AS9102 – FAI, czyli kontrola pierwszej sztuki w lotnictwie

FAI – kontrola pierwszej sztuki w praktyce. Na co zwrócić uwagę?

O tym jak istotna jest kontrola jakości nie trzeba nikomu przypominać. Wliczając w to nawet przedstawicieli wydziałów produkcyjnych, którzy od zawsze twierdzą, że to nic innego jak strata czasu. A nawet jeśli okaże się, że części są wadliwe to… w sumie i tak będzie wina właśnie kontroli jakości. Bo produkcja jak sprawdzała to przecież były zgodne.

Takie historie zna zapewne każdy z nas. Jednak na gruncie prywatnym podejście jest już całkiem inne. Tam nie ma zmiłuj i każdy bez wyjątku będzie wolał produkt, który poddany został odpowiednim testom i dokładnemu sprawdzeniu. I to nawet Ci, którzy na co dzień są najbardziej zagorzałymi przeciwnikami każdej formy kontroli jakości.

A co jeśli nawet po wykonaniu kontroli wyrób w dalszym ciągu nie jest zgodny, ale pomimo tego faktu został zwolniony do wysyłki? W sumie to taka sytuacja nie jest niczym nowym. W innym przypadku chyba nikt nie znałby pojęcia reklamacji od klienta. Ale to nie wszystko. Bowiem mogło się zdarzyć, że pewne charakterystyki wyrobu nigdy nie zostały sprawdzone. I co wtedy? Jaką mamy pewność, że wyprodukowana część rzeczywiście spełnia wymagania. Co więcej, w przypadku niektórych wyrobów są takie właściwości, które potwierdza się wyłącznie jednorazowo. Są oczywiście od tego pewne wyjątki, ale jeśli nie wprowadza się żadnych zmian w procesie bądź konstrukcji danej części to taką częstotliwość można przyjąć. I nie mówimy tutaj o żadnym próbkowaniu. Najczęściej wynikają one z faktu, że są sprawdzane podczas testów niszczących. Zatem po ich wykonaniu w znakomitej większości przypadków dana część nie będzie się już nadawała do niczego. Co zatem zrobić, aby potwierdzić, że dany proces produkcyjny jest zdolny do wyprodukowania wyrobu zgodnie z założeniami dokumentacji konstrukcyjnej? Z pomocą przyjdzie proces znany jako Kontrola Pierwszej Sztuki. Bazuje on na wymaganiach normy AS9102, ale to czym on jest oraz kiedy i jak się go wykonuje powiemy sobie w dalszej części tego materiału. Miłej lektury!

W skrócie

Czytając ten artykuł dowiesz się:

• Co to jest Kontrola Pierwszej Sztuki oraz czym FAI różni się od FAIR.
• Na czym polega planowanie FAI i czy jest to niezbędne.
• Z jakich elementów składa się raport FAI.
• Czy FAI może obejmować niezgodne charakterystyki.
• Jak długo jest ważny zatwierdzony raport z kontroli pierwszej sztuki.

Kontrola pierwszej sztuki – definicja i zastosowanie

Kontrola pierwszej sztuki to zaplanowany, kompletny, niezależny oraz udokumentowany proces kontroli i weryfikacji mający na celu zapewnienie, że w wyniku określonych procesów produkcyjnych otrzymamy wyrób zgodny z dokumentacją konstrukcyjną.

Co ważne kontrola pierwszej sztuki odbywa się na części lub w razie potrzeby częściach reprezentujących pierwszą partię produkcyjną. Wykonanie FAI dla części na innych etapach, jak chociażby podczas wykonywania prototypu, nie jest standardowo praktykowane. Jednakże zależy to od wymagań zdefiniowanych przez poszczególnych klientów.

Tyle teorii bazującej na zapisach AS9102, normy która szczegółowo definiuje wymagania dla procesu Kontroli pierwszej sztuki. Zanim jednak przejdziemy dalej sprawdźmy czym różnią się dwa powszechnie stosowane określenia, z którymi się najczęściej spotkacie. Oba są akronimami od angielskich określeń. Są to:
– FAI – First Article Inspection, czyli po prostu kontrola pierwszej sztuki
– FAIR – First Article Inspection Report, czyli raport z przeprowadzonej kontroli pierwszej sztuki.

AS9102 jest normą powszechnie stosowaną w branży lotniczej. Kontrola pierwszej sztuki według jej wymagań dotyczy:
– odlewów i odkuwek
– części (definiowanych przez AS9102 jako detal)
– złożeń na różnych etapach
– modyfikacji części katalogowych
– produktów komercyjnych dostępnych od ręki (COTS).

Co więcej jest ona wymagana w przypadku każdej charakterystyki wynikającej z rysunku, modelu 3D, czy innego powiązanego dokumentu. Wyjątkiem w tej sytuacji są procesy specjalne, dla których opcjonalnie można przedłożyć szczegółowy certyfikat zgodności dokumentujący mające zastosowanie wymagania oraz osiągnięte wyniki. Jednak dotyczy to dostawców, którzy na danej części wykonują wyłącznie procesy specjalne.

Więcej na temat procesów specjalnych znajdziecie w osobnym artykule:
Procesy Specjalne – czym są oraz po co je wykonujemy

Kontrola pierwszej sztuki – po co ją wykonywać?

Jak wynika z powyższej teorii, głównym celem przeprowadzenia kontroli pierwszej sztuki jest ocena zdolności procesu produkcyjnego do wytworzenia produktu zgodnego z wymaganiami. Jednak to nie wszystko. Bowiem to również potwierdzenie, czy dany dostawca dokonał pełnego przeglądu oraz prawidłowo rozumie wymagania dotyczące produktu. Dzięki FAI mamy także zapewnienie zgodności wyrobu na etapie startu produkcji oraz po wprowadzeniu zmian w procesie lub wymaganiach.
Wykrycie niezgodności na tym etapie pozwala nam na znaczącą redukcję kosztów złej jakości, ale także na szybsze podjęcie odpowiednich działań mających na celu zapewnienie zgodności z wymaganiami. Dzięki czemu zwiększamy poziom jakości oraz dostaw na czas, co ma znaczące przełożenie także zadowolenie naszego klienta. Jest jednak jeszcze jeden kluczowy cel, które dzięki temu osiągamy. Mianowicie, zapewniamy odpowiedni poziom bezpieczeństwa podczas użytkowania wyrobu, co ma nie bagatelne znaczenie w przypadku produkcji lotniczej.

Planowanie FAI

Wykonanie kontroli pierwszej sztuki wymaga solidnych podstaw, dlatego norma AS9102 kładzie duży nacisk na zaplanowanie tej aktywności. Przede wszystkim organizacja powinna zdefiniować i udokumentować proces dotyczący planowania kontroli pierwszej sztuki, w którym zdefiniowane zostaną czynności do wykonania oraz osoby za nie odpowiedzialne.

Etap ten powinien obejmować następujące zadania:
– określenie metod pomiaru dla charakterystyk konstrukcyjnych, wliczając w to charakterystyki kluczowe, elementy krytyczne, a także te charakterystyki, dla których pomiar na gotowym wyrobie jest niemożliwy. Wyposażenie kontrolno-pomiarowe jakie będziemy planowali zastosować powinno posiadać wymaganą dokładność, być identyfikowalne, oraz posiadać śledzenie do dokumentacji potwierdzającej jego zgodność.
– zdefiniowanie jakie dowody obiektywne będą niezbędne dla każdej charakterystyki. Podstawą jest zawsze tzw. obalonowana dokumentacja konstrukcyjna, czyli taka, która przy każdym wymaganiu ma dorysowany balon z indywidualnie przypisanym numerem. Jego rolą jest zapewnienie śledzenia pomiędzy daną charakterystyką a formularzem 3 raportu FAI. Co więcej, jest to również dowód na to, że żadne wymaganie nie zostało pominięte. Dodatkowo dowodami zgodności mogą być również same wyniki pomiaru zamieszczone na formularzu 3, certyfikaty zgodności, czy też raporty pomiarowe.
– zidentyfikowanie dostawców materiału, procesów specjalnych, czy laboratoriów testowych, którzy spełniają wymagania klienta oraz jeśli to wymagane są przez niego zatwierdzeni. Źródła te powinny być również zgodne z dokumentacją wewnętrzną, czyli przykładowo procesem technologicznym.
– potwierdzenie, czy dokumentacja wewnętrzna obejmująca przykładowo przewodnik, proces technologiczny czy też karty techniki opracowane zostały zgodnie z konfiguracją zdefiniowaną na zamówieniu klienta.
– ustalenie z klientem zasad przeglądu FAI, wliczając w to różne etapy produkcji części. Jest to istotne zwłaszcza w przypadku wspomnianych charakterystyk, których nie będziemy w stanie zmierzyć na gotowym wyrobie. Może to obejmować przykładowo wymiary części przed nałożeniem różnego rodzaju powłok, jak chociażby lakierniczej.
– określenie warunków w przypadku, których niezbędne będzie ponowne wykonanie kontroli pierwszej sztuki. Osobne wymagania powinny dotyczyć częściowej weryfikacji tzw. delta FAI a inne pełnego raportu. O tym czym one się różnią powiemy sobie w dalszej części materiału.

FAIR, czyli raport z kontroli pierwszej sztuki

Raport kontroli pierwszej sztuki składa się z trzech podstawowych formularzy oraz dowodów obiektywnych w postaci załączników, które mogą się różnić w zależności od wymagań poszczególnych klientów. Każdy z tych formularzy pełni inną rolą:
– formularz 1 (Form1) – zapewnia pełne śledzenie do danej części
– formularz 2 (Form2) – zapewnia śledzenie do materiału, procesów specjalnych oraz testów funkcjonalnych
– formularz 3 (Form3) – zawiera wszystkie charakterystyki produktu oraz dowody obiektywne potwierdzające zgodność lub informację o niezgodnościach.

Pamiętajmy, że zatwierdzony raport z kontroli pierwszej sztuki jest dowodem obiektywnym i zgodnie z wymaganiami klienta lub wewnętrznymi powinien być przechowywany przez określony czas.

Detal a złożenie

Informacja o tym jaki rodzaj raportu FAI został opracowany znajduje się na formularzu 1 (Pole# 13). Dodatkowo w przypadku złożenia niezbędne będzie zapewnienie śledzenia do każdej części jaka została do niego użyta. W tym celu należy wypełnić pola od 15-18, również na formularzu 1. Co ważne, Pole# 18 wymaga podania identyfikacji numeru FAIR dla danej części. Oznacza to, że na etapie opracowywania FAI dla złożenia wszystkie części składowe powinny posiadać już zatwierdzony FAIR. W przeciwnym wypadku przedłożony raport będzie musiał zostać odrzucony z powodu użycia niezatwierdzonej części.

Niezgodne charakterystyki

W wielu przypadkach uruchomienie pierwszej partii produkcyjnej może wiązać się z ryzykiem wystąpienia niezgodności. Pojawia się wówczas zasadnicze pytanie, czy część, która nie jest zgodna z dokumentacją konstrukcyjną może być przedmiotem FAI a co więcej zostać także zatwierdzona? Odpowiedź na to pytanie nie może być jednoznaczna. Wszystko zależy bowiem od charakteru danej niezgodności a dokładniej od dyspozycji jaka na nią została wydana. Ale zacznijmy od początku.

Z definicji niezgodność występuje wtedy, gdy dane wymaganie nie jest spełnione. Warto jednak pamiętać, że mamy dwie grupy niezgodności dotyczące produktu:
– brak spełnienia wymagań technologicznych
– brak spełnienia wymagań konstrukcyjnych.

W pierwszym przypadku mówimy wyłącznie o niezgodności do wymagań technologicznych. Może to być zatem przekroczenie tolerancji na jednej z pierwszych operacji obróbki zgrubnej. Co prawda czasem taka wada może powodować, że spełnienie wymagań konstrukcyjnych może być trudniejsze, ale nie będzie niemożliwe. Zatem ostatecznie wyrób, który zostanie przedłożony do kontroli będzie zgodny z wymaganiami. W innym przypadku mamy do czynienia z drugą grupą niezgodności. Może się bowiem okazać, że wspomniany defekt, mimo powstania podczas obróbki zgrubnej jest na tyle duży, że przekroczona została również tolerancja rysunkowa. W takim wypadku tok postępowania będzie nieco inny. Zaś zanim przystąpimy do wykonania FAI niezbędne będzie uzyskanie dyspozycji dla danej wady.

Uprawnienia do dysponowania danym wyrobem niezgodnym posiada organizacja projektowa. Nie zawsze jednak będzie to nasz bezpośredni klient. W niektórych przypadkach możemy być tylko kolejnym z kolei dostawcą. Jednak równie dobrze to nasza firma może być autorem projektu i posiadać stosowne uprawnienia.

Istnieje kilka różnych dyspozycji jakie mogą być wydane dla danej niezgodności. Są to:
– użyć jak jest, czyli organizacja projektowa akceptuje niezgodność bez dodatkowych zmian
– poprawa – jest to dodatkowa obróbka jakiej poddana będzie część, aby doprowadzić ją do zgodności z wymaganiami konstrukcyjnymi. Najczęściej stosowana jest w przypadku procesów specjalnych i może przykładowo dotyczyć wykonania dodatkowej obróbki cieplnej, czy też ściągnięcia danej powłoki i ponownego jej nałożenia. Ta forma dyspozycji bywa również wydawana w przypadku niezgodności z wymaganiami technologicznymi.
– naprawa – również jest to wykonanie dodatkowej obróbki, której celem będzie zmiana pewnych właściwości części, jednakże w dalszym ciągu będzie ona niezgodna z wymaganiami. Po wykonaniu naprawy wydawana zostanie ostateczna dyspozycja, która może dopuścić wyrób do użytkowania lub nie.
– zabrakowanie – czyli fizyczne uszkodzenie części, usunięcie z niej numerów seryjnych jeśli mają zastosowanie i zezłomowanie.

W przypadku pierwszej dyspozycji oraz po akceptacji poprawy lub naprawy część może zostać poddana kontroli pierwszej sztuki. Opracowując raport FAI dla takiej części niezbędne będzie zamieszczenie w nim stosownej informacji, aby zapewnić śledzenie do dokumentacji wyrobu niezgodnego. Dedykowane do tego jest pola# 8 oraz #19 na formularzu 1. Natomiast bardziej szczegółowe dane powinny zostać zawarte w Formularzu 3. Pamiętajmy, że podstawą do zatwierdzenia takiego raportu z kontroli pierwszej sztuki będzie dowód obiektywny potwierdzający wykonanie dyspozycji.

Jednak to nie wszystko. Bowiem niezbędne będzie także wdrożenie stosownych działań naprawczych, których celem będzie wyeliminowanie przyczyn powstałej niezgodności. W rezultacie po wykonaniu kolejnej serii produkcyjnej powinniśmy przedłożyć do zatwierdzenia kolejny FAI. W zależności od rodzaju niezgodności może on być częściowy, pokrywający wyłącznie same niezgodne charakterystyki, lub w niektórych przypadkach ponownie pełny.

Są jednak takie grupy wyrobów, gdzie nie zawsze możliwe jest wprowadzenie odpowiednich zmian, aby zapewnić zgodność z wymaganiami. A nawet jeśli się uda to będzie to bardzo czasochłonne i kosztowne. Przykładem takich części są odlewy precyzyjne. W takim wypadku ostateczna decyzja zależy od klienta. W niektórych przypadkach może on zaakceptować istnienie danej wady przez z góry określony czas. Oczywiście wszystko zależy od jej krytyczności.

Jak często należy wykonywać nowy FAI?

Wiemy już, że każdorazowe uruchomienie produkcji nowej części wiąże się z koniecznością przygotowania raportu FAI. Jednak nie zawsze będzie to czynność wyłącznie jednorazowa, o czym mogliśmy się przekonać analizując przypadek niezgodnej części. Zasadniczo istnieją pewne czynniki, które należy wziąć pod uwagę w celu podjęcia decyzji o ponownym wykonaniu kontroli pierwszej sztuki. Co więcej AS9102 wymaga, aby organizacja zdefiniowała odpowiedni proces, którego rolą będzie ocena zmian procesie produkcyjnym lub dokumentacji konstrukcyjnej wyrobu właśnie pod tym kątem. Podczas takiej oceny należy zweryfikować:
– zmiany w dokumentacji konstrukcyjnej wyrobu
– zmiany w procesie produkcyjnym, wliczając w to między innymi oprzyrządowanie, programy obróbcze, postprocesory, materiały, metody inspekcyjne, czy też dostawców procesów
– czynniki naturalne
– przerwę w procesie produkcyjnym wynoszącą co najmniej dwa lata i liczoną od momentu wykonania ostatniej operacji do ponownego uruchomienia produkcji.

Na bazie wykonanej analizy należy podjąć decyzję czy FAI będzie pełny, czy wyłącznie częściowy. Różnica między obydwoma raportami jest prosta. Pełny FAI obejmuje wszystkie charakterystyki, zaś częściowy wyłącznie, te na które wpływ ma któryś z wymienionych przed chwilą czynników.

Podsumowanie

Kontrola pierwszej sztuki powszechnie znana jako FAI to proces mający na celu weryfikację procesu produkcyjnego poprzez sprawdzenie części. Jego wymagania oparte są o normę AS9102 i są szeroko stosowane w przemyśle lotniczym. Raport opracowywany jest dla jednej lub grupy części z pierwszej partii produkcyjnej. Poprzedzony jest on szeregiem obowiązkowych działań nazwanych planowaniem FAI. W przypadku niektórych wyrobów raport obejmował będzie także charakterystyki niezgodne. Nie zawsze bowiem uda się wykonać w pełni zgodną część. W takim przypadku niezbędne jest podjęcie odpowiednich działań obejmujących między innymi dyspozycję dla danej niezgodności, jej wykonanie a także ponowne wykonanie raportu FAI. Jednak to nie jedyny przypadek, gdy kontrola pierwszej sztuki będzie musiała zostać powtórzona. Najczęściej powodem są zmiany w dokumentacji konstrukcyjnej lub procesie produkcyjnym wyrobu. Również przerwa w wykonywaniu danej części lub operacji, która wynosi dwa lata niesie za sobą analogiczne obowiązki.

Mam nadzieję, że materiał ten przybliżył Wam nieco tematykę kontroli pierwszej sztuki jaka wykonywana jest w lotnictwie. Jeśli macie jakieś pytania to zapraszam do poniższej sekcji komentarzy. Do zobaczenia w następny poniedziałek!