Koncepcja ważonego WYKRESU ISHIKAWY. - i..:.,,.. m mli ZA GRANICĄ. Wprowadzenie. Aleksander GWIAZDA

Transkrypt

1 - i..:.,,.. m mli ZA GRANICĄ Koncepcja ważonego Aleksander GWIAZDA WYKRESU ISHIKAWY Modyfikacja wykresu Ishikawy tak, by zawierał on zarówno informację jakościową, jak i ilościową. Metoda analizy stratyfikacyjnej danych, zdiagnozowanych na wykresie Ishikawy. Dzięki tej metodzie można wskazać ścieżki krytyczne" do najważniejszych przyczyn tworzących dany skutek. Wprowadzenie Opracowanie wykresu przyczynowo-skutkowego zawdzięcza się Kaoru Ishikawie [1]. Ishikawa opracował swój wykres jako narzędzie rozwijanych przez niego w latach sześćdziesiątych kół jakości. Został on zaliczony do siedmiu starych narzędzi jakości [2]. Ze względu na fakt, że miał on być narzędziem kół jakości, to znaczy mieliby się nim posługiwać prości robotnicy, musiał on być prosty i przejrzysty. Zalety te pozwalały by jego analizę prowadziły osoby bez dużego przygotowania fachowego. Wykres Ishikawy ma strukturę hierarchiczną. Najbliżej rdzenia wykresu znajdują się największe grupy przyczyn. Natomiast wraz z oddaleniem się od osi wykresu spotyka się coraz bardziej szczegółowe przyczyny. Struktura hierarchiczna wykresu Ishikawy jest wynikiem opracowania opinii pracowników wobec analizowanego problemu. Problemy te związane są z diagnozą powstawania konkretnych wad wytworów, bądź procesów. Można wskazać, że w swojej strukturze wykres ten przypomina graf skierowany. W czasie rozwoju wykresu Ishikawy wprowadzono pewną systematyzację sposobu jego opracowywania. Systematyzacja ta dotyczy wyróżnienia głównych przyczyn sprawczych powstawania wad wytworów. Analiza literaturowa pozwala wskazać następujące trzy układy przyczyn sprawczych [3, 4]: układ przedmiotowy, układ technologiczny, układ czynników uczestniczących. Układ przedmiotowy to układ bazujący na analizie struktury wytworu końcowego. Poszukuje on przyczyn wad pośród elementów składowych wytworu końcowego. To znaczy, że w układzie tym przyjmuje się założenia, że wada wytworu końcowego to wada dowolnego z elementów składowych. Zatem aby osiągnąć jakość wytworu końcowego należy eliminować wady jego elementów składowych. W układzie tym wpływ procesu technologicznego analizuje się tylko pośrednio. Drugi układ poszukuje przyczyn wad w operacjach technologicznych, a wada wytworu końcowego kryje się w wadliwej operacji wytwórczej lub montażowej. Zatem układ ten bazuje na założeniu, że wiedza o procesie technologicznym i jego prawidłowy przebieg są gwarantem jakości. Trzeci układ przyczyn sprawczych, to znaczy układ czynników uczestniczących bazuje na wyróżnionej grupie przyczyn, które uznane zostały za swoiste metaprzyczyny. Obecnie obowiązuje układ czynników sprawczych oznaczony symbolem 6M+E. Symbol ten oznacza [5]: «manpower, czyli czynnik ludzki, machinę, czyli wykorzystywane maszyny, «materiał, czyli tworzywa i materiały, «method, czyli metodę wytwarzania, «management, czyli metodę zarządzania, «measurement, czyli metodę pomiaru, «environment, czyli czynniki środowiskowe. Schemat wykresu Ishikawy, zgodny z modelem 6M+E przedstawiono na rys. 1. Zgodnie z przyjętym schematem ma on układ ości ryby", gdzie oś centralna wykresu pełni rolę jego kręgosłupa. Materiał Metoda i Kierowanie Pomiar l ', Rys. l. Model wykresu Ishikawy w układzie 6M + E. ' Wykres Ishikawy sporządza się stosując podejście od ogółu do szczegółu", to znaczy techniką analizy. W pierwszym kroku wskazuje się na przyczyny pierwszego rzędu, stanowiące żebra" wykresu. Wyznaczane są one drogą analizy problemu lub wpisywane są one bezpośrednio jako czynniki sprawcze. Następnie dla każdej przyczyny pierwszego rzędu określa się przyczyny drugiego rzę Kwiecień 13

2 FILOZOFIA l NAUKA JAKOŚĆ za GRANICĄ Koncepcja ważonego WYKRESU ISHIKAWY du. Tworzą one ości" wykresu. Następnie analizie poddaje się poszczególne przyczyny drugiego rzędy generując przyczyny trzeciego rzędu. Procedurę powyższą powtarza się, aż do osiągnięcia wymaganego poziomu szczegółowości. Wykres Ishikawy został też unormowany prawnie. Stanowi on narzędzie opisane w normie PN/ ISO-9004 (arkusz AC1). Wagi przyczyn na wykresie Ishikawy Jak wspomniano, tradycyjny wykres Ishikawy nie zawiera informacji o charakterze ilościowym. Wynika to z faktu, iż wykres ten jest w swojej istocie drzewem powiązań wskazującym jedynie na hierarchię analizowanych przyczyn. Zatem jedyną ilościową informacją, jaką można odczytać z tego wykresu, jest fakt, że dana przyczyna jest brana pod uwagę, czy też nie. Informację tę można zaklasyfikować do grupy informacji binarnych. Stąd użyteczność takiej informacji jest bardzo ograniczona. Zatem istnieje potrzeba opracowania takiego podejścia, które pozwoliłoby na dostarczenie bardziej szczegółowej informacji za pomocą tego wykresu. Analiza literatury dostarcza pewnych przesłanek wskazujących, iż tego typu działania są potrzebne. Opracowano już wykres Ishikawy w układzie energetycznego wykresu Sankeya [5]. Na wykresie tym szerokość poszczególnych odgałęzień ( żeber" i ości") wskazuje na ich istotność z punktu widzenia analizowanego skutku. Niestety poza propozycją tego ujęcia nie przedstawiono żadnej metodyki opracowania takiego wykresu. Zwłaszcza nie określono, w jaki sposób przedstawiać ważność poszczególnych przyczyn i podprzyczyn. Jedyną propozycją było odwołanie się do wiedzy i wyczucia ekspertów. Stąd w niniejszym artykule przedstawiono taką metodologię jako rezultat prac nad kwantyfikacja wykresu Ishikawy. Metodyka opracowywania ważonego wykresu Ishikawy Bazując na analizie metod podejmowania decyzji oraz technikach skalowania wielowymiarowego zaproponowano metodykę postępowania przy opracowywaniu ważonego wykresu Ishikawy. Metodyka ta zasadza się na realizacji następujących zadań: określenie zbioru przyczyn głównych, określenie zbioru podprzyczyn dla każdej przyczyny głównej, określenie wagi każdej z przyczyn głównych, określenie wag podprzyczyn w obrębie każdej przyczyny głównej, wyznaczanie wartości bezwzględnej wag podprzyczyn, naniesienie wag cząstkowych na diagram Ishikawy, «przeprowadzenie analizy stratyfikacyjnej, «wyznaczenie zbioru przyczyn krytycznych. Realizacja powyższych etapów pozwala na systematyczne opracowanie ważonego wykresu Ishikawy. Dzięki temu możliwe stanie się wskazanie na zbiór przyczyn krytycznych, których usunięcie pozwoli na odczuwalne podniesienie jakości produkowanego wytworu. Propozycja powyższej metodyki jest własną propozycją autora. Opracowanie ważonego wykresu Ishikawy w układzie 6M+E W przedstawionej metodyce dwa pierwsze kroki nie odbiegają od tradycyjnej techniki analizy z wykorzystaniem wykresu Ishikawy. Następne kroki stanowią rozwinięcie koncepcji ważonego wykresu Ishikawy. Rozważmy wykres Ishikawy w układzie 6M+E. Aby określić wagi poszczególnych czynników sprawczych pierwszego rzędu proponuje się wykorzystać metodę porównywania parami [6]. Metoda ta bazuje na wykorzystaniu macierzy porównań, która jest formą macierzy Saaty'ego. Istotą tego podejścia jest sprowadzenie procesu określania wag do porównywania poszczególnych przyczyn parami, upraszczając w ten sposób problem decyzyjny. Przy porównywaniu stosuje się następującą zasadę: jeśli jeden z analizowanych elementów uznamy za ważniejszy to otrzymuje on ocenę 1. Drugi element otrzymuje ocenę 0. Natomiast gdy elementy oceniane uznamy za równoważne to oba oceniamy na 0.5. Zatem w tym przypadku stosuje się skalę ocen: O, 0.5, 1. Dla zwiększenia precyzji oceny można stosować rozszerzoną skalę ocen: O, 0.25, 0.5, 0.75, 1. Ocena 0.75 oznacza trochę ważniejszy, a ocena 0.25 trochę mniej ważny. Na rys. 2 przedstawiono macierz ocen dla przyczyn pierwszego rzędu. Macierz ta składa się z siedmiu wierszy oraz dziewięciu kolumn. Jest to macierz symetryczna, przy czym jej elementy leżące na symetralnej zostały usunięte (nie można porównywać ze sobą tych samych elementów). Prawa górna część macierzy jest jej częścią roboczą. Natomiast lewa dolna jej część to zbiór dopełnień. Kolumna ósma zawiera wynikową wagę poszczególnych przyczyn. Jest to waga addytywna. Kolumna dziewiąta zaś zawiera znormalizowane wagi przyczyn sprawczych pierwszego rzędu. Normalizacja polega na określeniu stosunku poszczególnej wagi do sumy wag. Rys. 2. Wypełniona macierz porównań. Wykorzystując wypełnioną macierz porównań można już uzupełnić diagram Ishhikawy (rys. 3). Na przedstawionym diagramie wagi są zapisane w okrągłych polach. Górną część pola zawiera wagę względną, to znaczy odniesioną do danego poziomu. Dolna waga jest wagą bezwzględną, to zna Kwiecień?i«W! mf I o h

3 F l LOŻO F l A NAUKA JAKOŚĆ^^» «i Aleksander GWIAZDA Człowiek i Maszyna j Materiał j \."'o 214, "0.190,0.190, 0.024J 0119,, , 0238 ' Metoda Kierowanie l! Pomiar ' j Rys 3 Ważony wykres Ishikawy z wagami przyczyn głównych Rys. 4. Macierz porównań dla podprzyczyn z grupy człowiek. czy wagą odniesioną do całego wykresu. Na rys. 3 obie wagi są takie same gdyż na poziomie pierwszym obie wagi (względna i bezwzględna) są takie same. W następnym kroku określone zostaną wagi podprzyczyn drugiego rzędu. Jako pierwsze wskazane zostaną podprzyczyny dla obszaru zdefiniowanego jako człowiek. Załóżmy, że wyróżniono trzy podprzyczyny. Wagi tych podprzyczyn określono w ten sam sposób co wagi przyczyn pierwszego rzędu, to znaczy korzystając z macierzy porównań (rys. 4.). W rozważanym przypadku poszczególne podprzyczyny mają następujące wagi względne: 0.17, 0.33 i 0.5. Wartości tych wag odnoszą się tylko do tych trzech podprzyczyn wzajemnie.,0.190, Rys. 5. Wykres Ishikawy uzupełniony o podprzyczyny z grupy człowiek JDJJJL, ; Maszyna!,0.167 Metoda \ l Kierowanie l Pomiar Materiał { ~O.Ó24"., podprzyczyn^ '^ \ v, Podprzyczyna 2, 0071 """ ' 0250" Podprzyczyna 2. Q012 ; * T^J Podprzyczyna 3^ 0375 ' Maszyna Materiał, '' f Ol 90 "0024' '0238'. O 238~ J Metoda Kierowanie D om ar,j 0670 przyczyna^ Q159 Rys.6. Ważony wykres Ishikawy. =e m i lak»l«i 2005 Kwiecień

4 FILOZOFIA l NAUKA JAKOŚĆ za GRANICĄ Koncepcja ważonego WYKRESU ISHIKAWY Korzystając z prezentowanej macierzy można wyznaczyć ważony wykres Ishikawy dla przyczyny sprawczej człowiek. Gdy uzupełni się wykres Ishikawy rozwinięty o funkcję człowiek otrzyma się wykres postaci przedstawionej na rys. 5. Jak można zauważyć pojawiły się na nim zarówno wagi względne jak i bezwzględne. Jednocześnie należy podkreślić, że wykres ten staje się w coraz większej mierze narzędziem zarówno jakościowym jak i ilościowym. Aby wyjaśnić mechanizm powstawania wag względnych i bezwzględnych omówiony zostanie proces ich określania dla podprzyczyn z grupy człowiek. Jak wspomniano powyżej górna waga jest wagą względną. Prezentuje ona zatem wagę danej podprzyczyny w stosunku do swojej grupy. Zatem waga 0.17 (podprzyczyna 1) oznacza, że podprzyczyna ta stanowi 17 % skutków generowanych przez całą grupę człowiek. Natomiast odnosząc te 17 % do wagi całej grupy (w tym przypadku 0.214) otrzymamy wagę bezwzględną podprzyczyny l wynoszącą Pozostałe wagi obliczone zostały w podobny sposób: w p2 = x 0.33 = w p3 = x 0.50 = Rozpatrując pozostałe grupy wykresu Ishikawy można opracować wykres Ishikawy dla podprzyczyn pierwszego i drugiego rzędu (rys. 6). Wagi pozostałych podprzyczyn zostały określone w sposób analogiczny jak dla wag z grupy człowiek. Należy podkreślić, że podobnie postępujemy w przypadku podprzyczyn trzeciego rzędu i wyższych. Wagi bezwzględne wyznaczamy wtedy w stosunku do wagi bezwzględnej wyższego rzędu. Analiza ważonego wykresu Ishikawy Bazując na wagach bezwzględnych można przeprowadzić analizę ważonego wykresu Ishikawy. Jak można zauważyć na wykresie najwyższą wagę bezwzględną ma podprzyczyna l z grupy otoczenie (0.159). Natomiast najmniejszą wagę ma podprzyczyna 3 z grupy pomiar (0.002). Do tej pory aby wskazać przyczynę najważniejszą lub najmniej ważną należało przeprowadzić szeroką analizę i dyskusję w grupie. Natomiast metoda wag likwiduje taką potrzebę. Po drugie, takie podejście pozwala na uniknięcie dużej subiektywności w ocenie wpływu poszczególnych podprzyczyn (chociaż nie likwiduje jej do końca). Po trzecie, podejście to pozwała wskazać w sposób jasny strukturę pod przyczyn i ich wpływ na analizowany skutek. 0.7 Aby przeprowadzić dokładniejszą 0.6 analizę należy przeprowadzić analizę stratyfikacyjną [7], Analiza ta 0.5 bazuje na regule Pareto pozwalając 0.4 wyznaczyć grupę czynników ważnych (elitę problemu) i grupę czyn ników mniej ważnych. Przebieg tej analizy pokazuje tabela Tabela l zawiera spis podprzyczyn z ważonego wykresu Ishika- o m- wy ułożonych malejąco od największej (pod względem wagi) do naj- maszyna 2 kierowanie 1 człowiek 1 Tab. l. Analiza stratyfikacyjną wag bezwzględnych podprzyczyn. mniejszej. Zatem trzy pierwsze kolumny mają formę histogramu podprzyczyn. Taki sam histogram sporządzany jest w celu określenia grup regułą Pareto. Kolumna czwarta zawiera wagi skumulowane. Zatem można wskazać, że stanowią one współrzędne krzywej Lorentza. Dane te posłużą do przeprowadzenia analizy stratyfikacyjnej. Jako wskaźnik podziału zaproponowano pole odniesienia, to znaczy pole prostokąta wyznaczonego przez dany punkt krzywej Lorentza. Wartości tego pola zawiera kolumna piąta. Jak można zauważyć osiągnęło ono maksimum dla siódmej podprzyczyny (pole to pokazano graficznie na rys. 7). Wynosi ono Zatem w tym punkcie znajduje się granica stratyfikacyjną wyznaczająca podział na grupę A (podprzyczyny ważne) i grupę B (podprzyczyny mniej ważne). Zatem biorąc pod uwagę analizę stratyfikacyjną wskazane zostały dwie grupy: A i B. Grupa A zawieo i Rys. 7. Krzywa Lorentza i jej analiza stratyfikacyjną Kwiecień

5 FILOZOFIA! NAUKA i JAKOŚĆ za GRANICĄ Aleksander GWIAZDA T& następujące podprzyczyny: otoczenie l, maszyna l, człowiek 3, metoda l, metoda 2, otoczenie 2 oraz człowiek 2. Grupa ta jako całość generuje 36.8 % wszystkich skutków, jakie poddane zostały analizie. Zatem można wskazać, że w tym przypadku reguła stratyfikacyjna przyjęła postać: 37/63. Jak wspomniano poprzednio, rys. 7 prezentuje graficzną ilustrację analizy stratyfikacyjnej. Wskazano na nim największe pole odniesienia oraz przekątną odniesienia. Ponieważ poprzednio ustosunkowano się tylko w skrócie do zagadnienia pola odniesienia zatem teraz przybliżone zostanie to pojęcie. Pole odniesienia to pole prostokątne utworzone na przekątnej wyznaczonej przez dany punkt krzywej Lorentza oraz prawy dolny kraniec wykresu. Jak pokazały badania, gdy pole to osiąga maksimum otrzymuje się podział na mniej więcej równe grupy, które różnicuje intensywność badanej cechy [7]. Grupa A w tym podziale to grupa mniej liczna, która jednak wykazuje zdecydowanie większą intensywność badanej cechy (co potwierdza bardziej pionowy charakter tego odcinka krzywej Lorentza). Rysunek 7 zawiera również przekątną stratyfikacyjną. Przeprowadzone analizy pokazały, że granica stratyfikacyjna znajduje się na przecięciu przekątnej z krzywą Lorentza [7]. Jednakże w przypadku funkcji dyskretnej poszukuje się jej w pobliżu tego punktu. Jak pokazuje ten rysunek, znajduje się ona na prawo od punktu przecięcia. Podsumowanie Przedstawiona propozycja ważonego wykresu Ishikawy pozwala na rozszerzenie możliwości tradycyjnego wykresu Ishikawy. Wprowadzenie wag poszczególnych przyczyn i podprzyczyn pozwala na wskazywanie przyczyn kluczowych dla analizowanego problemu. Jednocześnie możliwe jest wyszukiwanie przyczyn wyższego rzędu niekoniecznie należące do ważnych przyczyn I rzędu lecz posiadające wysokie wartości wag bezwzględnych. Pozwala to na bardziej gruntowną analizę badanego skutku wraz ze wskazaniem najistotniejszych podprzyczyn. Uzupełnienie ważonego wykresu Ishikawy o analizę stratyfikacyjna pozwala na wskazanie przyczyn ważnych i przyczyn mało ważnych. Można również podzielić zbiorowość przyczyn na większą liczbę kategorii, odpowiednio do złożoności analizowanego zagadnienia. Stosując podział na trzy kategorie otrzyma się, na przykład grupę przyczyn ważnych, średnioważnych i mało ważnych. Dzięki takiemu podziałowi można podjąć odpowiednie działania stosownie do ważności przyczyn. Pozwala to '0.214" ' ,0.167, Rys. 8. Uproszczony ważony wykres Ishikawy z podprzyczynami grupy A, :: ;x-8 - -! '0238> na ekonomiczne rozłożenie wysiłków i położenie nacisku na rozwiązywanie ważnych przyczyn. Jednocześnie należy podkreślić, iż proponowana metodyka spełnia wymogi prostoty tak, by można ją było wykorzystać w działaniach kół jakości. Dodatkowo można wskazać, że analiza stratyfikacyjna może być wykorzystana jako narzędzie eliminowania z wykresu Ishikawy przyczyn nieistotnych. Uzyskuje się w ten sposób uproszczony wykres Ishikawy zawierający tylko najistotniejsze informacje (rys. 8). Podsumowując, należy podkreślić uniwersalność prezentowanego narzędzia. Ponieważ może być ono wykorzystywane do wskazywania wpływu poszczególnych podprzyczyn na analizowany skutek zatem poza zarządzaniem jakością można je wykorzystać w takich obszarach zarządzania jak: analiza funkcji kierowniczych, zarządzanie procesem głównym, marketing, logistyka itp. Czyni to z wykresu Ishikawy uniwersalne narzędzie zarządzania. Literatura 1. Ishikawa K.: Guide to Ouality Control", Asian Productivity Organisation, Tokyo Jedliński M.: "Jakość w nowoczesnym zarządzaniu", Wydawnictwo Zachodniopomorskiej Szkoły Biznesu, Szczecin 2000 (str. 115). 3. OaklandJ.: Total Ouality Management", Oxford Press, Oxford Kindlarski E.: Jakość wyrobów", Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa Malinowska E., Nierzwicki W., Richert M., Wiśniewska M.: Zarządzanie jakością. Wybrane zagadnienia", Ośrodek Doradztwa i Doskonalenia Kadr, Gdańsk 1999 (str.117). 6. Krodkiewska-Skoczylas E. (red): Metody i narzędzia diskonalenia jakości", Wydawnictwo Klubu Polskie Forum ISO 9000, Warszawa 2000 (str.70). 7. Gwiazda A.: Metoda szeregowania informacji z wykorzystaniem zasady Pareto", Ekonomika i Organizacja Produkcji, Nr 11 / 2002 (ss.21-28) Kwiecień