
Orchid Orthopedic Solutions ก่อตั้งขึ้นในปี 2005 และเป็นผู้ผลิตอุปกรณ์ทางการแพทย์ที่ให้บริการการผลิตตามสัญญาสำหรับหัตถการด้านออร์โธปิดิกส์แก่ผู้ผลิตอุปกรณ์ดั้งเดิม (OEM) และบริษัทอื่น ๆ ในอุตสาหกรรมออร์โธปิดิกส์ Orchid มีสถานที่ตั้ง 11 แห่งทั่วโลก และมีความเชี่ยวชาญในโซลูชันสำหรับหัตถการการปลูกถ่ายในตลาดศัลยกรรมออร์โธปิดิกส์ที่สำคัญ ซึ่งรวมถึงการผ่าตัดข้อเข่าและข้อสะโพก กระดูกสันหลัง การบาดเจ็บ แขนขา และเวชศาสตร์การกีฬา ที่ตั้งของ Orchid ในเมืองโอเรกอน รัฐโอเรกอน มีความเชี่ยวชาญในกระบวนการผลิตด้วยการหล่อโดยแบบหล่อไล่ขี้ผึ้งสำหรับข้อเข่าเทียม รวมถึงการพิมพ์ขี้ผึ้ง 3 มิติ การตัดเฉือน และการตกแต่งผิวส่วนประกอบต้นขาหัวเข่าและแผ่นกระดูกหน้าแข้งแบบมีแกนต่อในขั้นสุดท้าย ชิ้นส่วนขนาดเล็กเหล่านี้เริ่มต้นเป็นขี้ผึ้งและเปลี่ยนเป็นโลหะโคบอลต์-โครเมียมหล่อ
การผลิตอัตโนมัติเต็มรูปแบบในกระบวนการ และการตรวจสอบขั้นสุดท้าย
ข้อกำหนดของลูกค้ากำหนดให้ต้องทำการตรวจสอบที่แม่นยำและทำซ้ำได้
แม้ว่า Orchid จะมีบริการออกแบบ แต่ลูกค้ามักจะทำสัญญากับ Orchid เพื่อให้ผลิตงานออกแบบส่วนตัวของตนตามข้อกำหนดของตนเอง การตรวจสอบให้แน่ใจว่าส่วนประกอบข้อเข่าเทียมตรงตามข้อกำหนดเฉพาะของลูกค้าจำเป็นต้องมีการตรวจสอบที่ถูกต้องและทำซ้ำได้ เนื่องจากรูปร่างและความโค้งตามธรรมชาติ การตรวจสอบโดยใช้เครื่องวัดพิกัด (CMM) แบบใช้หัววัดแบบสัมผัสชิ้นงานจุดเดียวจึงใช้เวลานานและท้าทายในการวัดคุณลักษณะบางอย่าง ลูกค้าต้องการตรวจสอบคุณลักษณะเพิ่มเติม และ Orchid ต้องการตอบสนองความต้องการให้ได้เร็วขึ้น นอกจากนี้ การใช้งาน CMM ยังต้องใช้ทักษะเฉพาะ การฝึกอบรม และอุณหภูมิของสิ่งแวดล้อม ทำให้เกิดข้อจำกัดมากขึ้น

การผลิตอัตโนมัติเต็มรูปแบบในกระบวนการ และการตรวจสอบขั้นสุดท้าย
ในปี 2019 วิศวกรระบบอัตโนมัติของ Orchid เป็นผู้ขับเคลื่อนให้เกิดการค้นหาเทคโนโลยีที่จะทำให้กระบวนการวัดเชิงมิติและคุณภาพของพวกเขาเป็นไปโดยอัตโนมัติ เพื่อลดเวลาในการตรวจสอบและเพิ่มข้อมูล Orchid ยังพิจารณาโซลูชันการวัด 3 มิติผ่านระบบ ATOS ด้วย หลังจากตรวจสอบผลการศึกษา Gage R&R (ความสามารถในการทำซ้ำและการสร้างซ้ำได้) ที่ดำเนินการด้วยเทคโนโลยี Orchid ได้ซื้อเครื่องสแกน 3 มิติแสงสีฟ้าแบบไม่สัมผัส ซึ่งรวมถึงแอป ZEISS INSPECT และ VMR (Virtual Measuring Room) เพื่อทำการตรวจสอบขั้นสุดท้ายในกระบวนการและการตรวจสอบการผลิตโดยอัตโนมัติอย่างสมบูรณ์
เนื่องจากข้อกำหนดของลูกค้าหลายรายของ Orchid กำหนดว่าอุปกรณ์มาตรวิทยาใดที่ยอมรับได้สำหรับการตรวจสอบ จึงต้องขอรับการอนุมัติจากลูกค้าเหล่านั้นในการใช้เทคโนโลยี ATOS

พบชิ้นส่วนด้วยวิธีเดียวกันทุกครั้ง
"ลูกค้าต้องการ Gage R&R และลูกค้าต้องการให้แน่ใจว่าไม่ว่าคุณจะตั้งชิ้นส่วนบนอุปกรณ์จับยึดด้วยวิธีที่แตกต่างกันกี่วิธี การตรวจสอบจะพบชิ้นส่วนในลักษณะที่เหมือนกันทุกครั้ง และเชื่อมโยงกับวิธีการตรวจสอบ CMM โดยใช้คอมพิวเตอร์ ซึ่งในอดีตเป็นมาตรฐานอุตสาหกรรม ดังนั้น หากเราสามารถเชื่อมโยง CMM และแสดง Gage R&R ที่ดีได้ ซึ่งเท่ากับประมาณ 10% ของค่าความคลาดเคลื่อนของคุณลักษณะ ลูกค้าจะสามารถอนุมัติกระบวนการได้ง่ายขึ้นมาก มีระบบการตรวจสอบอื่น ๆ อีกมากมาย แต่ไม่มีระบบใดสามารถลดค่าความคลาดเคลื่อนของคุณลักษณะลงได้ถึง 10% ซึ่งเป็นจุดที่เราต้องการ" Frank Sears หัวหน้าวิศวกรคุณภาพของสถานที่ตั้งในโอเรกอนของ Orchid กล่าว นอกจากนี้ ATOS ยังวัดรูปทรงเรขาคณิตของพื้นผิวตลอดพื้นที่การวัดทั้งหมด โดยใช้เทคโนโลยีการฉายลำดับเส้นขอบด้วยแสงสีฟ้าขั้นสูง ดังนั้นจึงสร้างแบบจำลองในรูปแบบดิจิทัลของทั้งผลิตภัณฑ์ได้
หลังจากเทคโนโลยี ATOS ผ่านการศึกษาความสัมพันธ์และ Gage R&R จำนวนมาก Orchid ก็ได้รับการอนุมัติจากลูกค้าสองรายสำหรับผลิตภัณฑ์รวมห้ารายการที่แตกต่างกันภายใน 12 เดือนแรกหลังจากการซื้อ
![]()
ScanBox ช่วยให้เราสามารถตรวจสอบชิ้นส่วนได้มากกว่าครั้งละหนึ่งชิ้น [...] ซึ่งเป็นก้าวสำคัญสำหรับเราในแง่ของประสิทธิภาพการทำงาน

ฮาร์ดแวร์และซอฟต์แวร์สื่อสารกันได้อย่างไร้รอยต่อ
Sears และทีมของเขาใช้ฟังก์ชันการเขียนโปรแกรม Smart Teach ทั้งแบบออฟไลน์และออนไลน์ในแอป VMR เพื่อวางตำแหน่งและเพิ่มประสิทธิภาพแขนหุ่นยนต์ภายใน ScanBox โดยอัตโนมัติ เพื่อให้ได้มุมที่เหมาะสมที่สุดสำหรับเซนเซอร์ ATOS เพื่อรวบรวมข้อมูลที่เพียงพอ เพื่อพัฒนากระบวนการต่อไปอีก ทีมได้ทำงานร่วมกับทีมผู้เชี่ยวชาญด้านระบบอัตโนมัติของ ZEISS เพื่อสร้างเทมเพลตแบบกำหนดเองโดยใช้วิธีการเขียนสคริปต์ เพื่อทำการสแกนและตรวจสอบ 3 มิติโดยอัตโนมัติตามข้อกำหนดของลูกค้าของ Orchid สคริปต์จะถูกประมวลผลผ่าน Kiosk Interface ซึ่งสื่อสารกับแอป VMR อย่างไร้รอยต่อ เพื่อดำเนินการสแกนแบทช์สำหรับการตรวจสอบหลายชิ้นส่วน ผู้ปฏิบัติงานวางส่วนประกอบข้อเข่าเทียมหลายชิ้น เฉลี่ย 24 ชิ้นต่อครั้ง ลงบนอุปกรณ์ยึดติดภายใน ScanBox การกดปุ่มจะเปิดทำงาน ScanBox ให้เริ่มแปลงชุดชิ้นส่วนให้เป็นข้อมูลดิจิทัล ซอฟต์แวร์จะแยกชุดข้อมูลเมช 3 มิติของส่วนประกอบหลายชิ้นออกจากกันอย่างชาญฉลาด และจัดเก็บข้อมูลแต่ละชิ้นไว้ในโฟลเดอร์ที่ระบุ จากนั้นซอฟต์แวร์จะวนการทำงานซ้ำและนำชุดข้อมูลแต่ละชุด ใช้เทมเพลตการตรวจสอบการวัดที่เหมาะสม และสร้างรายงานโดยอัตโนมัติ

การลดเวลาในการตรวจสอบและเพิ่มข้อมูลชิ้นส่วน
การใช้กระบวนการนี้ทำให้บรรลุเป้าหมายเริ่มต้นของ Orchid ในการลดเวลาการตรวจสอบและเพิ่มข้อมูลชิ้นส่วนได้ทันที "ก่อนหน้านี้ผลิตภัณฑ์ข้อเข่าเทียมหนึ่งชิ้นใช้เวลาตรวจสอบประมาณสี่นาทีต่อชิ้น และเรามีคุณลักษณะเพียงสี่อย่างที่จะต้องวัดโดยใช้วิธีการวัดแบบดั้งเดิม ลูกค้าต้องการให้เราตรวจสอบคุณลักษณะอื่น ๆ อีก ดังนั้น เราจึงเพิ่มคุณลักษณะอื่น ๆ ที่จะตรวจสอบอีกหลายรายการเมื่อเทียบกับที่เราจะตรวจสอบตามปกติ และการใช้ ScanBox ยังคงประหยัดเวลาได้ ชิ้นส่วน 40 ชิ้นจะใช้เวลาสามชั่วโมงในการตรวจสอบเพียงสี่คุณสมบัติในแต่ละชิ้นด้วย CMM แบบใช้หัววัดแบบสัมผัสชิ้นงานจุดเดียว ตอนนี้เราใช้เวลาประมาณ 45 นาทีถึงหนึ่งชั่วโมงสำหรับชิ้นส่วนจำนวนเท่ากัน และเรากำลังตรวจสอบคุณลักษณะมากขึ้นไปอีก" Kirk Dorr หัวหน้างานควบคุมคุณภาพของ Orchid Orthopedic Solutions กล่าว
การสร้างเทมเพลตการตรวจสอบสำหรับแต่ละส่วนประกอบทำได้ง่ายและรวดเร็ว
เทมเพลตการตรวจสอบสำหรับส่วนประกอบหนึ่ง ๆ เป็นตัวกำหนดว่าคุณลักษณะใดจะได้รับการตรวจสอบและรายงาน Orchid ใช้เทคโนโลยี ATOS เป็นหลักในการตรวจสอบส่วนประกอบการหล่อที่มีรูปร่างพื้นผิวแบบต่าง ๆ เช่น พื้นผิวการติดตั้งด้านในของส่วนประกอบบริเวณต้นขาที่แนบกับกระดูก ตัวอย่างเช่น เทมเพลตการตรวจสอบสำหรับแผ่นกระดูกหน้าแข้งแบบมีแกนต่อจะตรวจสอบรูปร่างพื้นผิวเพื่อให้แน่ใจว่าชิ้นส่วนสอดคล้องกัน
รูปร่างมิติทางเรขาคณิตเหล่านี้แตกต่างกันไป ตั้งแต่รูปร่างที่แคบ เช่น แกนของแผ่นกระดูกหน้าแข้ง ไปจนถึงรายละเอียดต่าง ๆ เช่น ตำแหน่งการฉีดในสถานะขี้ผึ้ง การแสดงข้อมูลเป็นภาพยังเผยให้เห็นว่าต้องทำงานซ้ำกับชิ้นส่วนหรือไม่ โดยทำให้สามารถตรวจสอบคุณลักษณะต่าง ๆ ได้ เช่นความลึกของโพรงระหว่างพื้นที่หนึ่งและรางด้านนอก เพื่อให้แน่ใจว่าชิ้นส่วนนั้นสอดคล้องกันอย่างถูกต้อง การสร้างเทมเพลตการตรวจสอบสำหรับแต่ละส่วนประกอบทำได้ง่ายและรวดเร็ว เมื่อสร้างขึ้นแล้ว องค์ประกอบการตรวจสอบและการวิเคราะห์ที่เฉพาะเจาะจงจะถูกนำไปใช้โดยอัตโนมัติตามเทมเพลต ซึ่งจะเพิ่มประสิทธิภาพต่อไป
การเก็บข้อมูล 3 มิติตลอดพื้นที่การวัดทั้งหมดของ ScanBox ยังช่วยให้สามารถทำวิศวกรรมย้อนกลับได้อีกด้วย Sears และทีมของเขาใช้ ScanBox เพื่อสแกนเครื่องมือภายในองค์กรที่ใช้ในการสร้างขี้ผึ้งที่ใช้เริ่มต้นการหล่อ สร้างเมช STL หรือแบบจำลองในรูปแบบดิจิทัล ซึ่งเป็นตัวแทนของเครื่องมือจริงหลังจากการทำใหม่ ทีมจะนำข้อมูลลงในแพลตฟอร์ม CAD และสร้างแบบจำลองที่มีประสิทธิภาพเพื่อมอบให้กับผู้ผลิตเครื่องมือสำหรับใช้สร้างเครื่องมือขึ้นมาใหม่เมื่อจำเป็น ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับสถานการณ์
เครื่องมือขี้ผึ้งบางส่วนของ Orchid มีอายุ 20 -25 ปี และไม่มีแบบจำลอง ทำให้ความสามารถในการใช้ ScanBox เพื่อสร้างแบบจำลองที่ถูกต้องสำหรับการทำซ้ำอย่างรวดเร็วเป็นข้อได้เปรียบที่สำคัญ การจัดเก็บข้อมูลถาวรยังช่วยให้สามารถเรียกดูได้ด้วยเหตุผลหลายประการ เช่น หากเกิดความเสียหายในการผลิต หรือจำเป็นต้องเปลี่ยนใหม่เนื่องจากการสึกหรอ

ZEISS INSPECT แสดงข้อมูลเป็นภาพเพื่อแสดงข้อมูลให้ชัดเจนยิ่งขึ้น
ทีมของ Orchid ยังได้รับประโยชน์จากการโต้ตอบกับข้อมูลภาพจาก ZEISS INSPECT เพื่อแสดงข้อมูลให้ชัดเจนยิ่งขึ้น ในขณะเดียวกันก็มีความยืดหยุ่นในการทำให้ข้อมูลมีรายละเอียดหรือไม่มีรายละเอียดได้ตามความจำเป็น ความสามารถในการประมวลผลข้อมูลอย่างยืดหยุ่นเพื่อแสดงคุณลักษณะของการตรวจสอบ การแสดงเป็นภาพ และแบบจำลอง ช่วยให้เกิดการสร้างรายงานการตรวจสอบที่สนับสนุนการสื่อสารและการทำงานร่วมกันกับลูกค้าอย่างชัดเจน
"ZEISS INSPECT มีแผนที่พื้นผิว 3 มิติ (แผนที่สี แผนที่ความร้อน) ซึ่งคุณสามารถหมุนและวิเคราะห์ได้แบบเรียลไทม์ในพื้นที่พิกัด 3 มิติ แผนที่สีจะแสดงให้คุณเห็นว่าจุดสูงสุดอยู่ที่ใด จุดใดที่คุณต้องทำใหม่ และส่วนอื่น ๆ ที่อาจต้องปรับปรุง มันช่วยได้มากจริงๆ" Sears กล่าว

การประหยัดค่าใช้จ่ายเป็นตัวขับเคลื่อนที่ใหญ่ที่สุด
แผนการในอนาคตของ Orchid รวมถึงการได้รับการยอมรับเทคโนโลยี ScanBox จากลูกค้ามากขึ้นเ เพื่อขยายกลุ่มผลิตภัณฑ์ที่พวกเขาสามารถตรวจสอบได้ด้วยเทคโนโลยีขั้นสูงนี้ การประหยัดเวลาเป็นเหตุผลหนึ่งสำหรับการผลักดันนี้ แต่ตัวขับเคลื่อนที่สำคัญที่สุดคือการประหยัดค่าใช้จ่าย
"ในช่วงปีที่ผ่านมา เราใช้ ScanBox ประมวลผลชิ้นงานหล่อมากกว่า 100,000 ชิ้นซึ่งแต่ก่อนได้รับการตรวจสอบโดย CMM เราต้องการคำนวณเงินที่แท้จริงที่เราประหยัดได้ และพบว่าเราได้รับผลตอบแทนจากการลงทุนภายใน 12 เดือนแรก และการประหยัดค่าใช้จ่ายจะยังคงดีขึ้นเรื่อย ๆ เมื่อเราย้ายชิ้นส่วนจากการใช้ CMM เป็น ScanBox เป็นจำนวนมากขึ้น" Sears กล่าว "แผนของเราคือการประหยัดเงินต่อไป และเร่งกระบวนการตรวจสอบให้เร็วขึ้นโดยการเพิ่มผลิตภัณฑ์ลงใน ScanBox เพิ่มเติม ScanBox ในปัจจุบันของเรามีอัตราการใช้งาน 80% ในกะแปดชั่วโมงสองกะ ScanBox ตัวที่สองจะช่วยให้เราสามารถประมวลผลผลิตภัณฑ์ได้มากขึ้นต่อวัน และในที่สุดจะเพิ่มปริมาณงานและการประหยัดของเราได้เป็นสองเท่าเมื่อย้ายตระกูลผลิตภัณฑ์มาใช้ ZEISS มากขึ้น"