Een succesvol productontwikkelingsproces draait niet alleen om een goed idee, aantrekkelijk design en slimme engineering. Uiteindelijk moet een product ook betrouwbaar, reproduceerbaar en volgens de afgesproken specificaties geproduceerd kunnen worden. Kwaliteitscontrole speelt daarin een belangrijke rol.
Bij GBO Innovation makers zien we kwaliteit niet als een laatste controle voordat een product wordt uitgeleverd. Het is een continu proces dat al tijdens de ontwikkeling begint en doorloopt tot in de serieproductie. Door op verschillende momenten te controleren, testen en valideren, kunnen afwijkingen vroeg worden ontdekt en worden kostbare aanpassingen later in het traject voorkomen.
Tijdens de ontwikkeling van een product worden veel keuzes gemaakt die uiteindelijk invloed hebben op de kwaliteit. Denk aan materiaalkeuze, toleranties, verbindingen, wanddiktes, oppervlakteafwerking, assemblage en productietechniek.
Op papier of in een 3D CAD-model kan een ontwerp uitstekend functioneren, maar tijdens productie kunnen nieuwe uitdagingen ontstaan. Kunststof kan bijvoorbeeld krimpen of vervormen, onderdelen kunnen minder goed op elkaar aansluiten dan verwacht of de oppervlaktekwaliteit kan afwijken van het gewenste resultaat.
Goede kwaliteitscontrole helpt om deze verschillen tussen ontwerp en werkelijkheid tijdig zichtbaar te maken.
Hoe eerder een probleem wordt gevonden, hoe eenvoudiger het meestal kan worden opgelost. Een aanpassing in het CAD-model kost aanzienlijk minder dan het corrigeren van duizenden geproduceerde onderdelen.
Kwaliteit wordt voor een groot deel bepaald voordat het eerste productieonderdeel gemaakt is. Tijdens de engineering moet daarom al rekening worden gehouden met maakbaarheid en reproduceerbaarheid.
Een engineer kijkt bijvoorbeeld naar:
Het doel is niet alleen om een product technisch te laten functioneren, maar ook om ervoor te zorgen dat het betrouwbaar geproduceerd kan worden.
Daarom is Design for Manufacturing, oftewel DFM, een belangrijk onderdeel van productontwikkeling. Het ontwerp wordt afgestemd op de gekozen productietechniek en de mogelijkheden van de producent.
Hiermee ontstaat een goede basis voor latere kwaliteitscontrole.
Van prototype naar productie
Prototypes spelen een belangrijke rol bij het testen en valideren van een ontwerp. Afhankelijk van de fase kunnen verschillende soorten modellen worden ingezet.
Een ergonomisch model kan bijvoorbeeld worden gebruikt om grip, bediening en gebruik te testen. Een Proof of Principle richt zich juist op een specifieke technische functie. Later in het proces kan een geïntegreerd prototype worden gemaakt waarin vorm en techniek samenkomen.
Toch gedraagt een prototype zich niet altijd hetzelfde als een serieproduct.
Een 3D-geprint kunststof onderdeel heeft bijvoorbeeld andere eigenschappen dan een spuitgegoten onderdeel. Ook kunnen verschillen ontstaan in oppervlaktetextuur, maatvoering, stijfheid en materiaalgedrag.
Wanneer de overstap naar de daadwerkelijke productietechniek wordt gemaakt, begint daarom opnieuw een belangrijke validatiefase..
First Out of Tool en Second Out of Tool
Bij spuitgietproducten worden de eerste onderdelen uit een nieuwe matrijs vaak aangeduid als First Out of Tool, oftewel FOT.
Deze eerste producten worden uitgebreid bekeken en gecontroleerd. Daarbij wordt onder andere gekeken naar:
De eerste producten zijn vrijwel nooit direct volledig optimaal. Op basis van de bevindingen kunnen aanpassingen worden gedaan aan de matrijs, het product of de procesinstellingen.
Na deze aanpassingen volgt bijvoorbeeld een Second Out of Tool. Hierbij wordt opnieuw beoordeeld of de eerdere verbeterpunten correct zijn verwerkt.
Op deze manier vormt kwaliteitscontrole een iteratief proces waarbij het product stap voor stap wordt verbeterd voordat serieproductie start.
Werken met duidelijke specificaties
Bij spuitgietproducten worden de eerste onderdelen uit een nieuwe matrijs vaak aangeduid als First Out of Tool, oftewel FOT.
Deze eerste producten worden uitgebreid bekeken en gecontroleerd. Daarbij wordt onder andere gekeken naar:
De eerste producten zijn vrijwel nooit direct volledig optimaal. Op basis van de bevindingen kunnen aanpassingen worden gedaan aan de matrijs, het product of de procesinstellingen.
Na deze aanpassingen volgt bijvoorbeeld een Second Out of Tool. Hierbij wordt opnieuw beoordeeld of de eerdere verbeterpunten correct zijn verwerkt.
Op deze manier vormt kwaliteitscontrole een iteratief proces waarbij het product stap voor stap wordt verbeterd voordat serieproductie start.
Functionele en visuele kwaliteit
Kwaliteit bestaat uit meer dan alleen correcte maatvoering.
Een product kan technisch uitstekend functioneren, maar visueel niet voldoen aan de gewenste uitstraling. Andersom kan een product er perfect uitzien terwijl bijvoorbeeld een klikverbinding na honderd keer gebruiken breekt.
Daarom kijkt goede kwaliteitscontrole naar verschillende aspecten.
Technische kwaliteit
Technische kwaliteit heeft bijvoorbeeld betrekking op maatvoering, toleranties, constructie, materiaalsterkte en functionaliteit.
Onderdelen moeten binnen de afgesproken toleranties worden geproduceerd en correct op elkaar aansluiten.
Visuele kwaliteit
Bij consumentenproducten speelt ook de uitstraling een grote rol.
Denk bijvoorbeeld aan:
Een kleine visuele afwijking kan technisch gezien geen probleem zijn, maar wel grote invloed hebben op hoe een gebruiker de kwaliteit van een product ervaart.
Gebruikerskwaliteit
Daarnaast moet een product prettig en logisch functioneren.
Knoppen moeten bijvoorbeeld goed bereikbaar zijn, assemblage moet logisch verlopen en een mechanisme moet gedurende de verwachte levensduur betrouwbaar blijven werken.
Kwaliteitsrapportages
Tijdens het ontwikkelingsproces kunnen controles worden vastgelegd in een kwaliteitsrapport.
Hierin worden bijvoorbeeld foto’s, meetresultaten en opmerkingen verzameld. Afwijkingen worden benoemd en er wordt vastgelegd welke aanpassingen nodig zijn.
Dit voorkomt misverstanden tussen verschillende partijen.
Een producent kan bijvoorbeeld precies zien welke afwijking moet worden opgelost, terwijl een opdrachtgever inzicht krijgt in de status van het product.
Daarnaast ontstaat een historie van gemaakte keuzes en aanpassingen.
Dat is vooral waardevol wanneer producten gedurende meerdere jaren worden geproduceerd.
De golden sample
Wanneer alle onderdelen zijn geoptimaliseerd en goedgekeurd, kan een definitief referentieproduct worden vastgesteld.
Dit wordt vaak de golden sample genoemd.
De golden sample is het fysieke voorbeeld waaraan toekomstige productie kan worden getoetst. Het product vertegenwoordigt het afgesproken kwaliteitsniveau.
Naast technische tekeningen en specificaties kan de golden sample bijvoorbeeld worden gebruikt om te vergelijken:
Vooral bij visuele eigenschappen is een fysiek referentieproduct vaak veel duidelijker dan alleen een technische tekening.
Kwaliteitscontrole tijdens serieproductie
Wanneer een product eenmaal is vrijgegeven, betekent dat niet dat kwaliteit daarna automatisch constant blijft.
Tijdens serieproductie kunnen verschillende factoren veranderen.
Een matrijs kan slijten, grondstoffen kunnen uit een andere batch komen of procesinstellingen kunnen wijzigen. Ook menselijke factoren tijdens assemblage kunnen invloed hebben.
Daarom blijft kwaliteitscontrole ook tijdens serieproductie belangrijk.
Afhankelijk van het product kunnen steekproeven worden uitgevoerd waarbij bijvoorbeeld iedere zoveel producten worden gecontroleerd.
Bij kritische eigenschappen kan zelfs ieder product gecontroleerd worden.
Het juiste controleniveau hangt onder andere af van het productievolume, de toepassing en de gevolgen van eventuele fouten.
Controle bij leveranciers
Bij productontwikkeling wordt vaak gewerkt met verschillende leveranciers.
Een kunststof behuizing kan bijvoorbeeld worden geproduceerd door een spuitgieter, terwijl metalen onderdelen bij een andere producent worden gemaakt en elektronische onderdelen weer van een derde leverancier komen.
Uiteindelijk moeten al deze onderdelen samen één correct functionerend product vormen.
Daarom is het belangrijk dat kwaliteit niet alleen op afzonderlijke onderdelen wordt beoordeeld, maar ook op de complete assemblage.
GBO werkt met productiepartners in Nederland, Europa en het Verre Oosten. Afhankelijk van het project kunnen controles en audits ook op locatie plaatsvinden.
Audits op de productielocatie
Een goed sample betekent niet automatisch dat een leverancier ook duizenden producten met dezelfde kwaliteit kan produceren.
Daarom kan het zinvol zijn om ook naar het productieproces zelf te kijken.
Tijdens een audit kan bijvoorbeeld worden gekeken naar:
Hierdoor ontstaat meer inzicht in de betrouwbaarheid van een productiepartner.
Voor producten die gedurende langere tijd of in grote aantallen worden geproduceerd kan dit een belangrijk onderdeel zijn van risicobeheersing.
Kwaliteit versus kostprijs
Het hoogste mogelijke kwaliteitsniveau is niet altijd automatisch het beste kwaliteitsniveau.
Extreem kleine toleranties, hoogwaardige oppervlakken of uitgebreide controles kunnen de productiekosten sterk verhogen.
Daarom is het belangrijk om te bepalen welke eigenschappen daadwerkelijk kritisch zijn.
Een tolerantiewaarde van 0,05 millimeter kan bijvoorbeeld technisch indrukwekkend zijn, maar wanneer een onderdeel ook met 0,3 millimeter tolerantie goed functioneert, levert die extra nauwkeurigheid mogelijk geen waarde op.
Andersom kan besparen op een kritische maat juist zorgen voor assemblageproblemen, uitval of retouren.
Goede kwaliteitscontrole draait daarom niet alleen om zo streng mogelijk controleren, maar vooral om de juiste eisen op de juiste plaatsen stellen.
Voorkomen is beter dan achteraf controleren
Een van de belangrijkste uitgangspunten bij productontwikkeling is dat kwaliteit zoveel mogelijk in het ontwerp moet worden ingebouwd.
Wanneer een product alleen betrouwbaar geproduceerd kan worden dankzij zeer uitgebreide eindcontroles, is het proces vaak onvoldoende robuust.
Een goed ontworpen product houdt rekening met productietoleranties, assemblage en materiaalgedrag.
Daarom werken design, engineering en productie idealiter vanaf een vroeg stadium samen.
Hierdoor kunnen mogelijke risico’s al tijdens de ontwikkeling worden gesignaleerd.
Een engineer kan bijvoorbeeld een kritische passing aanpassen voordat een matrijs wordt gebouwd. Een producent kan aangeven dat een bepaalde oppervlakte moeilijk reproduceerbaar is. Een designer kan vervolgens zoeken naar een alternatief waarbij de gewenste uitstraling behouden blijft.
Deze samenwerking voorkomt problemen in een later stadium.
Van productontwikkeling naar betrouwbare serieproductie
De overgang van prototype naar serieproductie is een van de belangrijkste fases binnen productontwikkeling.
Juist hier wordt duidelijk of alle beslissingen uit design en engineering ook in de praktijk goed uitpakken.
Door prototypes te testen, eerste productieonderdelen te beoordelen, specificaties vast te leggen, golden samples te gebruiken en productie structureel te controleren, ontstaat grip op het eindresultaat.
Kwaliteitscontrole is daarmee geen afzonderlijke stap aan het einde van het traject, maar een rode draad door het volledige productontwikkelingsproces.
Productontwikkeling en kwaliteitsbewaking bij GBO
GBO Innovation makers begeleidt organisaties bij het ontwikkelen en realiseren van nieuwe producten. Van strategie en conceptontwikkeling tot product design, engineering, prototyping, productie en logistiek.
Doordat verschillende disciplines binnen het traject met elkaar worden verbonden, kunnen ontwerpintentie, technische haalbaarheid, maakbaarheid, kwaliteit en kostprijs gezamenlijk worden bewaakt.
Zo werken we stap voor stap toe naar een product dat niet alleen goed ontworpen is, maar ook betrouwbaar en reproduceerbaar geproduceerd kan worden.
Wil je een nieuw product ontwikkelen of een bestaand product verbeteren? Dan denken we graag mee over het volledige traject van eerste idee tot serieproductie..
