#колонкаредактора #5М #технология #материалы

"Системный подход к обеспечению качества отливок".

Для должного внимания к статье, вынужден нескромно обозначить, что пишу не как теоретик, а как практик, лично разработавший литейные технологии для многих сотен наименований алюминиевых отливок за 25 лет, в том числе для несущих деталей автомобилей (массой от 1,5 до 100 тонн), газоплотных деталей высоковольтного оборудования, герметичных деталей трансмиссий с каналами высокого давления, высоконагруженных деталей самолетов, и даже ракетоносителей.

Форд говорил, что если бы спрашивал у клиентов, то они просили бы лошадь порезвее, а не автомобиль. Так и наши литейщики алюминия не знают, что спрашивать с металлургов. А конструкторы не знают, что можно попросить у литейщиков, когда речь идёт о прочностных параметрах. Металлург, литейщик и конструктор опираются на устаревший "резиновый" ГОСТ 1583-93.

Самый удобный инструмент для оценки результативности литейных производств - который я использую при технологических аудитах - это критерии системы 5М: уровень квалификации и вовлеченности персонала (Man), качества используемого сырья (Materials), оборудования и оснастки(Machines) технологических решений (Methods), метрологии (Measurement).

В данной статье сфокусируем внимание на веточках подсистем "Материалы" и "Измерения", а именно на качестве алюминиевой чушки и лоскутном характере знаний о механических свойствах алюминиевых деталей (и способах их достижения).

Самые сложные из наших проектов были сопряжены именно с обеспечением прочностных параметров.
И понимая, что все предпочитают рассказывать об успешных проектах (а у нас таких 99%), я сыграю на понижение и расскажу о двух провальных (обязательства были в итоге выполнены, но сроки сорваны), которые научили многому.
Оба этих "факапа" сопряжены с разным пониманием технического задания постановщиком и исполнителем. И мы могли бы откреститься от произошедшего, опираясь на формальные признаки, но предпочитаем опираться на принцип "Работающий продукт важнее исчерпывающей документации".

В одном случае нам требовалось обеспечить механические свойства в несущей детали известного автомобиля, а в другом случае - известного самолёта. В обоих случаях на образцах-свидетелях были достигнуты параметры с огромным запасом относительно требований КД (на сплаве АК7пч (К, Т6) - 320 МПа и 20% (!!!) пластичности, на сплаве ВАЛ10 - (З, Т4) - 350 МПа и 18%, (З,Т5) -490 МПа и 5%). Но в теле литой детали параметры радикально хуже и распределяются по объему неравномерно.
Что требует стендовых испытаний самой детали. При этом, учитывая сложность задачи, нас привлекали предприятия, имевшие собственные опытные литейные производства. Так вот, даже внутри одного предприятия-заказчика не было однозначного понимания, как читать документацию по прочностным параметрам.
Строчка в технических требованиях чертежа с указанием параметров прочности читается технологами-литейщиками - как требования для образца-свидетеля. Нам же было важно выдержать требования конструкторов, которые по-своему читают ГОСТ 1583-93, и ошибочно полагают, что он определяет прочностные параметры в теле литой детали. В итоге, нам пришлось перебрать все доступные способы повышения механических свойств для того, чтобы выйти далеко за рамки ГОСТ.

Почти все научные статьи на эту тему вводят читателя в заблуждение.
Начинающие и уже именитые ученые пишут о влиянии разных факторов на прочностные параметры, в том числе: химический состав сплава, модифицирование, рафинирование, легирование, условия охлаждения отливки, воздействие вибрации, ультразвука, давления и др.. О сочетании факторов пишут редко. Но не это главное.
Мы воспроизвели большинство описанных экспериментов, но описанных учеными результатов добились далеко не всех случаях.

Как мы выяснили: прироста механических свойств можно добиться практически любым из описанных способов, если изначально использовать расплав отвратительно низкого качества, без контроля по водороду, окисным пленам и другими неметаллическим включениям.
Как только начинаешь использовать правильно (!) рафинированный сплав - большинство описываемых приемов повышения прочности перестает "работать".
К сожалению, безнадежно устаревший ГОСТ 1583-93, не устанавливает требований по содержанию окисных плен в расплаве, по водороду уже некорректно использовать балл пористости из-за новых стандартов на размеры чушек, да и ранее это был очень косвенный показатель. Факт отвратительно низкого качества сырья не учитывается всей отраслью. Лично был на предприятиях, имеющих многомиллиардные основные средства в литейном цехе, но использующих такое сырье. Предполагается, что литейщик сначала сам себе из предложенного ему сырья сделает расплав высокого качества. До сих пор многие литейные цеха сами варят алюминиевые сплавы, но уже давно не имеют квалифицированных инженерных кадров, и не контролируют содержание ни водорода, ни окисных плен. Это все равно, что варить суп, но не контролировать качество ингридиентов. Кушайте, что дают.
У Русала по факту мировой рынок покупает сырье для сырья.Тот же норвежский конкурент Русала - Gidro, поставляет любой европейской литейной фирме сырье, которое не надо рафинировать с применением дорогих наукоемких решений. Предваряя контраргумент, обозначу, что хакасская чушка Русала - толлинговая и не доступна российским литейщикам.
Предваряя контраргумент, что мировой лидер по алюминиевому литью, компания Nemak, покупает российскую чушку (так то по ТУ, а не ГОСТ 1583-93), отмечу, что они у себя на предприятиях предварительно доводят и это сырье до своих требований, используя дорогие технологические решения и опираясь на квалификацию ИТР.
Есть и хорошая новость: на рынке мелькает богучанская чушка А356, отлитая в кристаллизатор, предварительно модифицированная титаном, бором и стронцием.

Подытоживая:
1. Нужно обновить ГОСТ 1583-93. Хотя многие игроки рынка любят мутную воду и будут против. В отсутствие ГОСТа необходимо работать по своим ТУ.  И актуализировать КД на литые детали, чтобы снабжение не покупало сырье низкого качества.
2. Русалу нужно обеспечить хотя бы крупные литейные алюминиевые цеха (ЧТЗ, Звезда, Коломна, Авитек, авиазаводы, автозаводы) богучанской и хакасской чушкой.
3. Только покупкой оборудования результата не добиться. Нужно вкладывать в людей, а за этим следуют и знания, и технологии, и правильные измерения, и понимание требований хотя бы к сырью.
4. Качество сырья снижает требования к квалификации инженеров и плавильщиков, ответственных за качество расплава.
5. Вообще инвестиции в один из первых технологических переделов машиностроения - в литейную отрасль - могут дать позитивный экономический мультипликационный эффект, резко изменив форму графика затрат, за счёт качества литья. Мы уже сэкономили нашим заказчикам многие миллиарды, а главное: уйму времени.


P.S. Я же, как инженер и руководитель, продолжаю мечтать еще об одном литейном цехе с самым современным конкретным оборудованием, которому нашел бы достойное применение. Но не зря же иногда говорят: "бойся своих желаний".

{На фото сырье, изготовленное по нашим ТУ, без водородистой пористости в принципе.}

#предприятия
#самоорганизация #самоуправление
#социократия

Кибуц Cabiran - возможно самая лучшая алюминиевая литейка мира.
Этот израильский "литейный колхоз" основан в 1969 году и является поставщиком Боинга.
Несколько отливок, как иллюстрация к посту.

Меня не удивляют красивые отливки на выставках. Но я видел это литье в серийном производстве. Безупречный внешний вид сотен сложнейших отливок меня поразил в самое сердце литейщика. Ни одной царапинки и ни одной "шероховатости", словно это ювелирные изделия. Какая-то запредельная культура. Без виброгалтовки конечно не обошлось, но ни одного стыка, ни следов плоскости разъёма я тогда не увидел.

Любопытно, что в офферах компании предлагается заплатить примерно миллион рублей за постановку на производство любого изделия, которое вы не заказывали больше года, несмотря на наличие оснастки. Но речь не об этом.

Итак, что такое кибуц? Это коммуна в Израиле, характеризующаяся общностью имущества и равенством в труде и потреблении.

Я с удовольствием посещу эту литейку, при случае. Очень любопытна именно организация труда и культура производства.

А теперь внимание:
нечто похожее на кибуц есть в пригороде Екатеринбурга - Березовском. Компания Ойл-Энерджи, основанная капитаном команды КВН "Керосинки" (РГУ Нефти и Газа имени Губкина) и внуком академика Зацепина - Дмитрием.

В прикрепленной статье 32 тезиса и субъективные выводы.

P.S. Публикую следующий материал, как только соберу достаточно лайков и комментариев для вдохновения. Поддержка профессионального сообщества- это как наркотик. :)

На 83 году ушёл из жизни Александр Александрович Мандрик. Самый требовательный и самый любимый студентами преподаватель литейной кафедры Бауманки. У меня несколько воспоминаний об этом добром человеке.

В 1998 году он казался мне самым суровым преподом, но наши одногруппницы оперативно его раскусили и записались к нему, как к руководителю курсовых работ. Я так быстро не среагировал. Но в его кабинете тоже проводил много времени.

Как то невзначай он рассказал о службе в армии, совместных учениях с немцами и поляками, и случившейся массовой драке: сначала между немцами и поляками, а потом - все против наших. Мол, пришлось им навалять. На утро было построение, и все десантники ожидали строгого выговора, если не бОльших последствий. Но генерал, зная о подробностях, сказал кратко: "молодцы, не посрамили".
Такого же бойцовского духа он требовал и от студентов, сравнивая учёбу в Бауманке с шестью годами на галлерах, жестко требуя такой же ритмичности.

Он был и душою, и главным церемонимейстером, имея опыт руководства кафедрой, обладая непререкаемым авторитетом, модерировал защиты дипломных работ вплоть до последних лет.

Один из немногих преподавателей с кафедры, он нашёл время посетить нашу литейку, и произвёл неизгладимое впечатление на коллектив. Сегодня, несмотря на многие пролетевшие годы, вспомнили... и его доступные для понимания формулировки о самых разных нюансах специальных видов литья,  и как подмечал и нахваливал оригинальные решения наших специалистов, а главное, как он бережно общался с супругой по телефону.
Он также привозил к нам своих студентов.

Лет 12-15 назад я приехал на кафедру его навестить с 10-ти килограммовой лопастной отливкой в руках. Он тут же заставил меня читать лекцию для двух групп кафедры. С ходу без подготовки. Мол рассказывай о своём опыте, как есть. А сначала представил меня со словами "знакомьтесь, всего столько лет назад этот человек был таким же раздолбаем, как и вы". Меня его студенты чуть не сожрали своим любопытством. Под напором вопросов я краснел, пыхтел, но рассказывал. Спустя год я узнал, что Сан Саныч был куратором этих групп, и получил звание лучшего куратора МГТУ им. Н.Э.Баумана! Эти две группы показали наилучшую успеваемость в Бауманке, и чуть ли не треть закончили университет с отличием.
Но и мне он тогда поставил новые долгосрочные цели.

Спустя ещё несколько лет, в день космонавтики, спонтанно, мы навестили его целой толпой одногруппников. Послушали его наполненные мудростью  и добрым юмором рассказы из жизни. Я задал ему вопрос, что делать, если коллектив не хочет брать в работу сложную отливку, слишком большие ответственность и риски. Ни минуту не задумываясь, сверкнув глазами, он сказал: "Шашку наголо и вперёд!".

Покойся с миром, дорогой наш наставник Сан Саныч, земля тебе пухом.
Помним, скорбим.

Похороны 11 ноября.
Морг, ул. Стартовая д. 4 ст 5. Время с 10:30 до 11:00.
Кладбище, ул. Киово, 100, Лобня, Московская обл., 141730
На кладбище ориентировочно 12:00.

#предприятия
#экономика
(Чехия, ЧАСТЬ 1)

1. Несколько лет назад посетил #предприятие Sandteam в Брно (Чехия). Они производят экологичные неорганические смолы - связующие Geopol для песчаных стержней. Лучшая земельная лаборатория, которую я видел в своей практике. Ближайшая по уровню лаборатория в России, позволяющая осуществлять мощную техподдержку только у УХП (надо с них попросить денег за эту рекламу).
Кроме своего связующего компания занимается производством песчаных стержней. И продаёт их большому количеству литеек, и не только в Чехии. При этом используя три вида стержневых машин: Геополь, Колд-бокс-амин, Хот-бокс. Из белого синтезированного японского песка делают уникальные межлопастные стержни. Очень гладкие. Выглядят они как керамические, но при этом обладают газопроницаемостью.

Нам далеко до такой кооперации: элементы литейных форм изготавливают в одном городе, а собирают и заливают расплавом - в другом. Это называется аутсорсинг.

2. Расскажу, как аутсорсинг влияет на #экономику предприятия.

Как известно, есть две стратегии: делать все у себя на заводе (#Кубаньжелдормаш) или развивать кооперацию (отдавать изготовление части комплектующих (услуг, бизнес-процессов) на сторону). Это и есть аутсорсинг, на который можно отдать, например: клининг, охрану, бухгалтерию, изготовление не только деталей, но даже элементов литейных форм.
А вот задачи развития на сторону не отдашь.

Именно аутсорсинг и кооперация - мощнейшие двигатели экономики государства.

Далее тезисы:
* Чем меньше коллектив, тем лучше управляемость. Часто бутылочным горлышком системы, а значит самым ценным ресурсом, является время руководителей, которое они могут направить на планирование (самая тяжелая для мозга задача по нейрофизиологии), на вопросы развития, на подготовку производства к выпуску новой продукции.

*на аутсорсинг не отдают, потому что по ложной формуле несуществующей себестоимости - у себя делать "дешевле", но гораздо важнее пропускная материальная способность предприятия - поток. И если аут-г позволяет расшить узкое место, то это становится иногда условием выживания.

*продукцию с низкой добавленной стоимостью, с изготовлением которой могут справиться многие, надо отдавать на аутсорсинг в первую очередь.

*на аутсорсинг не отдают, боясь потерять в качестве. Это важный аргумент. Однако часто именно узкая специализация аутсорсеров позволяет им обеспечить самое лучшее качество на рынке.

*очевидно, что в условиях растущего спроса, аутсорсинг- единственный способ быстро нарастить объёмы. А при падении объёмов становится нечем кормить простаивающий коллектив, и чем больше отдано на сторону, тем легче пережить это падение. А мы с вами вроде не живем в условиях плановой экономики и стабильности на десятилетия вперёд.

*своих партнёров по кооперации надо тщательно выбирать, но потом активно развивать, не заниматься жлобством, не душить по цене, не менять на других из-за 5% цены, не навязывать отсрочку, становиться для них и другом, и требовательным стратегическим партнёром. К сожалению, это не в наших традициях "урвачества", но пора себя перевоспитывать, чтобы почувствовать нужный баланс интересов.

P.S. Я знаю, что литейщиков заинтересует в первую очередь упомянутое связующее. Мы его серийно использовали до событий. Это тема отдельного поста. Второй анонсируемый пост будет посвящён ещё одному чешскому предприятию - алюминиевой литейке Uniterm.

На фото основатель и действующий руководитель Sandteam.

#предприятия
#экономика
(Чехия, ЧАСТЬ 2)

1) Unitherm - производитель алюминиевого литья, один из участков которого работает по технологии ХТС на неорганическом связующем Geopol. Очень похоже на ветвь нашего производства. Сопоставимые объёмы выпуска.
Несколько наблюдений 2019 года (небольшая профилактика синдрома восторженного туриста):
* зарплаты литейщиков ниже наших - и это в сердце Европы, в 20 км уже Германия.
* половина зарплаты у них уходит на оплату коммунальных расходов. Отопление по часам к приходу хозяев домой. Дома зимой в свитерах. Преобладает дровяное отопление, вплоть до котельных для 4-х этажных домов.
* очень строгие законы и штрафная система.
* очень много бюрократии и юридических тяжб по мелочам.
* жирный плюс: развитая социальная политика (хорошие пенсии, доступная среда и бесплатная реабилитация для инвалидов) и хорошее пиво в дешёвых ресторанчиках.

Возвращаясь к предприятию, тезисно:
* упор на экологию (светло, чисто и не воняет);
* внимание к качеству литья;
* концентрация на сокращении абсолютно прямых затрат (песок, металл, электроэнергия);
* окладная система;
* опрятные рабочие работают без суеты, даже какая-то вялость;
* дорогие ухоженные основные средства, включая систему регенерации песка;
* прекрасное качество алюминиевого сырья (норвежская "чушка" Gydro, полученная литье в кристаллизатор и напиленная в размер - на эту тему был пост выше, а здесь фото).
* не очень большая номенклатура деталей средней сложности. Хотя картерные отливки это не совсем уж простые изделия.
* качество модельно-стержневой оснастки не идеально.
* на мой вопрос, почему при покраске стержней используют не напорный, а ижекционный краскопульт, начальник цеха честно ответил, что у рабочих не хватает культуры для такого оборудования, пробовали, быстро сломали.
К слову мы много лет используем напорную безвоздушную покраску (но это тема отдельного поста).



2) #Экономика предприятия и государства

По сложности и качеству литья, зарплатам, производительности труда Литмашдеталь опережает эту чешскую литейку. Несмотря на то, что основные средства у них лучше. В этом смысле мы в России работаем вопреки и являемся скорее исключением, чем правилом. Попробую порассуждать о влиянии основных средств на экономику предприятия и государства.

Мы много общались на тему себестоимости с местным руководством. Они привыкли считать и активно экономить только упомянутые выше абсолютно прямые затраты. Зарплату и электроэнергию вынесем за скобки. А вот амортизация основных средств, как по советскому учебнику, осуществляется за 10 лет и на практике представляет из себя лизинговые платежи под 2% годовых.
Кредитная и налоговая политика позволяет им строить прекрасные промышленные здания, вводить в строй хорошее передовое оборудование. А мы вынуждены жить по принципу "голь на выдумки хитра".

Наши предприятия не могут растянуть амортизацию на 10 лет. Смотрите выше пост про управленческий учёт на стероидах. При нашей кредитной политике, чтобы купить систему регенерации песка (а мы в ней нуждаемся) за 60 млн.рублей, мы должны получить сначала столько чистой прибыли и смело ее потратить (!). И только потом эта регенерация начнет нам экономить 10 млн.рублей в год, если сохранится стабильная загрузка. А европейцы тупо платят по 6 млн. в год за систему, которая им экономит 10 млн.
Средний бизнес в России не инвестирует в основные средства, если они не окупаются за 2-3 года. Потому что нет свободных денег. Это главный тормоз в развитии экономики и недостаток промышленной политики государства.

Энерговооруженность (как тракторами в сельском хозяйстве, так и станками в машиностроении) в 10 раз меньше, чем в Штатах. Меньше полос движения на всех материальных потоках. И вечные "пробки".
Но кажется "жаренный петух" начал клевать правительство и появились ростки надежды. ФРП, субсидируемые процентные ставки и т.д.