Tăng thông lượng và lượng thông tin kiểm tra cho các thiết bị y tế

Năm 2019, kỹ sư tự động hóa của Orchid đã nỗ lực tìm kiếm các công nghệ tự động hóa các quy trình đo lường và chất lượng để giảm thời gian kiểm tra và tăng thông tin. Orchid cũng đã xem xét các giải pháp đo lường 3D với hệ thống ATOS. Sau khi xem xét kết quả của một nghiên cứu R&R (lặp lại và tái lập) được thực hiện với công nghệ này, Orchid đã mua một máy quét 3D ánh sáng xanh không tiếp xúc, bao gồm phần mềm ZEISS INSPECT và ứng dụng VMR (Phòng đo ảo) để tự động hóa hoàn toàn việc kiểm tra cuối cùng, kiểm tra trong quy trình và kiểm tra sản xuất.

Vì nhiều yêu cầu của khách hàng Orchid quy định loại thiết bị đo lường nào được chấp nhận để kiểm tra, nên việc triển khai công nghệ ATOS cần phải được sự đồng thuận từ các khách hàng đó.

"Họ muốn biết R&R của thiết bị đo, và họ muốn đảm bảo rằng cho dù bạn có thiết lập bộ phận đó theo bao nhiêu cách khác nhau trên một đồ gá, việc kiểm tra sẽ luôn tìm thấy bộ phận đó theo cùng một cách và tương quan với phương pháp kiểm tra máy đo tọa độ CMM trên máy vi tính, vốn là tiêu chuẩn trước đây của ngành. Vì vậy, nếu chúng tôi có thể tương quan máy đo tọa độ CMM và cho thấy một thiết bị đo có R&R tốt, tức khoảng 10% dung sai tính năng, khách hàng sẽ dễ dàng mua lại quy trình hơn nhiều. Có rất nhiều hệ thống kiểm tra khác ngoài kia, nhưng chúng không thể giảm xuống 10% dung sai tính năng như chúng tôi muốn ", Frank Sears, Kỹ sư chất lượng chính tại cơ sở Oregon của Orchid cho biết. Ngoài ra, ATOS đo hình dạng bề mặt toàn trường bằng cách sử dụng công nghệ chiếu rìa ánh sáng xanh tiên tiến, do đó tạo ra một bản sao kỹ thuật số của toàn bộ sản phẩm.

Sau khi công nghệ ATOS vượt qua nhiều nghiên cứu về mối tương quan và R&R của thiết bị đo, Orchid đã nhận được yêu cầu mua từ hai khách hàng với tổng số năm sản phẩm khác nhau trong vòng 12 tháng đầu tiên sau khi mua.

Sears và nhóm của ông sử dụng các chức năng lập trình trực tuyến và ngoại tuyến Smart Teach trong Ứng dụng VMR để tự động định vị và tối ưu hóa cánh tay robot bên trong ScanBox để đạt được góc tối ưu cho cảm biến ATOS để thu thập dữ liệu đầy đủ. Để tiếp tục nâng cao quy trình của mình, họ đã hợp tác với đội ngũ chuyên gia tự động hóa của ZEISS để tạo ra một mẫu tùy chỉnh bằng cách sử dụng các phương pháp lập trình (scripting), nhằm thực hiện quét 3D và kiểm tra tự động, đáp ứng các yêu cầu cụ thể của khách hàng Orchid. Tập lệnh được xử lý thông qua Kiosk Interface, giao tiếp liền mạch với Ứng dụng VMR nhằm thực hiện quét hàng loạt để kiểm tra nhiều phần. Chuyên viên vận hành đặt nhiều bộ phận cấy ghép khớp gối, trung bình 24 bộ phận mỗi lần, vào một đồ gá trong ScanBox. Nhấn nút kích hoạt ScanBox để bắt đầu số hóa lô bộ phận. Phần mềm phân tách một cách thông minh các bộ dữ liệu lưới 3D của nhiều bộ phận và lưu trữ từng bộ phận trong một thư mục cụ thể. Sau đó, phần mềm sẽ lặp lại và lấy từng bộ dữ liệu riêng lẻ, áp dụng mẫu kiểm tra đo lường phù hợp và tự động tạo báo cáo.

Bằng cách thực hiện quy trình này, mục tiêu ban đầu của Orchid là giảm thời gian kiểm tra và tăng thông tin bộ phận đã được đáp ứng ngay lập tức. "Một sản phẩm cấy ghép đầu gối trước đây mất khoảng bốn phút để kiểm tra và chúng tôi chỉ có bốn đặc điểm được đo trên đó bằng phương pháp đo truyền thống. Khách hàng muốn chúng tôi kiểm tra thêm nhiều đặc điểm hơn, vì vậy chúng tôi đã thêm rất nhiều đặc điểm vào quy trình kiểm tra so với thông thường, và nhờ sử dụng ScanBox, chúng tôi vẫn tiết kiệm được thời gian. Với máy đo tọa độ một điểm (CMM), việc kiểm tra 40 chi tiết chỉ với 4 đặc điểm trên mỗi chi tiết sẽ mất ba giờ. Kirk Dorr, Giám sát viên Kiểm soát Chất lượng tại Orchid Orthopedic Solutions, cho biết: “Chúng tôi mất khoảng 45 phút đến một giờ cho cùng một số bộ phận và chúng tôi đang kiểm tra nhiều tính năng hơn.

Đội ngũ của Orchid cũng được hưởng lợi từ việc tương tác với ZEISS INSPECT dữ liệu trực quan để hiển thị thông tin rõ ràng hơn, đồng thời có sự linh hoạt để làm cho nó chi tiết hoặc không chi tiết khi cần thiết. Khả năng xử lý dữ liệu linh hoạt để hiển thị các tính năng kiểm tra, trực quan hóa và mô hình giúp lập báo cáo kiểm tra hỗ trợ giao tiếp và cộng tác khách hàng rõ ràng.

"ZEISS INSPECT cung cấp bản đồ bề mặt 3D (bản đồ màu, bản đồ nhiệt), nơi bạn có thể xoay và phân tích nó trong thời gian thực trong không gian tọa độ 3D. Bản đồ màu cho bạn biết vị trí của các điểm cao, chính xác nơi bạn cần làm lại và các khu vực khác có thể cần cải thiện. Nó thực sự hữu ích,"Sears nói.

Các kế hoạch tương lai của Orchid bao gồm việc thu hút sự chấp nhận của khách hàng đối với công nghệ ScanBox để mở rộng các dòng sản phẩm mà họ có thể kiểm tra bằng công nghệ tiên tiến này. Tiết kiệm thời gian là một lý do cho sự thúc đẩy này, nhưng động lực lớn nhất là tiết kiệm chi phí.

"Trong năm qua và một số năm, chúng tôi đã xử lý hơn 100.000 sản phẩm đúc bằng ScanBox đã từng được CMM kiểm tra. Chúng tôi muốn tính toán khoản tiết kiệm thực tế của mình và nhận thấy rằng chúng tôi đã nhận được lợi tức đầu tư trong vòng 12 tháng đầu tiên và khoản tiết kiệm chi phí sẽ chỉ tiếp tục tốt hơn khi chúng tôi chuyển đổi nhiều bộ phận hơn từ CMM sang ScanBox," Sears nói. "Kế hoạch của chúng tôi là tiếp tục tiết kiệm tiền và tăng tốc độ kiểm tra bằng cách thêm nhiều sản phẩm hơn vào ScanBox. ScanBox hiện tại của chúng tôi có tỷ lệ sử dụng 80% trong hai ca làm việc tám giờ. Một ScanBox thứ hai sẽ cho phép chúng tôi xử lý nhiều sản phẩm hơn mỗi ngày, cuối cùng tăng gấp đôi thông lượng và tiết kiệm của chúng tôi bằng cách chuyển nhiều dòng sản phẩm hơn sang ZEISS."