BACZEWSKI Kazimierz 1 RYCZYŃSKI Jacek 2

Transkrypt

1 BACZEWSKI Kazimierz 1 RYCZYŃSKI Jacek 2 Wykorzystanie diagramu Pareto Lorenza i diagramu Ishikawy jako narzędzi diagnostycznych poprawności funkcjonowania systemu monitoringu i kontroli jakości paliw płynnych w Polsce WSTĘP Największą grupą płynów eksploatacyjnych znajdujących się w obrocie handlowym w Polsce są silnikowe paliwa płynne. Muszą one mieć odpowiednie parametry jakościowe, aby zapewnić właściwe funkcjonowanie zasilanych nimi silników, niskie koszty eksploatacji pojazdów, ich odpowiednią trwałość i niezawodność oraz niską emisję toksycznych składników spalin. Zanim paliwo dotrze od producenta (z rafinerii) do użytkownika końcowego (zbiornika pojazdu) musi odbyć długą drogę w systemie logistycznym, w którym podlega wielu wymuszeniom, prowadzącym do zmiany, najczęściej do pogorszenia, jego jakości. Dlatego przewiduje się wiele rożnych przedsięwzięć technicznych, organizacyjnych i prawnych, aby jakość paliw w systemie logistycznym nie ulegała pogorszeniu. Jednym z takich przedsięwzięć jest odpowiednio skonstruowany system utrzymania ich jakości w łańcuchu logistycznym od źródła zaopatrywania do użytkownika końcowego. Funkcjonujące współcześnie systemy (w tym obowiązujący w Polsce system monitoringu i kontroli jakości paliw płynnych) nie są doskonałe i mają pewne wady funkcjonalne i organizacyjne [7]. Dlatego bardzo istotnym elementem łańcucha dystrybucji są przedsięwzięcia, które mają na celu eliminowanie niekorzystnych zjawisk zapobiegających zmianom jakościowym paliw płynnych. Nierozerwalnym elementem takich działań jest wykorzystywanie odpowiednich narzędzi diagnostycznych, w tym czynników o największym znaczeniu dla efektu końcowego. W celu identyfikacji tych czynników można zastosować narzędzia zarządzania jakością. W artykule przedstawiono możliwość wykorzystania takich narzędzi na potrzeby identyfikacji najistotniejszych przyczyn zmian jakościowych paliw płynnych w łańcuchu logistycznym na przykładzie funkcjonowania sytemu monitoringu i kontroli jakości paliw płynnych w Polsce. 1. NARZĘDZIA ZARZĄDZANIA JAKOŚCIĄ Narzędzia zarządzania jakością służą do zbierania i przetwarzania danych związanych z różnymi aspektami jakości [4]. Pozwalają na monitorowanie, analizowanie i oddziaływanie na procesy w całym cyklu istnienia wyrobu. Z uwagi na swoją prostotę znajdują powszechne zastosowanie zarówno w projektowaniu, jak i w monitorowaniu oraz kontroli procesów wytwarzania produktów czy usług. W literaturze przedmiotu [3,4,5,6] wymienia się dwie grupy narzędzi zarządzania jakością. Pierwszą z nich stanowią narzędzia tradycyjne. Można tu wyróżnić: diagram Pareto Lorenza, diagram Ishikawy (diagram przyczynowo skutkowy), schemat blokowy, wykresy korelacji zmiennych, histogram, graficzną prezentację wyników, arkusze kontrolne. Drugą grupę stanowią narzędzia będące uzupełnieniem narzędzi tradycyjnych [3,4,5,6]. Nie są one nowe w ujęciu powszechnej praktyki zarządzania przedsiębiorstwem, jednak w zarządzaniu jakością 1 prof. dr hab. inż. Instytut Pojazdów Mechanicznych i Transportu, Wydział Mechaniczny Wojskowej Akademii Technicznej w Warszawie 2 dr inż. Zakład Inżynierii Bezpieczeństwa, Wydział Nauk o Bezpieczeństwie Wyższej Szkoły Oficerskiej Wojsk Lądowych we Wrocławiu 18

2 stanowią krok do przodu w stosunku do stanu, w którym były stosowane jedynie narzędzia wymienione w pierwszej grupie. Zaliczane tutaj narzędzia stanowią pomoc przy rozwiązywaniu problemów, a także umożliwiają uporządkowanie przepływu informacji oraz ich efektywną wymianę [3]. Do grupy nowych narzędzi zarządzania jakością należą: 1. diagram relacji, 2. diagram pokrewieństwa, 3. diagram macierzowy, 4. diagram systematyki, 5. diagram PDPC (diagram decyzji), 6. diagram strzałkowy, 7. macierzowa analiza danych (analiza głównych składników). W dalszej części artykułu w szczegółowy sposób omówiono dwa narzędzia, które zostały wykorzystane do identyfikacji najistotniejszych przyczyn zmian jakościowych paliw płynnych w łańcuchu logistycznym Diagram Pareto Lorenza Diagramy Pareto Lorenza stanowią narzędzie do zbierania i analizy danych, a stosowane są na szeroką skalę w systemach zarządzania jakością. Stosuje się je wtedy, gdy celem jest przeciwdziałanie: zjawiskom negatywnym o największej częstotliwości występowania, zjawiskom przysparzającym największych kosztów. Diagram Pareto Lorenza jest narzędziem umożliwiającym hierarchizację czynników wpływających na badane systemy. Opiera się na założeniu, że 80% ujawnionych przypadków wad/braków/naruszeń obowiązujących norm wynika jedynie z 20% przyczyn je wywołujących. Takie podejście pozwala się skupić jedynie na tych problemach, których rozwiązanie zapewni znaczącą poprawę funkcjonowania całego systemu. Metodyka sporządzania diagramów Pareto Lorenza, jako narzędzia diagnostycznego krajowego systemu monitoringu i kontroli jakości paliw płynnych była następująca: wykonano zestawienia wszystkich ujawnionych przypadków naruszenia obowiązujących norm dla poszczególnych rodzajów paliw płynnych w latach w rozbiciu na poszczególne parametry jakościowe, uporządkowano wyodrębnione przypadki według częstotliwości ich występowania, sporządzono wykresy na osiach pionowych oznaczono liczby ujawnionych przypadków naruszenia parametrów jakościowych oraz udziały procentowe, natomiast na osi poziomej częstotliwość występowania naruszeń poszczególnych parametrów w porządku malejącym (idąc od lewej do prawej), wykonano wykresy słupkowe dla każdej ujawnionej przyczyny naruszenia parametrów jakościowych tzw. wykres Pareto, oznaczono punkty odpowiadające procentowym wartościom skumulowanym i połączono je linią tzw. krzywa Lorenza, wykreślono prostą pozwalającą na znalezienie przyczyn mających 80% wkład do wszystkich ujawnionych przyczyn. 19

3 1.2. Diagram Ishikawy Analizę sytemu monitoringu i kontroli jakości paliw płynnych w aspekcie poszukiwania przyczyn pogarszania się jakości płynów eksploatacyjnych prowadzono w oparciu o wykorzystanie diagramu przyczynowo skutkowego znanego jako diagram Ishikawy lub schemat rybiej ości [9]. Pozwala on wytypować i pogrupować znaczące czynniki lub przyczyny wpływające na złożony skutek. Wykresy te stosuje się do badania problemów w różnych przekrojach i o różnym stopniu szczegółowości np. do rozwiązywania problemów jakościowych, w których zwykle występuje łańcuch przyczyn [9]. Na schemacie rybiej ości przyczyny przedstawia się graficznie, gdzie na końcu osi poziomej podawany jest skutek (problem, cel), a na ościach (pochylonych lub pionowych strzałkach) i dochodzących do nich pod kątami podawane są przyczyny, które przeszkadzają, bądź pomagają osiągnąć ten skutek. Prace nad diagramem Ishikawy zrealizowano w następujący sposób (rys.1): dokonano identyfikacji problemu: Nieodpowiednia jakość paliw płynnych, określono główne grupy przyczyn mających wpływ na powstawanie problemu, poprzez utworzenie następujących kategorii: człowiek (MAN), urządzenia (MACHINERY), metoda (METHOD), materiał (MATERIAL), zarządzanie (MANAGEMENT) osie nachylone pod kątem do osi głównej, uszczegółowiono diagram w poszczególnych kategoriach określono podprzyczyny (osie równoległe do osi głównej stykające się z osiami kategorii przyczyn), przeprowadzono analizę diagramu. Rys. 1. Schemat ideowy diagramu Ishikawy 2. WYNIKI BADAŃ a. Diagramy Pareto Lorenza dla poszczególnych rodzajów paliw płynnych Na podstawie przeprowadzonych badań można zaobserwować, że najczęściej naruszanymi parametrami jakościowymi benzyn silnikowych w Polsce w latach były: nieodpowiedni przebieg krzywej destylacji normalnej oraz zawyżone lub zaniżone wartości prężności par i badawczej liczby oktanowej (RON) (rysunek2). Ponieważ zasada Pareto opiera się o analizę nierównego rozkładu czynników decyzyjnych można stwierdzić, że wymienione parametry, stanowiące około 20% przyczyn nieodpowiedniej jakości benzyn silnikowych wywoływały prawie 80% wszystkich ujawnionych przypadków naruszania jakości. Zgodnie z założeniami twórców diagramu Pareto Lorenza pozostałe przyczyny składające się na ogólną liczbę wszystkich ujawnionych przypadków przekraczania parametrów jakościowych benzyn są z punktu widzenia prowadzonej analizy nieistotne. Wyeliminowanie czynników wywołujących wymienione 20% przyczyn, spowodowałoby znaczącą poprawę jakości benzyn wprowadzanych do obrotu handlowego w Polsce. 20

4 Rys.2. Diagram Pareto Lorenza dla ujawnionych przypadków naruszenia parametrów jakościowych benzyn silnikowych w latach Analogicznie jak w benzynach silnikowych, w przypadku olejów napędowych (rysunek 3.) kluczowe znaczenie z punktu widzenia poprawy jakości tych paliw mają jedynie dwa parametry: nieodpowiednia temperatura zapłonu i zbyt duża zawartość siarki. Naruszanie pozostałych parametrów jakościowych olejów napędowych ma charakter incydentalny i z punktu widzenia prowadzonej analizy nieistotny. Do znaczącej poprawy jakości gazu skroplonego LPG (rysunek 4.) przyczyniłaby się eliminacja siarki z paliwa oraz przyczyn powodujących zbyt wysoką agresywność gazu (nieodpowiedni wynik badania działania korodującego na miedzi). Rys.3. Diagram Pareto Lorenza dla ujawnionych przypadków naruszenia parametrów jakościowych oleju napędowego w latach

5 Rys.4. Diagram Pareto Lorenza dla ujawnionych przypadków naruszenia parametrów jakościowych gazu płynnego LPG w latach b. Diagram Ishikawy Analizę prowadzono poprzez dedukcyjne poszukiwanie odpowiedzi na pytanie dlaczego? oraz na dokonaniu indukcji i odpowiedzi na pytanie jaki jest tego skutek? [9]. Problem ( Nieodpowiednia jakoś paliw płynnych ) został przedstawiony graficznie jako tzw. rybi szkielet. Przyjęto pięć głównych rodzajów przyczyn występujących w procesach: człowiek, urządzenia, metody, materiał, zarządzanie. Jest to ogólnie znana reguła 5M, określająca grupy przyczyn [3,4,9]. Wyboru reguły 5M, zamiast np. 6M, dokonano ze względu na fakt, że zbyt duża liczba przyczyn, szczególnie gdy są one do siebie zbliżone, obniżałaby czytelność diagramu. Kierując się takimi zasadami opracowano diagramy Ishikawy dla ustalenia przyczyn niewłaściwej jakości paliw płynnych sprzedawanych w Polsce (rysunek 5). Rys.5. Diagram Ishikawy identyfikacja problemu dla systemu monitoringu i kontroli jakości paliw płynnych w Polsce 22

6 WNIOSKI Analiza danych zaprezentowanych na rysunkach 2 4 pozwala na ustalenie potencjalnych przyczyn ujawnionych naruszeń poszczególnych parametrów jakościowych: 1. w benzynach silnikowych: zaniżone wartości liczb oktanowych mieszanie benzyn z produktami o mniejszych liczbach oktanowych, obłożonych niższym lub nie obłożonych podatkiem akcyzowym (działanie celowe), nieodpowiednia prężność par transport benzyn silnikowych cysternami, którymi wcześniej transportowano inne paliwo lub pozostałość w zbiorniku paliwa z innego okresu klimatycznego w okresie przejściowym (działanie nieumyślne zaniedbanie dystrybucyjne), a także celowe mieszanie benzyn z innymi produktami; 2. w olejach napędowych: zbyt niska temperatura zapłonu zawartość łatwopalnych frakcji lekkich w ON, będąca efektem przypadkowego zmieszania np. w trakcie transportu (resztki benzyny w układzie zlewczym cystern działanie nieumyślne zaniedbanie dystrybucyjne) podwyższona zawartość siarki wprowadzanie do obrotu handlowego odbarwionego oleju opałowego (wysokie zawartości siarki), paliw zawierających domieszki tego oleju lub innych substancji o dużej zawartości siarki (działanie celowe); 3. w LPG : zbyt duża zawartość agresywnych substancji powodujących intensywne oddziaływanie korozyjne, za duża zawartość siarki, która jest główną przyczyną dużej agresywności korozyjnej tego paliwa. W celu eliminacji przyczyn pogarszania jakości paliw płynnych zaprezentowanych na diagramie Ishikawy (rysunek 5) niezbędne jest zwrócenie uwagi na szczegóły podczas wszystkich działań operacyjnych prowadzonych na poszczególnych szczeblach łańcucha logistycznego. Konieczne jest wdrożenie odpowiednich procedur dotyczących odbioru, dostawy, pobierania próbek, kontroli oraz badania i opróżniania zbiorników. Każdorazowo w przypadku wprowadzenia nowych lub zmiany istniejących przepisów oraz wdrożenia nowego produktu, procedury te powinny być uaktualniane. Niezbędne jest, aby personel zaangażowany w każdym ogniwie łańcucha logistycznego, był odpowiednio przeszkolony, aby zdawał sobie sprawę z istniejących zagrożeń oraz rozumiał znaczenie i konieczność przestrzegania obowiązujących procedur operacyjnych. Procedury te powinny obejmować wszystkie aspekty dotyczące gospodarki paliwami płynnymi, zarówno tymi spełniającymi określone wymagania jakościowe jak i sposoby postępowania z tymi, które takich wymagań nie spełniają [1,2]. W związku z tym konieczna jest zmiana świadomości wszystkich osób zaangażowanych w problematykę utrzymania i kontroli jakości paliw płynnych. Świadomość ta jest niezbędna przy racjonalnym gospodarowaniu zasobami infrastruktury, wykorzystywanymi do ich przechowywania, tj. parki i składy zbiornikowe, stacje paliw, magazyny. Należy dbać o regularną wymianę wkładów urządzeń filtracyjnych, stosować przeglądy instalacji odwadniania, monitorowania wycieków oraz regularne czyszczenie i wykonywanie przeglądów poddozorowych zbiorników przeznaczonych do przechowywania paliw płynnych. Ważnym elementem z punktu widzenia ochrony środowiska, jak i zapewnienia odpowiedniej lotności przechowywanych paliw jest stosowanie urządzeń hermetyzacyjnych przy napełnianiu zbiorników i zlewaniu paliw z cystern transportowych. Bardzo istotnym aspektem przy zlewaniu i transporcie paliw jest przestrzeganie procedur uniemożliwiających zmieszanie międzyproduktowe, gdyż już niewielki udział np. oleju napędowego w benzynach silnikowych powoduje gwałtowny spadek jej jakości [7]. W wyniku przeprowadzonych badań określono główne przyczyny wywołujące zmiany jakościowe paliw płynnych w łańcuchu logistycznym. Dla każdej z nich przeprowadzono pogłębione badania, które pozwoliły na identyfikację szczegółowych przyczyn występującego problemu. Zaprezentowane 23

7 przyczyny można podzielić na: związane z błędem człowieka, niewłaściwymi materiałami oraz niewłaściwym stanem infrastruktury. Zidentyfikowane przyczyny stanowią dobry punkt wyjścia do prac mających na celu zaproponowanie konkretnych działań zapobiegawczych, których wdrożenie powinno pozwolić na ograniczenie wprowadzania do obrotu handlowego w Polsce paliw płynnych o nieodpowiedniej jakości. Uzyskane wyniki badań mogą też stanowić podstawę do zmiany procedur i uproszczenia obowiązującego obecnie w Polsce systemu monitorowania i kontroli jakości paliw płynnych. Streszczenie W artykule zaprezentowano sposób wykorzystania narzędzi zarządzania jakością takich jak diagram Pareto- Lorenza oraz diagram Ishikawy do oceny struktury zmian jakościowych paliw płynnych w łańcuchu logistycznym. Przeprowadzone analizy pozwoliły na zidentyfikowanie najbardziej istotnych parametrów jakościowych z punktu widzenia poprawności funkcjonowania systemu monitoringu i kontroli jakości paliw płynnych w Polsce. Badania wykorzystujące diagramy Pareto Lorenza umożliwiły wyeksponowanie najbardziej newralgicznych parametrów z punktu widzenia zmian jakościowych dla poszczególnych rodzajów paliw płynnych. Rozszerzona analiza z wykorzystaniem diagramu Ishikawy pozwoliła na wskazanie przyczyn powstawania zmian jakościowych paliw płynnych, co może być podstawą do zaproponowania odpowiednich działań naprawczych. Possibility of usage the diagram Pareto-Lorenz and Ishikawa diagram as a diagnostic tool is properly functioning system of monitoring and quality control of liquid fuels in Poland Abstract The paper presents the use of quality management tools such as Pareto-Lorenz and Ishikawa diagram to evaluate the structure of the liquid fuel quality changes in the logistics chain. Analyzes allowed us to identify the most important quality parameters from the point of view of the correct functioning of the system of monitoring and quality control of liquid fuels in Poland. Studies using diagrams, Pareto-Lorenz possible to expose the most critical parameters in terms of quality changes for different types of liquid fuels. Extended analysis using Ishikawa diagram allowed us to identify the causes of changes in the quality of liquid fuels, which can be the basis to propose appropriate corrective action. BIBLIOGRAFIA 1. Baczewski K., Kałdoński T.: Paliwa do silników o zapłonie iskrowym., WKiŁ, Warszawa Baczewski K., Kałdoński T.: Paliwa do silników o zapłonie samoczynnym., WKiŁ, Warszawa Borkowski S.: Mierzenie poziomu jakości., Wydawnictwo Wyższej Szkoły Zarządzania i Marketingu, Sosnowiec Dahlagaard J.J., Kristensen K., Kanji G.K.: Podstawy zarządzania jakością., PWN, Warszawa Hamrol A., Mantura W.: Zarządzanie jakością: teoria i praktyka, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa Poznań Jazdon A.: Doskonalenie zarządzania jakością, Oficyna Wydawnicza OPO, Bydgoszcz Ryczyński J.: Analiza teoretyczno eksperymentalna systemów utrzymania jakości płynów eksploatacyjnych. Rozprawa doktorska, WAT, Warszawa Sęp J.: Techniki wspomagania zarządzania jakością, Politechnika Rzeszowska, Rzeszów Szkoda J.: Systemy zarządzania jakością w organizacjach., Instytut Transportu Samochodowego