Исследователи предлагают методы контроля качества аддитивного производства по методу "Шесть сигм"

Поскольку аддитивное производство находит применение в аэрокосмической, медицинской и автомобильной промышленности с потенциалом массовой персонализации, оно нуждается в управлении качеством. Для решения этой проблемы Янг и группа исследователей из Пенсильванского университета, Университета Небраски-Линкольна и Национального института стандартов и технологий (NIST) предложили спроектировать, разработать и внедрить новую методологию контроля качества в аддитивном производстве, основанную на данных.

Свою работу "Six-Sigma Quality Management of Additive Manufacturing" (Управление качеством аддитивного производства по методу "Шесть сигм") они опубликовали в журнале "Proceedings of the IEEE".

По мнению исследователей, широкому применению аддитивного производства в настоящее время препятствуют технические проблемы, связанные с повторяемостью процессов и управлением качеством. Прорывной эффект методологии "Шести сигм" (6S) был продемонстрирован в традиционных отраслях производства (например, в полупроводниковой и автомобильной промышленности) в контексте планирования, контроля и улучшения качества за счет интенсивного использования данных, статистики и оптимизации. 6S подразумевает использование основанной на данных методологии DMAIC, состоящей из пяти этапов - определение, измерение, анализ, улучшение и контроль. Несмотря на устойчивый успех системы знаний 6S в различных отраслях промышленности, существует недостаток концентрированного применения подходов управления качеством 6S в контексте аддитивного производства.

В своей статье ученые рассмотрели вопросы проектирования, разработки и внедрения новую методологию DMAIC для управления качеством 6S в аддитивном производстве. В частности определили специфические проблемы качества, возникающие при послойном изготовлении, представили обзор методов метрологии и зондирования в аддитивном производстве, определили рамки для реализации полного потенциала данных из аддитивных систем и т.д.

Команда совместно проанализировала различные научные работы, чтобы вывести систему контроля качества аддитивного производства на основе "шести сигм".

"Проанализировав исследования, мы определили критические проблемы аддитивного производства и места, где отсутствуют стандарты качества, - сказал Янг. - Для каждого этапа процесса необходимо определить точки преткновения, и именно здесь в игру могут вступить такие методы, как машинное обучение, которое поможет показать инженеру или дизайнеру, как контролировать процесс, чтобы избежать дефектов".

"Процессы и методы контроля качества установлены для массового производства, когда вы производите от сотен до миллионов изделий, - сказал Тим Симпсон, профессор инженерного проектирования и производства. - Аддитивное производство позволяет изготавливать изделия на заказ, и существующие методы контроля качества и общепринятые практики не всегда применимы, когда вы делаете только одно или несколько изделий. Мы должны мыслить по-другому, чтобы обеспечить высокое качество деталей". По словам Симпсона, предлагаемая методология, позволяющая найти пробелы в стандартах качества для деталей массового производства, имеет решающее значение для обеспечения качественного производства с использованием аддитивного производства как для крупносерийных, так и для заказных изделий.