Publikacje autorskie

Transkrypt

1 Kaizen Practitioner Publikacje autorskie Analiza wybranych programów wspomagających statystyczną kontrolę procesów Grzegorz Wróbel Data utworzenia dokumentu elektronicznego: Strona 1 z 9

2 ANALIZA WYBRANYCH PROGRAMÓW WSPOMAGAJĄCYCH STATYSTYCZNĄ KONTROLĘ PROCESU Grzegorz Wróbel 1. Wstęp Efektywne wprowadzenie, i funkcjonowanie systemu zarządzania jakością w przedsiębiorstwie wymaga nowoczesnego wspomagania informatycznego. Wymóg ten wydaje się byd koniecznością w aspekcie unormowao międzynarodowych (ISO), których wprowadzenie poprzez certyfikację systemów jakościowych, pozwala zoptymalizowad wszystkie procesy w przedsiębiorstwie. Niewątpliwymi zaletami wspomagania komputerowego w zakresie jakości (i nie tylko) jest: szybkośd, wydajnośd, łatwiejszy dostęp do danych oraz funkcjonalnośd, wyrażona przede wszystkim przez dokładne analizy statystyczne i szybkie wyszukiwanie informacji. Badania efektywności ekonomicznej systemów elektronicznych nad tradycyjnymi przeprowadzone w krajach Europy Zachodniej potwierdzają, że dzięki zastosowaniu komputerów ogólna redukcja kosztów utrzymania systemów zarządzania jakością wyniosła 42%1. Poza tym, przesłanką wykorzystywania pakietów informatycznych jest koniecznośd przetwarzania, pozyskiwania, przesyłania i archiwizowania dużej ilości informacji i danych. W zarządzaniu jakością istnieje wiele działao, poddających się algorytmizacji, co również sprzyja powszechniejszemu stosowaniu wspomagania komputerowego. Jego możliwości w zakresie wymagao normy ISO 9001 są znaczne2. Potwierdza to nawet pobieżna analiza oferty rynkowej, gdzie znaleźd można oprogramowanie wspomagające szczegółowe aspekty funkcjonowania systemu jakości np. systemy zarządzania reklamacjami, ewidencja narzędzi pomiarowych, ocena poddostawców itp. Autor nie jest przekonany co do słuszności określania w ofercie rynkowej niektórych produktów jako systemy. Opierając się na informacji reklamowej można w niektórych przypadkach sądzid iż dany produkt jest pojedynczym programem informatycznym. Nazwa system 1 Materiały informacyjne firmy TQM Soft: 2 Hamrol A., Mantura W.: Zarządzanie jakością, teoria i praktyka. PWN, Warszawa, Strona 2 z 9

3 powinna odnosid się raczej do pewnego uporządkowanego zestawienia czy zbioru modułów programowych powiązanych kompatybilnie ze sobą i obejmujących szerszy zakres działao. Podstawowe i najpopularniejsze zastosowania programów komputerowych do wdrożenia i utrzymywania systemów jakości dotyczą następujących obszarów: Zarządzanie dokumentacją systemu jakości i danymi poprzez usprawnienie ich obiegu i komunikacji; Sterowanie procesem; Planowanie i przeprowadzanie auditów wewnętrznych; Kontrola i badania; 5Identyfikacja wyrobów; Działania korygujące i zapobiegawcze oparte na szeroko wykorzystywanych metodach i narzędziach analitycznych (np. FMEA, SPC). Należy zaznaczyd, że powyższe obszary (przez praktyków umownie podzielone według wymagao na systemowe i procesowe) są wzajemnie ze sobą powiązane np. identyfikacja wyrobów czy planowanie auditów łączy się z tworzeniem określonej dokumentacji. Dlatego też najczęściej w ofercie rynkowej dotyczącej jakości można spotkad oprogramowanie (pojedyncze lub w pakietach) przeznaczone do zarządzania dokumentacją. Postępująca automatyzacja produkcji powinna byd impulsem i zachętą dla producentów oprogramowania do tworzenia całościowych pakietów centralnego, komputerowego wspomagania systemów jakości. Takie rozwiązania mają już zastosowanie w wielu krajach Europy i w Polsce. Potrzeba zintegrowanych pakietów informatycznych dla jakości wynika również z dostosowania istniejących systemów jakościowych do bardziej nowoczesnego, kompleksowego stylu zarządzania jakością. Znajduje to potwierdzenie w projekcie normy WIZJA 2000, która poprzez zorientowanie przede wszystkim na procesy, oraz podniesienie roli marketingu w przedsiębiorstwie bliższa jest założeniom TQM (Całościowego Zarządzania Jakością). Przewiduje się, że planowana WIZJA 2005 pokrywad się będzie zupełnie z ideą TQM. Wśród istniejących na polskim rynku produktów informatycznych dla jakości wiele z nich dotyczy Statystycznej Kontroli Procesu (SPC). Obok QFD, DOE, Analizy Wartości czy FMEA jest ona podstawową metodą w zarządzaniu jakością. Optymalizacja wszystkich procesów w przedsiębiorstwie, zgodnie z zasadą zera defektów, powinna dążyd do stopniowego eliminowania błędów. W artykule3 dane do analizy reprezentujące błędy podzielono na dwie grupy: dane dotyczące niezgodności po ich wystąpieniu; dane dotyczące niezgodności przed ich wystąpieniem. 3 Rewilak J.; Komputerowe wspomaganie systemów zapewnienia jakości wg norm serii ISO 9000 (część II). Biuletyn Automatyki, nr 15, Strona 3 z 9

4 Do pierwszej z tych grup będą stosowad się działania korygujące, a do drugiej zapobiegające. Działania zapobiegające wiążą się z odpowiednio wczesnym (już na etapach projektowania) przewidywaniem wystąpienia niezgodności lub popełnienia potencjalnych błędów, stąd są bardziej skuteczne niż działania korygujące. Metodami zapobiegającymi powstawaniu błędów są FMEA i SPC. Podstawowa różnica pomiędzy nimi polega na tym, że SPC wykrywa rzeczywiste zaistnienie przyczyny niezgodności (wykorzystuje aktualnie zbierane dane), natomiast Analiza Przyczyn i Skutków Wad na podstawie wiedzy i doświadczenia pracowników oraz wcześniej zarchiwizowanych danych daje możliwośd wykrycia potencjalnych przyczyn niezgodności nie tylko w procesie ale już na etapie projektowania. 2. Opis zagadnienia W dalszej części referatu zostaną przedstawione narzędzia i analizy występujące w wybranych produktach informatycznych wspomagających statystyczną kontrolę procesu. Statystyczna Kontrola Procesu analizowana jest najczęściej poprzez karty kontrolne Shewartha. Oprócz nich kontrola procesu wykorzystuje inne metody i narzędzia statystyczne poprzez grupowanie danych według określonego kryterium. Do podstawowych należą: diagramy korelacji, wykresy regresji, histogramy, analiza Pareto, Do bardziej złożonych metod SPC należą teoria badao wyrywkowych, analiza wieloczynnikowa, optymalizacja wielokryterialna, metody badao operacyjnych, planowania eksperymentów i obliczania ich wyników i in. Wykorzystując oprócz wymienionych wyżej metod statystycznych tradycyjne narzędzia jak: schematy blokowe, diagram Ishikawy, czy arkusze kontrolne, możemy mówid o Statystycznym Sterowaniu Procesem, który według A. Hamrola i W. Mantury jest pojęciem szerszym od Statystycznej Kontroli Procesu. Oferowane oprogramowanie na polskim rynku w mniejszym lub większym stopniu zawiera wyżej wymienione analizy i narzędzia SPC. Wydaje się, że optymalnym rozwiązaniem dla użytkowników byłby program, który oprócz kompleksowych analiz dotyczących SPC, tworzyłby wraz z innymi modułami (programami) wspólny i skonfigurowany "pakiet dla jakości". Dzisiaj, klient jest podmiotem nadrzędnym na rynku i do niego powinna byd dostosowana oferta. Personel zajmujący się wdrażaniem i zarządzaniem systemu jakości oczekuje takiego produktu informatycznego, który pozwoli rozwiązad wieloaspektowe problemy od tworzenia i zarządzania dokumentami czy wspomagania procesu projektowania, do planowania auditów i kontroli procesu. Ponieważ do każdego przedsiębiorstwa w którym planuje się Strona 4 z 9

5 działania projakościowe należy podchodzid indywidualnie, oczywistym jest, że oprogramowanie wspomagające te działania musi również byd odpowiednio dobrane. Zaletą oferty informatycznej jest to, że oprócz pojedynczych programów można nabyd poszczególne moduły z "pakietów dla jakości". Poza tym większośd z producentów zapewnia o skalowalności swoich produktów, czyli dostosowania ich do wielkości przedsiębiorstwa a w miarę jego rozwoju do rozbudowywania systemu oraz o integracji z znanymi systemami zarządzania bazami danych jak Oracle, MS SQL Serwer, MS Acces, Sybase. Ma to szczególne znaczenie przy imporcie i eksporcie plików danych do analiz zapisanych w różnych formatach. Analizując dostępne oprogramowanie można wnioskowad, że w przypadku statystycznej kontroli procesu oferta jest dośd bogata i dobrze przygotowana. Źródła informacji o produktach dla zainteresowanych użytkowników mogą byd różne. Firmy świadczące usługi w przygotowaniu przedsiębiorstw do wprowadzenia i certyfikacji systemu jakości zazwyczaj podpowiadają klientowi lub sugerują wybór określonego oprogramowania. Innym, obszernym kanałem informacji są działania promocyjne firm programistycznych lub dystrybutorów ich produktów. W szczególności należą do nich: przekazywanie przedsiębiorstwom folderów reklamowych wraz z personalnym omówieniem produktu i jego zastosowania; prowadzenie szkoleo i seminariów dotyczących oprogramowania; oferowanie nieodpłatnych wersji programu (CD Demo); szeroka informacja w Internecie. Tabela 1. Wybrane programy wspomagające SPC i ich producenci. Strona 5 z 9

6 Źródło: Opracowanie własne Podstawowe kryteria oceny oprogramowania wspomagającego SPC są następujące: możliwości ręcznego lub automatycznego wprowadzania danych; analiza sygnałów pomiarowych; możliwośd programowej kalibracji przyrządów; możliwośd automatycznej korekty nastaw maszyny (procesu); przyjazne (proste) menu programu; łatwe wprowadzanie zmian w planach kontroli; możliwośd ustawienia praw dostępu; możliwośd przekazywania danych do innych obszarów systemu zarządzania jakością. Większośd programów spełnia powyższe kryteria a niektóre z nich nawet je przewyższają. Wybrane programy (pojedyncze lub w pakietach) wspomagające statystyczna kontrolę procesu przedstawione są w tabeli 1. Poniżej zostaną przedstawione narzędzia analityczne i rozwiązania informatyczne zastosowane w mniejszym lub większym zakresie w wymienionych w tabeli oprogramowaniach: Karty kontrolne sterowania jakością. Pokazanie danych liczbowych w formie wykresu jest najważniejszą czynnością w kierunku szybkiego i pełniejszego zrozumienia przebiegu procesu. Dominującą rolę odgrywają tutaj karty kontrolne. Narzędzie to pozwala na podstawie stanu wybranych cech wyrobu śledzid przebieg procesu i oceniad czy wahania określonego parametru statystycznego są na tyle znaczne, że oznaczają trwałe rozregulowanie procesu. Karty kontrolne w wymienionych wyżej oprogramowaniach są wykreślane po pobraniu danych do analizy z pliku danych oraz po określeniu profilu analizy (zakres danych, wybór określonej karty, wprowadzenie parametrów ustawieo procesu np. zadanej średniej procesu itp.)- Do pliku danych informacje wpisywane są ręcznie przez operatorów albo odczytywane są przez urządzenia pomiarowe (np. wagi, spektrometry, czujniki, czytniki kodów kreskowych, sterowniki PLC, rejestratory) i przesłane w formie elektronicznych sygnałów do komputera. Karty mogą byd również wykreślane przez parametry określone przez użytkownika lub wyliczone z danych (średnie, rangi itp.). Niektóre programy dają możliwośd wykreślania kart kontrolnych dla krótkich serii a także oprócz linii kontrolnych również dodatkowych linii ostrzegania. Opcje kart kontrolnych wykorzystywanych w wybranych oprogramowaniach przedstawia poniższa tabela. Strona 6 z 9

7 Tabela 2. Opcje kart kontrolnych wykorzystywanych w wybranych programach SPC. Opcja kart kontrolnych Testy wzorca przebiegu Wskaźniki zdolności jakościowej Analityczne zaznaczanie i etykietowanie punktów Interaktywne działanie, praca w czasie rzeczywistym, dostęp w innych miejscach przy zastosowaniach sieciowych. Źródło: Opracowanie własne. Zastosowanie w oprogramowaniu Testy posiadają w programach charakterystyki zgodne z normami ISO. Testy dotyczą charakterystycznych trendów i sekwencji punktów na kartach kontrolnych mogących świadczyd o zakłóceniu lub rozregulowaniu procesu. Użytkownik może według swoich potrzeb modyfikowad testy np. poprzez odpowiednie zaostrzenie kryteriów wykrywania sekwencji punktów. Ustawienie parametrów testów wzorca przebiegu dokonuje się w prostym okienku dialogowym. Miarą zdolności procesu do spełnienia tych wymagao są wskaźniki zdolności jakościowej Większośd z oprogramowao daje użytkownikowi możliwośd obliczania tych wskaźników np. Cp, Cpk i innych oraz wyrysowania do nich wykresów. Ta opcja (dostępna tylko w zaawansowanych analitycznie pakietach) pozwala na zaznaczanie pojedynczych próbek i usuwanie ich z analizy oraz na przeprowadzenie obliczeo z ich wyłączeniem. Dla próbek, które przekraczają granice regulacji lub sprawdzają testy wzorca przebiegu użytkownik może przypisad przyczyny (opierając się na doświadczeniu podobnych, wcześniej występujących sygnałów) oraz przypisad określone działania do wykonania. Próbki te lub sekwencje danych wskazane poprzez testy wzorca przebiegu są na wykresach automatycznie wyróżnione w sposób zgodny z unormowaniami. Pewne moduły dają możliwośd automatycznej reakcji (zatrzymanie procesu) i (lub) powiadamiania operatorów lub inżynierów o wystąpieniu sygnału o rozregulowaniu procesu poprzez sygnał alarmowy (na hali produkcyjnej), wysłanie wiadomości , lub skontaktowanie się z telefonem komórkowym lub pagerem kontrolera Praca w czasie rzeczywistym pozwala (w systemie sieciowym) na bezpośrednie kontrolowanie procesu i dostęp z dowolnego miejsca w fabryce do wszystkich potrzebnych danych. Należy zaznaczyd, że kontroler analizując proces z wykorzystaniem programu komputerowego, posiada do wglądu wszystkie wykresy, które są automatycznie uaktualniane wraz z aktualizacją bazy danych. Ponadto szczegóły kart kontrolnych łatwo poddają się modyfikacji i formatowaniu według upodobao użytkownika. Strona 7 z 9

8 Histogramy. Jest to bardzo popularna forma wykresu słupkowego dająca przybliżone informacje o rozkładzie zebranych parametrów lub ich częstotliwości. Dlatego też obok kart kontrolnych jest najczęściej pojawiającą się prezentacją graficzną danych w programach SPC. W większości z nich histogramy przedstawiane są razem z kartami kontrolnymi lub uruchamiane są z podstawowego menu programu. Analiza Pareto. Technika ta porządkuje dane pod względem priorytetu lub ważności, dlatego jej znaczenie dla poprawy jakości jest ogromne. Wykorzystując ją w SPC możemy np. ustalid, jakie są najczęstsze przyczyny rozregulowao procesu i co je powoduje. Krzywa Pareto pokazuje również w którym kierunku mają byd skierowane działania naprawcze. Uruchomienie tego narzędzia jest możliwe w każdym momencie kontroli procesu po uprzednim zaznaczeniu obszaru danych poddawanych analizie. Oprócz SPC technika ta ma szerokie zastosowanie w analizie wartości sprzedaży według kryterium podmiotowego, produktowego, geograficznego, analizie wierzycieli, absencji itp. 3. Podsumowanie Statystyczna kontrola procesu jako jedna z podstawowych metod zarządzania systemem jakości w przedsiębiorstwie ma pełne oparcie w rozwiązaniach informatycznych. Dostępne oprogramowanie dostarcza wymaganych narzędzi i analiz, które dokładnie kontrolują zmiany zachodzące w procesie a tym samym pozwalają na szybką analizę i podjęcie odpowiednich działao interwencyjnych. Dokonując analizy oferty oprogramowao należy stwierdzid, że niewątpliwą ich zaletą jest możliwośd dostosowania do uprawnieo i zakresu odpowiedzialności użytkowników. Przykładowo dla operatora, którego podstawowym zadaniem powinno byd wprowadzenie danych, system wspomagania komputerowego po załogowaniu się osoby rozpoznaje jej uprawnienia i przyznaje dostęp do określonych etapów produkcji, komunikując się za pomocą prostych i zrozumiałych okienek dialogowych. Dla inżynierów program dostosowuje interfejs użytkownika z pełnym dostępem do danych, pozwalając monitorowad wszystkie procesy i formułowad zapytania. Dla kadry zarządzającej programy przygotowują uporządkowane raporty (dzienne, tygodniowe, miesięczne) o parametrach i jakości procesu. Takie zróżnicowane środowiska programu oferują tylko niektóre produkty. Statystyczna kontrola procesu jest tylko częścią dużego przedsięwzięcia związanego z wdrożeniem i utrzymywaniem systemu jakości. Oprogramowanie dotyczące SPC również powinno byd modułem Strona 8 z 9

9 integralnego pakietu dla jakości" wspomagającego cały obszar działao projakościowych w przedsiębiorstwie. 4. Literatura 1. Hamrol A., Mantura W.: Zarządzanie jakością, teoria i praktyka. PWN, Warszawa, Rewilak J.; Komputerowe wspomaganie systemów zapewnienia jakości wg norm serii ISO 9000 (część II). Biuletyn Automatyki, nr 15, Materiały informacyjne firmy TQM Soft: Słowa kluczowe: statystyczna kontrola procesu (SPC), systemy zarządzania jakością. Streszczenie: Efektywne wdrażanie systemów zarządzania jakością związane jest z implementacją określonego oprogramowania, wspomagającego działania projakościowe. Przedsięwzięcie to zmienia bądź modeluje dotychczasowy sposób zarządzania firmą. Podobnie, oprogramowanie dla jakości powinno byd odpowiednio skonfigurowane z istniejącymi systemami informatycznymi w przedsiębiorstwie. Szybko rozwijający się rynek informatyczny oferuje wiele modułów tego oprogramowania, w tym moduł dotyczący statystycznej kontroli procesu (SPC), zawierający większośd z potrzebnych narzędzi analizy statystycznej. Przed programistami stają jednak nowe wyzwania: zaoferowanie w pełni skalowalnego i kompatybilnego pakietu informatycznego dla jakości", udoskonalanie prostego w obsłudze interfejsu użytkownika oraz polskie wersje programów. Strona 9 z 9