Radosław Wolniak. Słowa kluczowe: FMEA, zarządzanie jakością, komputerowe wspomagania zarządzania jakością

Transkrypt

1 Radosław Wolniak Analiza oprogramowania do komputerowego wspomagania metody FMEA Streszczenie: W publikacji przedstawiono analizę wybranych programów służących do komputerowego wspomagania zarządzania jakością takich jak: Xfmea, Relex FMEA, FMEA Facilitator oraz SCIO FMEA. W końcowej części publikacji pokazano również możliwość samodzielnego wykonania programu do wspomagania metody FMEA przy wykorzystaniu arkusza kalkulacyjnego Excel. Słowa kluczowe: FMEA, zarządzanie jakością, komputerowe wspomagania zarządzania jakością 1. Wprowadzenie Intensywny rozwój komputeryzacji w zakresie zarządzania jakością powoduje, iż na rynku staje się dostępnych coraz więcej narzędzi komputerowych z tego zakresu. W ogólności można wyróżnić trzy rodzaje oprogramowania wspomagającego różne aspekty zarządzania jakością: kompleksowe programy komputerowe np. klasy ERP, w których jednym z modułów jest moduł wspomagający zarządzanie jakością, pakiety oprogramowania służące do kompleksowego wspomagania stricte zarządzania jakością (np. pakiet firmy TKomp), programy służące do wspomagania wybranych aspektów zarządzania jakością, które zwykle nie znajdują się w większych pakietach. W niniejszej publikacji postanowiono zająć się bliżej trzecim z przedstawionych wyżej wariantów. W zarządzaniu jakością stosuje się wiele różnorodnych metod takich jak np. QFD, FMEA, Servqual i inne. W przedsiębiorstwach przemysłowych (chociaż nie tylko) 1, a zwłaszcza w branży samochodowej, szczególnie często wykorzystuje się metodę FMEA. Jest to związane z faktem, iż metoda FMEA jest obowiązkowa w normach wdrażanych przez firmy z branży samochodowej np. w najczęściej stosowanej międzynarodowej normie TS Z tego też powodu metoda ta jest jedną z tych metod w zakresie której istnieje wiele różnych narzędzi informatycznych umożliwiających jej wspomaganie, które zostaną zaprezentowane w niniejszej publikacji. 2. Metoda FMEA podstawy problematyki Pierwowzór metody FMEA został opracowany dla potrzeb przemysłu zbrojeniowego w Stanach Zjednoczonych. W 1949 roku opracowano procedurę o symbolu MIL P 1629 zatytułowana Procedures for Performing a Failure Mode, Effects and Criticality Analysis. Jej celem było zwiększenie niezawodności produktów dzięki określeniu konsekwencji wynikających z wystąpienia błędów w procesach lub produktach. Procedura była nastawiona głównie na analizę z punktu widzenia inżynierów i pracowników zakładu. W owych czasach podejście stawiające na pierwszym miejscu klienta nie było jeszcze szeroko rozpowszechnione i dlatego nie uwzględniono go także w wyżej wymienionej procedurze. W latach sześćdziesiątych metoda znalazła swe zastosowanie w USA podczas realizacji programu lotów kosmicznych Apollo. Początkowo jej 1 Porównaj: R. Wolniak: Wybrane metody zarządzania jakością w sektorze usług finansowych teoria i praktyka, Wyższa Szkoła Bankowości i Finansów, Bielsko Biała

2 Radosław Wolniak zastosowanie ograniczało się do tych dziedzin działalności, w których popełnienie błędów wiąże się z ogromnymi szkodami czyli do: lotnictwa, lotów kosmicznych i energetyki jądrowej. Następnie metoda, po odpowiednich modyfikacjach, została zaadaptowana przez inne firmy, przy czym w analizie główny nacisk przesuwał się powoli w kierunku zadowolenia i bezpieczeństwa klienta. Na kongresie SAE, który miał miejsce w 1977 roku zaprezentowano zalety metody w przemyśle samochodowym. Metodę FMEA można zaliczyć do grupy metod zapobiegawczych. Celem zastosowania metody jest identyfikacja i analiza błędów zanim one wystąpią. Wykorzystując metodę FMEA należy określić potencjalne błędy, jakie mogą zaistnieć w konstrukcji lub procesie i dla każdego z tych błędów ustalić wartość znaczenia tego błędu z punktu widzenia klienta, prawdopodobieńs twa jego wystąpienia i wykrywalności. Następnie, w przypadku gdy iloczyn tych trzech liczb przyjmuje dużą wartość należy określić zbiór działań korygujących. W kolejnym etapie trzeba sprawdzić, czy działania zapobiegawcze rzeczywiście osiągnęły założone rezultaty i czy doszło do korzystnej zmiany wskaźników znaczenia dla klienta, wykrywalności i prawdopodobieństwa wystąpienia potencjalnych błędów. Z uwagi na fakt, iż w literaturze przedmiotu jest wiele publikacji na temat samej metody FMEA i zasad jej stosowania w niniejszej publikacji nie będzie ona szerzej omawiana a skupimy się bezpośrednio na problematyce jej komputerowego wspomagania Metoda FMEA komputerowe wspomaganie Występująca w ostatnich latach intensywna komputeryzacja obejmuje kolejne obszary procesów zarządzania. Metoda FMEA jest metodą stosunkowo łatwo poddającą się skomputeryzowaniu. Komputeryzacja metody FMEA w najprostszej postaci może polegać na zastosowaniu oprogramowania tylko i wyłącznie do wspomagania danej metody, bez jej powiązania z systemami wspomagania zarządzania zastosowanymi w konkretnym przedsiębiorstwi e. W takiej sytuacji występują niskie koszty ko mputeryzacji metody ograniczające się w zasadzie do zakupu odpowiedniego oprogramowania, przeszkolenia pracowników z niego korzystających i ewentualnego przystosowania hardware do wymagań programowych. Jest to przypadek najprostszy i właśnie nim będziemy się zajmować w niniejszym artykule. W przypadku metody FMEA byłoby bardzo trudno dokonać porównania wszystkich programów do jej wspomagania jakie istnieją na świecie czy nawet w Polsce. Metoda ta jest wspomagana komputerowo bardzo często i stąd na świecie występuje ogromna różnorodność programów wspomagających tę metodę. Dlatego w niniejszej publikacji skupimy się jedynie na pokazaniu kilku przykładów wybranych możliwości, zastosowania komputerowego wspomagania w tym zakresie, dokonując krótkiego przeglądu kilku, częściej stosowanych w Polsce i na świecie programów komputerowych. Zaletą stosowania specjalnych programów do analizy FMEA jest możliwość szybszego jej przeprowadzania oraz archiwizowanie w łatwy sposób wyników analizy. Obecnie na rynku jest dużo programów służących do przeprowadzania analizy FMEA, są to programy proste jedno modułowe jak i rozbudowane z wieloma dodatkowymi funkcjami. W tablicy 1 dokonano syntetycznego zestawienia podstawowych informacji na temat omawianego w dalszej części publikacji oprogramowania. 2 Więcej informacji na temat metody FMEA można znaleźć miedzy innymi w pracach: Hamrol A. Mantura W: Zarządzanie jakością przedsiębiorstwie. Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 2002; A. Hamrol: Zarządzanie jakością z przykładami, PWN, Warszawa 2005; E. Kreier, J. Łuczak: ISO Łatwy i skuteczny sposób uzyskania certyfikatu jakości. Tomy 1 2, FORUM, Poznań 2008; E. Krzemień: Zintegrowane zarządzanie aspekty towaroznawcze: jakość, środowisko, technologia, bezpieczeństwo. Wydawnictwo Śląsk, Katowice 2003; J. Sęp, A, Pacana: Metody i narzędzia zarządzania jakością, Politechnika Rzeszowska, 2001; R. Wolniak, B. Skotnicka; Metody i narzędzia zarządzania jakością teoria i praktyka, Wydawnictwo Politechniki Śląskiej

3 Tablica 1. Zestawienie omawianych w publikacji programów do wspomagania komputerowego metody FMEA Nazwa programu Producent Strona internetowa Zakres analizy Xfmea Reliasoft FMEA/FMECA DFMEA PFMEA MFMEA FMECA Relex Relex FMEA procesu FMEA/FMECA FMEA projektu FMEA funkcji FMEA części FMEA partii FMEA Facilitator Kinetic FMEA DFMEA SCIO FMEA PLATO ag.com/platohp/english/sciofmea.html FMEA DFMEA PFMEA Źródło: opracowanie własne 3.1 Relex FMEA/FMECA Jednym z programów do metody FMEA jest program opracowany przez firmę RELEX. Zapewnia on zgodność z wszystkimi podstawowymi standardami w jakich jest wykorzystywana metoda FMEA, takimi jak: MIL STD 1629A, SAE ARP5580, SAE J1739, metodologią stosowana przez Automotive Industry Action Group (AIAG) FMEA, Daimler Chrysler, Ford oraz IEC i BS Poza tym pogram jest zintegrowany z wieloma innymi narzędziami umożliwiającymi analizy wybranych aspektów zarządzania jakością takich jak np. FTA, analiza ryzyka, itp. Rysunek 1. Macierz punktów krytycznych wykonana w programie Relex Źródło: [ ] Pogram oferuje wiele funkcji, możliwości dostosowania interfejsu do potrzeb użytkownika oraz przystosowania programu do tytu analizy jaki jest stosowany w danej organizacji. Na rysunku 1 zamieszczono przykładowy zrzut ekranowy z omawianego programu. 3.2 Xfmea Program Xfmea wspiera wszystkie typy analiz FMEA/FMECA, łącznie z Design FMEA (DFMEA), Process FMEA (PFMEA), Machinery FMEA (MFMEA), Criticality Analysis (FMECA). Posiada on szeroko rozbudowany interfejs użytkownika pozwalający na skuteczne zarządzanie 322

4 Radosław Wolniak danymi oraz pełne raportowanie. Wspomagany jest standardami: SAE J1739, AIAG FMEA 3, MIL STD 1629A. Istnieje możliwość dostosowania własnego raportu do powyższych standardów. Z kolei interfejs użytkownika daje możliwość zmiany nazw odpowiednich pól, dopasowania kryteriów hierarchii WPR oraz opcje umożliwiające odpowiednie dopasowanie analizy, raporty do wybranej konfiguracji. Program umożliwia użytkownikowi 3 : systematyczne wprowadzanie danych, wsparcie dla obliczania WPR i analizy krytycznej. Jest wszechstronnym narzędziem zarządzania dla Zaleconych Działań, umożliwiając zawiadomienie za pomocą maila, automatyczne tworzenie gotowych formatów do drukowania, wybór diagramów i wątków dla graficznej prezentacji skutków analizy, przechowywanie danych i zarządzanie w bazach danych, ochroną hasłem, rewizją, mechanizmy, ułatwiające współpracę podczas analizie oraz integrację z kompletem oprogramowania ReliaSoft zawierając Weibull ++, ALTA i BlockSim. 3.3 FMEA Facilitator FMEA Facilitator jest prostym jednomodułowym programem, który umożliwia w dosyć szybki i łatwy sposób przeprowadzić analizę FMEA. Cała analiza przeprowadza się w jednym oknie (rysunek 2), w którym jednoczesnie uzyskiwane są wyniki. Zaletą tego rozwiązania jest możliwość oglądu całości analizowanego problemu. Rysunek 2. Okno FMEA Header Źródło: Program FMEA Facilitaor, [ ] 3.4 Scio FMEA Program Scio FMEA powstał w firmie PLATO. Oprogramowanie umożliwia wykonanie podstawowych analiz FMEA. Program umożliwia prowadzenie analizy ryzyka, pozwala również na wykonywanie analiz Pareto. Interface programu jest zbliżony do rozwiązań stosowanych w typowych arkuszach kalkulacyjnych aby ułatwić korzystanie z niego. Na rysunku 3 zaprezentowano przykładową analizę FMEA wykonaną za pomocą programu Scio FMEA. Program pozwala na analizy FMEA według standardów branży samochodowej (wszystkie popularne standardy) oraz według normy HACCP. 3 [ ] 323

5 Rysunek 3. Przykład analizy FMEA wykonanej w programie Scvio FMEA Źródło: ag.com/platohp/english/scio fmea.html, [ ] 4. Analiza FMEA przy wykorzystaniu możliwości arkusza kalkulacyjnego Excel Przedstawione w poprzednim rozdziale publikacji rozwiązania polegające na wykorzystaniu gotowych narzędzi informatycznych w zakresie komputerowego wspomagania metody FMEA, jakkolwiek skuteczne, mają jedną wadę znaczny koszt zakupu oprogramowania. Można ten problem rozwiązać w przypadku wykorzystania programu Excel (lub innego arkusza kalkulacyjnego) do wykonania takiej analizy. Wykorzystując możliwości arkusza kalkulacyjnego a zwłaszcza posiadają c umiejętność na przykład programowania w Visua l Basic można w Excelu wykonać dobry program do analizy FMEA automatyzujący wiele czynności. Program ten będzie ustępował profesjonalnym narzędziom ale taniość połączona z dobrym dostosowaniem narzędzia do specyfiki danej firmy i jednocześnie prostota jego zastosowania, może być w wielu przypadkach rozsądną alternatywą. Przykład takiego programu, który pokrótce zaprezentujemy w niniejszej publikacji powstał na potrzeby pracy dyplomowej pisanej przez Pana R. Rurańskiego, pod kierunkiem naukowym R. Wolniaka na Politechnice Śląskiej. W realiach małych i średnich przedsiębiorstw chcących stosować metodę FMEA optymalnym i wystarczającym rozwiązaniem jest dostosowanie aplikacji Excel zawartej w pakiecie Microsoft Office do realizacji zadań związanych z metodą. Przyczyną takiego stanu rzeczy jest dosyć duża elastyczność tej aplikacji jak i niski koszt zakupu, który zazwyczaj jest już poniesiony. Narzędzie do analizy FMEA zostało opracowane w programie Microsoft Excel 12.0 znajdującym się w pakiecie Microsoft Office 2007 z obsługą edytora Visual Basic 6.5. Narzędzie wykorzystuje funkcje programu Excel oraz makra i język VBA, dzięki czemu większość czynności podczas analizy mogła zostać zautomatyzowana. Ostateczna wersja narzędzia 2.1 zostało zapisane w postaci skoroszytu dla wersji , dzięki temu może być wykorzystane na każdej wersji Excela. Po otwarciu arkusza Excela z programem mamy dostęp do arkusza Info (rysunek 5). Arkusz ten umożliwia użytkownikowi wprowadzenie podstawowych informacji dotyczących analizy. Arkusz jest automatycznie otwierany po uruchomieniu narzędzia dzięki zdefiniowaniu nazwy funkcji Sub Auto_Open() w module (2), który to realizuje funkcje arkusza Info. Pierwsza funkcją realizowaną w module jest Application.DisplayFullScreen = True, która to przełącza na pełnoekranowy widok program Excel. 324

6 Radosław Wolniak Rysunek 4. Okno Info programu do analizy FMEA Źródło: R. Rurański: Opracowanie i zastosowanie aplikacji do metody FMEA w programie Excel na przykładzie wybranej firmy, praca magisterska pod kierunkiem R. Wolniaka, Politechnika Śląska, Wydział Organizacji i Zarządzania, Zabrze W arkuszu Skutki użytkownik określa: potencjalne skutki, współczynnik znaczenia danej wady (Zn), współczynnik częstotliwości występowania (Cz), wykrywalności (Wy) oraz współczynnik poziomu ryzyka (WPR). Parametry te określa się dla wszystkich zdefiniowanych wad. Do dalszej analizie program bierze pod uwagę jedynie te wady, dla których obliczony poziom WPR przekracza określony dopuszczalny poziom WPR. Arkusz Przyczyny umożliwia użytkownikowi przeanalizować przyczyn każdej wady poprzez wykorzystanie diagramu Ishikawy. W arkuszu generowane są diagramy a następnie uruchamiana jest funkcja Public Sub wstaw_do_ish(), która to kopiuje z arkusza Skutki nazwy wad, których poziom przekroczył dopuszczalny poziom WPR i wstawia je do kolejnych diagramów Ishikawy. Użytkownik definiuje kategorie, które chce dla danej wady przeanalizować, a następnie dla każdej kategorii może zdefiniować maksymalnie po pięć przyczyn. Arkusz Rezultat umożliwia użytkownikowi zebranie informacji o skuteczności podjętych działań zapobiegawczych dla danej wady. W obszarze (1) dla poszczególnych wad określa się ile było jej wystąpień w przyjętym do analizy okresie przed wdrożeniem działań zapobiegawczych i po ich wdrożeniu. W obszarze (2) wyliczany jest procentowy udział ilości wystąpień danej wady do ogólnej ilości wystąpień wszystkich wad przed i po wdrożeniu działań zapobiegawczych. Dane dla wszystkich wad są przedstawione na wykresie słupkowym. 5. Zakończenie Podsumowując przedstawione w publikacji wywody można stwierdzić, że zastosowanie komputeryzacji może w znaczący sposób usprawnić proces wykorzystania metody FMEA w przedsiębiorstwie dzięki: automatyzacji obliczeń liczb RPN, możliwości wykorzystania bibliotek wad, przyczyn, akcji zapobiegawczych itp., z których można wielokrotnie korzystać, ograniczeniu wielokrotnego powtarzania tych samych operacji wpisywania: wad, przyczyn, akcji zapobiegawczych, osób odpowiedzialnych, itp., uniknięcia ręcznego rysowania i wypełniania tabel, 325

7 ograniczeniu zużycia papieru, pozwala na przypisan ie działaniom zapobiegawczym osób odpowiedzialnych za ich wykonanie, prostemu i szybkiemu wprowadzeniu zmian i poprawek (co sprawia duże trudności i jest bardzo czasochłonne przy tradycyjnej "papierowej" analizie), możliwości integracji z systemem komputerowego zarządzania w przedsiębiorstwie, w celu jeszcze większej automatyzacji pracy. We współczesnym świecie coraz częściej wykorzystuje się komputerowe oprogramowanie albo w postaci przedstawionych programów komputerowych albo drobnych narzędzi wykonanych samodzielnie np. na bazie arkusza kalkulacyjnego, jak w przedstawionym w niniejszej publikacji przykładzie. Bibliografia: 1. Hamrol A., Mantura W.: Zarządzanie jakością w przedsiębiorstwie. Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa Hamrol A.: Zarządzanie jakością z przykładami, PWN, Warszawa Kreier E., Łuczak J.: ISO Łatwy i skuteczny sposób uzyskania certyfikatu jakości. Tomy 1 2, FORUM, Poznań Krzemień E.: Zintegrowane zarządzanie aspekty towaroznawcze: jakość, środowisko, technologia, bezpieczeństwo. Wydawnictwo Śląsk, Katowice Rurański R.: Opracowanie i zastosowanie aplikacji do metody FMEA w programie Excel na przykładzie wybranej firmy, praca magisterska pod kierunkiem R. Wolniaka, Politechnika Śląska, Wydział Organizacji i Zarządzania, Zabrze Sęp J., Pacana A.: Metody i narzędzia zarządzania jakością, Politechnika Rzeszowska, Wolniak R., Skotnicka B.; Metody i narzędzia zarządzania jakością teoria i praktyka, Wydawnictwo Politechniki Śląskiej Wolniak R.: Wybrane metody zarządzania jakością w sektorze usług finansowych teoria i praktyka, Wyższa Szkoła Bankowości i Finansów, Bielsko Biała Netografia 1. Kinetic, [ ] 2. Relex, [ ] 3. Scio FMEA, ag.com/platohp/english/scio fmea.html, [ ] 4. Xfmea, [ ] Analysis of software used in computer aided quality management FMEA method. This paper deals with analysis of selected programs used in computer aided quality management such as: Xfmea, Relex FMEA, FMEA Facilitator and SCIO FMEA. The final part of the publication presents the way of creating a programme complying with FMEA method with the use of Excel spreadsheet. Keywords: FMEA, quality management, computer aided quality management Radosław Wolniak Autor jest pracownikiem Katedry Zarządzania Jakością Procesów i Produktów Wydziału Organizacji i Zarządzania Politechniki Śląskiej. Jego zainteresowania naukowe dotyczą zarządzania jakością w szczególności komputeryzacji zarządzania jakością, metod zarządzania jakością oraz kultury organizacyjnej w zarządzaniu jakością. Jest autorem lub współautorem 6 książek i około 80 publikacji z zakresu organizacji i zarządzania. 326