เป้าหมายเพื่อประสิทธิภาพ
PolyWorks® ช่วยบริษัทผู้ผลิตอุปกรณ์ด้านแหล่งน้ำมันในการลดเวลาตรวจสอบส่วนประกอบมอเตอร์ จากระยะเวลาที่ใช้เดิมเหลือเพียงครึ่งเดียว
Weaterford International Ltd. คือหนึ่งในบริษัทขนาดใหญ่ที่สุดของโลกที่ให้บริการด้านแหล่งน้ำมันทั่วโลก สำนักงานใหญ่ตั้งอยู่ใน Houston ที่มีพนักงานในบริษัทมากกว่า 34,000 คนทั่วโลก ที่มีสำนักงานตั้งให้บริการมากกว่า 710 แห่ง และมากกว่า 100 ประเทศทั่วโลก บริษัท Edmonton, AB, ใน แคนาดา ออกแบบและผลิตเครื่องมือหลักสำคัญ 2 ตัว สำหรับใช้ปฏิบัติการด้านการผลิตน้ำมัน-- คือ เครื่องปั๊มที่ใช้ในการปั๊มสูบของเหลวในการผลิตของน้ำมันหลังจากที่มีการเจาะขุดไปแล้ว และ เครื่องในส่วนของกำลังการส่งของเหลว
ความท้าทาย
เพื่อให้บรรลุถึงความต้องการของอุตสาหกรรมตลาดขุดเจาะน้ำมันและก๊าซโลกที่โตขึ้น บริษัท Weatherfod จึงเร่งทำการเพิ่มการผลิต และ ด้วยสิ่งนี้เองความต้องการที่จะพัฒนาประสิทธิภาพด้านการตรวจสอบการผลิตต่าง ๆ จึงมีผลอย่างมาก
ผลิตภัณฑ์ของ Weather รองรับการทำงานหลัก ๆ ให้กับบริษัทผู้ผลิตน้ำมันจำนวนมากทั่วโลก บริษัท Edmonton, Alberta ออกแบบและผลิตเครื่องมือหลักสำคัญ 2 ตัว สำหรับใช้ปฏิบัติการด้านการผลิตน้ำมัน -- คือ เครื่องปั๊มที่ใช้ในการปั๊มสูบของเหลวในการผลิตของน้ำมันหลังจากที่มีการเจาะขุดไปแล้วและอีกตัวคือเครื่องในส่วนของกำลังการส่งของเหลว ในส่วนของเครื่องส่งกำลังการส่งของเหลวคือตัวมอเตอร์ที่สร้างพลังขับเคลื่อนเพื่อทำการขุดบ่อน้ำมัน และเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพในการผลิต บริษัทจึง หาวิธีการใหม่ในการตรวจสอบวัดตัวส่งพลังขับเคลื่อนของเหลวให้มีประสิทธิภาพมากขึ้น ซึ่งการตรวจสอบนี้จะมีเรื่องของเรขาคณิตที่ซับซ้อนและยากต่อการตรวจสอบหากใช้วิธีการดั้งเดิม
Fluid power section.
ในอดีต, บริษัทได้คิดสร้างกระบวนการทำงานขึ้นมา 1 วิธีโดยต้องใช้คนถึง 4 คน - 1 คนจากฝ่ายการผลิต,1 คนจากฝ่ายควบคุมคุณภาพ, และอีก 2 คนจากฝ่ายวิศวกรรม เพื่อใช้ในการตรวจสอบขนาดของเครื่องส่งกำลังของเหลวนี้หลังขั้นตอนของการ machine แล้ว กระบวนการตรวจสอบของส่วนประกอบที่เป็นเกลียวขนาดใหญ่นี้ บางครั้งยาวเกือบถึง 20 ฟุต ต้องใช้เวลาประมาณ 1 ชั่วโมงเพื่อเก็บข้อมูลขนาดต่าง ๆ และทำการเปรียบเทียบข้อมูลที่ได้มานี้โดยการป้อนค่าด้วยมือเทียบกันกับดีไซน์ต้นฉบับที่ออกแบบโดยซอฟต์แวร์เขียน CAD. การชดเชยของเครื่องจักรจะถูกปรับค่าตั้งวางอยู่บนพื้นของเครื่องจักรเองซึ่งทำให้เกิดการคลาดเคลื่อนเพราะเกิดการขยับของเครื่องในกระบวนการ machine. เมื่ออุปกรณ์ชิ้นงานเริ่มถูกผลิต จากนั้นกระบวนการวัดตรวจสอบก็เริ่มทำการตรวจสอบค่าซ้ำแบบเดิม เพื่อยืนยันว่าชิ้นงานได้ถูกปรับค่าความละเอียดให้สูงขึ้นและความผิดพลาดลดน้อยลง
"การทำแบบนี้เป็นกระบวนการที่ใช้เวลาค่อนข้างมาก เนื่องจากเราไม่สามารถทำการตรวจสอบในช่วงเวลาทำงานปกติได้ เพราะมันเป็นช่วงเวลาเดียวกันกับที่ฝ่ายวิศวกรรมทำการเปรียบเทียบค่าวัดกับแบบที่เขียน CAD ให้เสร็จสิ้นเสียก่อน" กล่าวโดยนาย Wayne Pilgrim, วิศวกรโปรเจค, ฝ่ายอาวุโสบริษัท Weatherford.
วิธีแก้ไข
ในปี พ.ศ. 2548, บริษัทได้ทำการประเมินผลในการหาวิธีการวัดชิ้นส่วนเหล่านี้ใหม่ในการเก็บข้อมูล และวิเคราะห์ขนาดของข้อมูลดังกล่าวให้มีประสิทธิภาพเพิ่มมากขึ้น. ซึ่งหนึ่งในโปรแกรมก็คือการลงโปรแกรมวัดตรวจสอบสากลที่ชื่อว่า PolyWorks® 3D metrology software จากบริษัท InnovMetric Software ซึ่งเป็นซอฟต์แวร์การวัดลักษณะของชิ้นงานแบบเต็มรูปแบบที่มีความเป็นอัตโนมัติ และ ทันสมัยในการทำงานหลาย ๆ ด้าน รวมไปถึงการเก็บข้อมูล และเปรียบเทียบข้อมูลกับแบบที่เขียนมาแบบอัตโนมัติ
"ผู้ใช้งานพบว่าซอฟต์แวร์ PolyWorks ใช้งานง่าย การหาค่าของชิ้นงานผ่านซอฟต์แวร์นี้ก็เป็นแบบอัตโนมัติซึ่งสิ่งนี้เองทำให้ PolyWorks แตกต่าง" กล่าวโดยนาย Travis Chometsky, นักออกแบบผลิตภัณฑ์ของ Weatherford
การตอบโจทย์ของ PolyWorks|Inspector™ software นั้นใช้งานร่วมกันกับ FARO Laser Line probe ที่วางตั้งอยู่บน Faro Platinum Arm ที่มีความแม่นยำสูง. การร่วมมือกันของ ฮาร์ดแวร์ และ ซอฟต์แวร์ ทำให้เวลาในการตรวจสอบและวิเคราะห์งานลดลงครึ่งหนึ่ง อีกทั้งยังลดจำนวนคนจาก 4 คนเหลือเพียง 2 คน. นอกจากนั้น ณ ปัจจุบันกลุ่มไลน์ผลิตก็สามารถแยกทำงานได้ตลอด 24 ชม. โดยไม่ต้องหยุดรอเรื่องของการตรวจสอบวิเคราะห์และเปรียบเทียบการวัดอีกต่อไป.
การเก็บข้อมูลดิบจากเครื่องสแกน
ในทางปฏิบัติ, FARO Laser Line probe เก็บข้อมูลสแกนขนาดของชิ้นงานได้มากถึง 19,200 point ต่อวินาที. ในระยะเวลาการตรวจสอบเครื่องส่งพลังงานของเหลวโดยปกติของ Weatherford จะอยู่ที่ประมาณ 10 - 15 นาที จำนวนข้อมูลดิบจากการสแกนเป็นล้านล้านจุดได้ถูกเก็บเพื่อนำมาหาค่าขนาดและลักษณะต่าง ๆ ได้อย่างมีประสิทธิภาพ.
"เราให้ซอฟต์แวร์ PolyWorks ทำงานแทนเรา--ในทางคณิตศาสตร์--ในการหาค่าที่เหมาะสมในการทำการตัดชิ้นงานด้วยซอฟต์แวร์, Mr. Pilgrim กล่าว. "เพราะประสิทธิภาพในการ alignment แบบอัตโนมัติของโพลีเวิร์ค ซอฟต์แวร์ จึงสามารถยืนยันผลลัพธ์ที่ได้ เพราะมั่นใจว่าจะไม่มีเรื่องค่าความผิดพลาดจากคนใช้งานในระหว่างการเก็บข้อมูล"
บริษัทใช้การตรวจสอบการประมวลผลอย่างต่อเนื่องของโปรแกรมคอมพิวเตอร์ตามเกณฑ์พื้นฐาน "ตัวอย่างเช่น, ถ้าเกณฑ์กำหนดให้ทำการผลิตชิ้นงาน 5 ชิ้น, คนวัดจะใช้ PolyWorks / FARO Laser Line Probe ในกระบวนการวัดตรวจสอบในชิ้นแรกที่ผลิตมา และจากนั้นใช้โปรแกรม CNC ตัวเดิมในการผลิตอีก 4 ชิ้นที่เหลือโดยไม่ต้องรอการตรวจสอบจาก PolyWorks / Faro Laser," กล่าวโดย นาย Pilgrim. "เราจะตรวจสอบชิ้นงานที่ผลิตเสร็จแล้วต่อเมื่อชิ้นงานนั้นเกิดคำถามจากการวัดด้วยวิธีอื่น ๆ มา"
กระบวนการตรวจสอบชิ้นส่วนเครื่องส่งพลังงานของเหลวจะเป็นการวัดซ้ำ ๆ เหมือนเดิม หลังจากที่เครื่องจักรตัดชิ้นงานโมเดลใหม่ขึ้นมา ข้อมูลดิบหรือ raw data point จะถูกเก็บผ่านทางกระบวนการสแกน 3D และจาก point cloud นั้นเองที่ซอฟต์แวร์ PolyWorks จะสร้างผิวหรือ mesh ด้วย IMInspect™ module. คนวัดใช้เทคนิคการประกบหรือเรียกว่า alignment ใน PolyWorks จากการนำข้อมูล mesh ที่ได้ประกบเข้าหา CAD อ้างอิง (data-to-CAD alignment), คือการนำเข้าไฟล์ ProENGINEER เข้ามาใน PolyWorks, เพื่อทำให้ชิ้นงานทั้ง 2 ชิ้นอยู่ในจุดเริ่มต้นเดียวกัน และเมื่อมีการประกบแกนของชิ้นงานอย่างสมบูรณ์แล้ว คนวัดจะทำการเช็ค cross-section ลงบน CAD และชิ้นงาน จากนั้น จะเช็คค่าความต่างลงบนเส้นที่ตัด section มาต่อไป./
การ Alignment ของหลาย ๆ ข้อมูลสแกน
PolyWorks mesh model.
ประโยชน์ที่ได้รับ
ในแต่ละ cross-section ที่ตัดลงบนงาน ซอฟต์แวร์ PolyWorks จะทำการเปรียบเทียบข้อมูลสแกนกับ CAD model อัตโนมัติ รวมถึงคำนวนค่าวัดต่าง ๆ ออกมาในทันที เช่น : standard deviation, max error, min error, และอื่น ๆ นอกจากนี้ PolyWorks ยังสามารถสร้างรายงานสรุปผลค่าวัดเปรียบเทียบระหว่างข้อมูลสแกนกับ CAD ออกมาเป็น PDF ไฟล์ และจากรายงานนี้จะเป็นตัวบอกให้คนคุมเครื่องตัดชิ้นงานปรับค่าที่เครื่องให้มีความแม่นยำตามแบบมากขึ้นได้ เมื่อเครื่องจักรเริ่มทำการตัดชิ้นงานและคนวัดก็ทำการสแกนอีกครั้งหนึ่งเพื่อประเมินผลว่าค่าที่วัดที่ปรับครั้งก่อนสอดคล้องและได้แก้ไขให้ดีขึ้นตามแบบหรือไม่
"คุณไม่จำเป็นต้องมีประสบการณ์ด้านการโปรแกรมมากนักในการที่จะสร้างกระบวนการวัดขึ้นมาในแต่ละงาน. เพราะภาษา macro programming นั้นง่ายต่อการใช้งาน และมันจะถูกบันทึกการใช้คำสั่งเข้าไปในหน้าต่างคำสั่ง เรารับรู้ได้ว่าการสร้างโปรแกรมการวัดนี้ช่วยประหยัดเวลา และประหยัดเงินจำนวนมากในด้านการผลิต และเราพร้อมที่จะช่วยแผนกอื่น ๆ ในการใช้คำสั่งแบบนี้เช่นกัน" กล่าวโดย Travis Chomestsky, นักออกแบบผลิตภัณฑ์ของ Weatherford. ขอบคุณอย่างมากสำหรับประสิทธิภาพของ macro-program ซึ่งคนใช้งานไม่จำเป็นต้องทำการเปรียบเทียบค่าวัดของแต่ละ alignment ด้วยตัวเองอีกต่อไปเพราะ PolyWorks จะทำให้แบบอัตโนมัติ เพราะเพียงแค่คลิกเม๊าส์ครั้งเดียวเราก็จะได้กระบวนการวัดที่เสร็จสมบูรณ์ เช่นการหาค่าเปรียบเทียบหลังการ alignment และ การออกเป็นรายงาน หรือ report, การทำงานของแต่ละ section ที่ตัดจากข้อมูลสแกนจะถูกคำนวนอัตโนมัติด้วยซอฟต์แวร์ PolyWorks.
