni tasarlanacak ürün ile ilgili tüm performans beklentileri, ölçüsel limitler, üretim adetleri, ağırlık limitleri vb. tüm gereksinimler detaylı olarak tanımlanmalıdır. Bu bilgiler doğrultusunda tasarımcı kendi yol haritasını çizebilecektir. Örneğin, üretim adetleri bilgisine göre üretim prosesini, ağırlık bilgisine göre parça malzemesini, yapısal gereksinim bilgisine göre malzemenin mukavemetini belirleyerek tasarımı detaylandıracak ve alternatif kavramsal çözümleri daha gerçekçi olarak ortaya koyabilecektir.

Kavramsal Çözümlerin Sentezlenmesi

Ortaya konulan kavramsal çözümler kendileri aralarında avantajlar ve dezavantajlar içerecektir. Tüm Bazı gereksinimleri sağlarken, diğer gereksinimleri sağlanamadığı durumlar olabilecektir. Örneğin, üretim adetlerine göre alüminyum döküm ile üretimin daha uygun olacağı değerlendirilen bir parçanın, döküm malzemenin özellikleri sebebiyle yapısal mukavemet gereksinimlerini karşılamaması sonucu ortaya çıkabilir. Bu durumda kavramsal çözümlerin artı ve eksileri ortaya konularak bir karşılaştırma matrisi hazırlanır ve en önemli gereksinimlere göre bu kavramsal çözümler puanlandırılıp en ideal çözüm seçilebilir.

Analiz Çalışması

Ortaya çıkan kavramsal çözüm gereksinimlere göre analiz edilmelidir. Yapısal, termal, dinamik analizler gibi performans analizlerinin yanında, maliyet, süre vb. diğer özelliklerin analizlerin edilmesi kritik bir aşamadır. Bu çalışmalar sonunda tasarlanan parçanın yeterlilikleri tespit edilmiş olacaktır.

Optimizasyon (En iyileme)

Analiz çalışmaları sonucunda tasarımın en iyilenmesi üzerine çalışma yapılmalıdır. Bu çalışma sonucunda iyileştirilmesi gereken bölgeler ortaya çıkartılacaktır. Bazen de tasarlanan parçanın gereğinden fazla mukavim olduğu tespit edilerek parça üzerinde inceltmeler veya boşaltmalar yapılabilir sonucu ortaya çıkar. Bu sayede de daha hafif parça ve daha az malzeme kullanımına bağlı olarak daha ucuz parça elde edilmiş olur.

Tasarım Değerlendirme ve Doğrulama

Çalışmalar sonucunda, tasarımın gereksinimleri sağlayıp sağlamadığı ile ilgili doğrulama çalışmaları yapılması gerekmektedir. Parça üretilerek fonksiyonel testler yapılabilir, veya pilot kullanıcılarla çalışılarak geri bildirimler alınabilir veya piyasaya az miktarda ürünler sürülerek piyasa tepkisi ölçülebilir. Bu sayede hedeflenen kriterlerin sağlanıp sağlanmadığı incelenmiş olacaktır.

Sürecin özeti aşağıdaki resim ile tanımlanabilir.

["Mechanical Design", Childs, 2004]