Alüminyum Alaşımlı Jantların Tasarım ve Müşteri Onay Süreci

Bölüm 1: Tasarım Sorumluluğu ve Kalite Sistemleri

1.1. Giriş

Otomotiv sektörü, yüksek güvenlik standartları, üstün kalite gereklilikleri ve çevresel sürdürülebilirlik hedefleri doğrultusunda sürekli evrilen, yüksek düzeyde regülasyona tabi bir mühendislik alanıdır. Bu bağlamda, jant tasarımı yalnızca aracın estetik bütünlüğüne katkı sağlamakla kalmaz, aynı zamanda dinamik performans, yol tutuşu ve yapısal güvenlik gibi kritik parametreler üzerinde de doğrudan belirleyici bir rol üstlenir. Özellikle Resim 1 de bir örneği verilen alüminyum alaşımlı jantlar; düşük yoğunlukları sayesinde ağırlık azaltımı, yüksek korozyon dirençleri ile uzun ömürlülük ve yüksek işlenebilirlikleri sayesinde üretim verimliliği gibi avantajlarıyla, modern kara taşıtlarının vazgeçilmez yapısal elemanları arasında yer almaktadır.

Resim 1: Alüminyum Alaşımlı Jant Örneği

Alüminyum alaşımlı jant sektörü, farklı müşteri ihtiyaçları, araç türleri ve regülasyonlara göre çeşitli pazarlara ayrılmıştır. Bu pazarlar; müşteri tipi, coğrafi bölge, performans seviyesi ve uygulama alanı gibi kriterlere göre aşağıdaki gibi sınıflandırılabilir.

• Yeni araç üreticilerine (otomobil firmaları) doğrudan jant tedariki yapılan OEM Pazarı (Original Equipment Manufacturer)
• OEM’lerin satış sonrası servis ve yedek parça ihtiyacına yönelik jant tedarikinin sağlandığı OES Pazarı (Original Equipment Service)
• Araç kullanıcılarının ya da servislerin, araçlarına sonradan jant takılan Aftermarket Pazarı

İki bölümlük bu yazı dizisinde, binek otomobiller için, OEM pazarına yönelik olarak jant tasarım ve müşteri onay süreci ele alınmıştır.

1.2. Tasarım Sorumluluğu

OEM ve OES pazarında son kullanıcıya karşı sorumlu OEM’ dir. Çünkü araç platformu, genel mühendislik gereklilikleri, güvenlik ve regülasyon uyumu OEM tarafından belirlenir. Jant gibi komponentlerde, performans, boyut, bağlantı ölçüleri, malzeme standardı gibi teknik gereksinimleri OEM tanımlar. OEM tasarımın tedarikçide yapılmasını istese bile, son kullanıcı karşı nihai sorumluluk yine OEM’ dedir.

OEM’ in tasarım ve kaliteyle ilgili belirlediği şartları yerine getirme sorumluluğu ise tedarikçiye aittir. Son kullanıcıda bu sebeplerden dolayı bir problem oluşmuş ise hatalı olan tüm araçların geri çağrılması ve problemin düzeltilmesine ilişkin oluşacak yüksek kalite maliyetleri OEM tarafından tedarikçiye yansıtılır. Bu nedenle Otomotiv Kalite Yönetim Sistemi Standardı olan IATF 16949 bu riski sıfıra indirgemek üzere düzenlenmiştir.

Eğer tedarikçi “Design Responsible Supplier” statüsündeyse, jant tasarımının tamamı ya da büyük kısmı tedarikçide yapılır. İlgili tedarikçi kendi bünyesinde, OEM’in tanımladığı teknik gereksinimlere ve regülasyonlara uyarak tasarımı gerçekleştirir. Birçok global jant üreticisi hem tasarımı hem de üretimi üstlenir ve OEM’e doğrudan çözüm sunar.

Bazen OEM ve tedarikçi tasarımı birlikte geliştirir (Co-Design / Joint Development). Örneğin: OEM estetik tasarımı ve bazı kritik ölçüleri tanımlar; tedarikçi ise mühendislik ve üretilebilirlik yönünden optimize eder. Bu modelde hem tasarım hem de sorumluluk paylaşılır; çift taraflı mühendislik incelemesi gerekir.

Tedarikçide tasarım genellikle belirli bir bölümün (örneğin “Ürün Geliştirme” veya “Tasarım Mühendisliği” birimi) liderliğinde yürütülür; ancak sorumluluk sadece bu bölümle sınırlı değildir. Otomotiv sektöründeki tasarım sorumluluğu, tedarikçi organizasyonu içinde çok disiplinli bir yapının ortak çalışmasını gerektirir [1]. Ancak dışarıya karşı (özellikle OEM karşısında) tasarım sorumlusu “design responsible engineer” veya “chief product engineer” olarak atanmış belirli kişiler/ekipler olur. Bu kişiler hem iç koordinasyonu hem de müşteriyle teknik ilişkiyi yürütür.  Oluşturulan ekibin içerisinde, firma organizasyonuna bağlı olarak; Mühendislik, Üretim, Planlama, Kalite, Satın Alma, Satış ve projenin durumuna göre diğer ilgili bölümlerden, konusunda uzman kişiler yer alır. Amaç, sürecin etkin şekilde yürütülebilmesi için gerekli tüm yetkinliklerin ekip içinde temsil edilmesini sağlamaktır. Ekip üyeleri, tasarımdan seri üretime kadar geçen süreçte kendi uzmanlık alanlarına ilişkin faaliyetleri gerçekleştirir; proje ve/veya tasarım gözden geçirme toplantılarına katılarak, uygunsuzlukların tespiti ve giderilmesi konusunda sorumluluk üstlenirler. [1].   

Ekip içerisinde Mühendislik Bölümünden seçilen kişi bölüm müdürü ile genellikle tasarımın ve projenin birincil sorumlu birimidir. Müşteri (OEM) gereksinimlerini alır, teknik şartnameye göre CAD/CAE çalışmalarını yürütür. Jant için malzemenin cinsi genellikle OEM tarafından belirlenir. Toleranslar, fonksiyonel özellikler ve üretilebilirlik gibi temel tasarım kararlarını alır. DFMEA ve Design Validation Plan (DVP) hazırlıklarında aktif rol alır.

Proje Ekibi, tasarım sürecinin zaman, bütçe ve kapsam bakımından ilerlemesini kontrol eder. OEM ile olan teknik iletişimi koordine eder.

Planlama bölümünden ekipte yer alan kişi, süreç içerisinde yer alan deneme, numune ve ön seri üretim için gerekli kaynakları, proje planına uygun olarak, mevcut üretimi aksatmayacak şekilde ayrılmasını sağlar.

Döküm, Talaşlı İmalat, Boya gibi üretim birimlerinin her biriminden ekipte yer alan kişilerse tasarımın üretilebilirliğini (Design for Manufacturability – DFM) denetler. PFMEA, kontrol planı ve üretim prosesi girdilerini sağlar. Kalıp, döküm, ısıl işlem gibi süreçlerin tasarımla uyumlu olmasını garanti ederler.

Kalite bölümünden ekipte yer alan kişi, tasarımın test süreçleriyle doğrulanmasından sorumludur. PPAP, ölçüm raporları, test sonuçları bu birimde hazırlanır. Müşteri tarafından onaylanması gereken teknik dokümantasyonu derler.

Satın alma bölümünden ekipte yer alan kişi, tasarım sürecinde kullanılan alt bileşenlerin (alüminyum alaşımı, boya ve ambalaj malzemesi vb.) dış tedarikçilerden alınması sürecini yönetir. Bu parçaların teknik uygunluklarını OEM gereksinimlerine göre onaylar.

Satış ve maliyet bölümünden ekipte yer alan kişi, tasarımın maliyet hedefleriyle uyumlu olmasını sağlar. OEM ile ticari konular (parça fiyatı, değişiklik maliyeti, mühendislik değişiklik talepleri) hakkında görüşmeleri yürütür.

Özetlemek gerekirse tasarım yalnızca bir departmanın değil, tüm bu bölümlerin bütünleşmiş çalışmasının bir sonucudur. Tasarım sorumluluğu merkezi bir bölümde başlar ama tüm organizasyon çapına yayılmıştır. Tasarım yalnızca bir “çizim” değil, aynı zamanda üretilebilirlik, kalite, maliyet ve müşteri gereksinimi ile bütünleşmiş bir mühendislik sürecidir.

1.3. APQP, PPA, FMEA ve KONTROL PLANI

IATF 16949’da kalite güvence yalnızca ürüne yönelik değil, sürecin tamamına entegre edilmiş araçlarla sağlanmaktadır. Bu sistemler, genel kalite sistemleri olan ISO 9000‘den farklı olarak daha detaylı, önleyici ve müşteri odaklıdır ve aşağıda belirtilen metotların kullanılmasını zorunlu kılar.

1.3.1. APQP – Advanced Product Quality Planning [2]

APQP, bir ürünün fikir aşamasından seri üretime kadar olan tüm süreçlerini sistematik olarak planlayan bir araçtır. Beş ana fazdan oluşur:

1. Planlama ve tanımlama
2. Ürün tasarımı ve doğrulama
3. Süreç tasarımı ve doğrulama
4. Ürün ve süreç doğrulama
5. Geri bildirim ve sürekli iyileştirme

Bu süreç kapsamında jantın mühendislik tasarımı, deneme, numune ve önseri üretimi, tasarımın doğrulanması, tedarikçi yönetimi ve kalite kontrol planları yukarıda bahsi geçen proje ekibi tarafından tek çatı altında koordine edilir.

1.3.2.FMEA – Failure Modes and Effects Analysis [3]

FMEA, olası hata türlerinin ve bu hataların sistem üzerindeki etkilerinin önceden analiz edilerek önleyici tedbirlerin alınmasını sağlar. İki temel türü kullanılır.

• DFMEA: Tasarım kaynaklı hataların değerlendirilmesi
• PFMEA: Üretim sürecinde oluşabilecek hata risklerinin değerlendirilmesi

1.3.3. PPAP – Production Part Approval Process

PPAP, otomotiv üreticisinin tedarikçiden teslim aldığı parçanın seri üretim şartlarında üretilebilir ve kalite standartlarına uygun olduğunu gösteren bir onay sistemidir. Dolayısıyla PPAP olmadan jantın OEM onayı alması mümkün değildir [4].

 PPAP dosyası tedarikçinin hangi üretim parametreleriyle müşteriden ürün onayını aldığını belgeler. Bu belge tedarikçinin, OEM’e, üretimi dosyada belirtilen parametrelere göre yapacağına dair taahhüt belgesi gibidir. OEM’in onayı olmadan bu parametrelerin dışında ürettiği jantları satamaz. Dosyada genellikle Tablo 1 deki belgeler yer alır.

Tablo 1. PPAP Dosyasında yer alan belgeler

1.3.4. Kontrol Planı

Kontrol Planı, bir ürünün veya üretim sürecinin kalite açısından sürekli olarak izlenmesini, ölçülmesini ve kontrol altında tutulmasını sağlayan sistematik bir dokümandır. Otomotiv sektöründe ve özellikle IATF 16949 kapsamındaki uygulamalarda, kontrol planı hem ürünün müşteri beklentilerine uygunluğunu hem de prosesin kararlılığını güvence altına alır [1].

Kontrol planının amaçları; kalite güvenceyi sistematik hale getirmek, kritik karakteristikleri sürekli izlemek, hataların oluşmadan önce önlenmesini sağlamak, proses değişikliklerine uyumlu kontrol noktaları oluşturmak, müşteriye karşı PPAP kapsamında izlenebilirlik sağlamaktır. Kontrol planı içeriğinde Tablo 2 de belirtilen unsurlar yer alır. Sürecin farklı aşamaları için kontrol planları mevcuttur. Deneme ve numune üretim kontrol planı, ürün geliştirme aşamasında uygulanır ve deneme ve numune üretimler içindir. Ön Seri kontrol planı ön seri üretimler içindir. Daha sık kontroller içerir. Seri Üretim Kontrol Planı ise seri üretim süresince kullanılır. PPAP dosyasının bir parçasıdır.

Tablo 2: Kontrol Planının İçeriği

Kontrol planı, FMEA ile bağlantılıdır.PFMEA’ da belirlenen riskli adımların nasıl kontrol altına alınacağı burada belirlenir. PPAP dosyasının zorunlu bir parçasıdır. OEM denetimlerinde en çok incelenen belgelerden biridir. Süreç değiştiğinde veya hata oluştuğunda güncellenmek zorunda olan belgedir.

Kaynakça

[1] IATF, *IATF 16949:2016 – Quality Management System Requirements*, International Automotive Task Force, 2016.

[2] AIAG, *Advanced Product Quality Planning and Control Plan Manual*, Automotive Industry Action Group, Michigan, 2008.

[3] AIAG & VDA, *Failure Mode and Effects Analysis (FMEA) Handbook*, AIAG-VDA, Southfield, 2019.

[4] AIAG (2015). Production Part Approval Process (PPAP) Manual.