Wpływ zastosowania metody FMEA na koszty jakości w przedsiębiorstwie.

Transkrypt

1 prof. dr hab. inż. Eugeniusz Krzemień mgr inż. Radosław Wolniak Wpływ zastosowania metody FMEA na koszty jakości w przedsiębiorstwie. Wprowadzenie Zwiększanie jakości produktów i usług oferowanych przez firmy musi być połączone z analizą kosztów podjętych działań. Musimy pamiętać, że wzrost jakości powinien nie tylko służyć zadowoleniu klienta i pracowników firmy, chociaż te aspekty są oczywiście bardzo ważne i nie wolno o nich zapominać, ale musi przynieść konkretne, wymierne efekty, wiążące się z ograniczeniem kosztów i wzrostem zysków w przedsiębiorstwie. Badania przeprowadzane w wielu krajach świata wskazują, że zła jakość ma duży wpływ na wzrost kosztów produkcji. Zdaniem specjalistów od zarządzania to nie jakość a brak jakości przyczynia się do wzrostu kosztów w przedsiębiorstwie. Datujące się od przełomu lat 40/50 zastosowanie metody FMEA przynosi dla przedsiębiorstwa różnorodne korzyści. Skutki wynikające z zastosowania metody FMEA powodują konkretne efekty liczbowe, przyczyniające się do ograniczenia kosztów jakości. Zastosowanie metody FMEA ma nie tylko wpływ na obniżenie sumarycznej wartości kosztów jakości ale także dogłębnie zmienia strukturę tych kosztów w przedsiębiorstwie. W niniejszym artykule zaprezentujemy wpływ analizy FMEA na ograniczanie kosztów jakości na przykładzie wirnika silnika indukcyjnego trójfazowego w wybranym przedsiębiorstwie. Koszty jakości w przedsiębiorstwie Przeprowadzenie analiz dotyczących kosztów jakości wymaga określenia modelu kosztów którym posłużono się przy przeprowadzaniu niniejszej analizy. Wszystkie koszty jakości można podzielić na dwie grupy: koszty sterowania jakością i koszty związane ze stratami na brakach. Podział ten możemy uszczegółowić poprzez rozbicie tych grup na kolejne kategorie i podkategorie. Szczegółowy model podziału kosztów jakości został przedstawiony na rysunku 1. Poniżej zdefiniujemy podstawowe kategorie kosztów jakości: Koszty prewencji - wszystkie działania związane z zapobieganiem wadom przed ich wystąpieniem. Do grupy tej zaliczamy zarówno koszty szkoleń pracowników, jak i koszty związane z opracowywaniem procedur jakościowych, planami jakości i poprawą jakości projektowania wyrobów. Koszty badań i oceny - koszty wszelkich działań badających wystąpienie błędu począwszy od etapu produkcji, poprzez etap badań końcowych, aż do badań przeprowadzanych u klienta. Do tej grupy zaliczamy koszty pracowników zaangażowanych w działania badawcze, zakupu i utrzymania narzędzi badawczych, koszt badań zleconych w laboratoriach, itp. Straty na brakach wewnętrznych - są to wszelkie koszty związane z występowaniem braków, które zostały stwierdzone zanim dostarczono dany wyrób do klienta. Do omawianej grupy zaliczamy koszty związane ze stratą surowców, złomowaniem wadliwych produktów, koniecznością dodatkowych napraw lub sprzedaży wyrobów niższej jakości po obniżonej cenie. Straty na brakach zewnętrznych - koszty ujawniające się dopiero po dostarczeniu wyrobu do klienta. Możemy tu wymienić: koszty napraw, odszkodowań a także koszty związane ze stratą zaufania klienta do firmy oferującej wadliwy wyrób. 1

2 Koszty jakości Koszty sterowania jakością Straty na brakach Koszty prewencji Koszty badań i oceny Straty na brakach wewnętrznych Straty na brakach zewnętrznych Szkolenia w zakresie jakości Planowanie jakościowe Badanie zdolności jakościowej Ocena poddostawcy Planowanie badań Audit jakości Kierowanie sprawami jakości Programy projakościowe Opracowanie i wdrożenie procedur Badania odbiorcze (końcowe) Badania w toku produkcji Badania kwalifikacyjne Badania jakości podczas montażu u klienta Zakup środków badawczych Utrzymanie środków badawczych Ekspertyzy jakościowe Badania laboratoryjne Koszty personelu laboratoriów badawczych Dokumentacja prac badawczych Rysunek 1. Model struktury kosztów jakości w przedsiębiorstwie Źródło: Opracowanie własne na podstawie [1,8]. Strata surowców Koszty złomowania Konieczność dodatkowej obróbki Dodatkowe sortowanie Ponowne badania Przestoje spowodowane brakiem jakości Obniżenie ceny produktu Koszty reklamacji Odszkodowania Utrata image Utracone rynki zbytu Koszty jakości w wielu przedsiębiorstwach są niebagatelne i mogą sięgać 10% obrotów, a często nawet więcej. Według Feigenbauma w przedsiębiorstwach nie mających wdrożonego TQM udział poszczególnych grup kosztów jakości w strukturze kosztów przedsiębiorstwa kształtuje się następująco: [6,8] koszty prewencji 60-70% koszty badań i oceny 20-25% koszty związane z zapobieganiem wad 5-10%. Wraz ze zmianą podejścia przedsiębiorstwa w kierunku projakościowego zarządzania zmianie ulega struktura kosztów jakości. Zjawisku zmniejszania ogólnych kosztów jakości towarzyszy znaczące zmniejszanie się jednych grup kosztów, przy pewnym zwiększeniu kosztów należących do innej grupy. Zmiany dotyczą głównie następujących grup kosztów: Koszty związane z zapobieganiem wad zmniejszają się wraz ze wzrostem poziomu jakości w przedsiębiorstwie i będą wraz z rozwojem zarządzania jakością dążyły do zera. Koszty badań i oceny w początkowym etapie rosną, jednakże po osiągnięciu wysokiego poziomu zarządzania jakością ich wartość stabilizuje się, a nawet może 2

3 zacząć spadać ponieważ do utrzymania wysokiej jakości nie będą już potrzebne ciągłe badania, kontrole i sprawdzanie wszystkich działań. Udział kosztów prewencji rośnie wraz z rozwojem zarządzania jakością. Koszty Koszty badań i oceny Koszty jakości Straty na brakach Koszty prewencji Brak jakości Kontrola jakości Zarządzanie jakością TQM Jakość Rysunek 2. Zmiana struktury kosztów jakości wraz ze wzrostem poziomu jakości w przedsiębiorstwie. Źródło: Opracowanie własne na podstawie:[1]. Przeprowadzenie analizy FMEA Analizę FMEA przeprowadzono dla wirnika silnika indukcyjnego trójfazowego w wybranym przedsiębiorstwie. Główną przesłanką podjęcia analizy była rosnąca liczba reklamacji i towarzyszący temu wzrost kosztów napraw gwarancyjnych produktu. Niekorzystny trend kształtujący się w ostatnim czasie spowodował, że zdecydowano się skorzystać z analizy FMEA w celu ustalenia przyczyn zaistniałej sytuacji. W przedsiębiorstwie powołano zespół roboczy i przeprowadzono wymagane analizy. Wyniki przeprowadzonej analizy FMEA dla poszczególnych elementów silnika przedstawiono na rysunku 3. W literaturze podaje się, że wskaźnik RPN nie powinien przekraczać wartości 70, dlatego też dla tych elementów silnika, w przypadku których liczba priorytetowa ryzyka RPN przekraczała wartość siedemdziesiąt opracowano działania korygujące wśród których możemy wymienić: dodatkowe szkolenia pracowników, dodatkowa kontrola wybranych elementów po ich zamocowaniu przez pracownika, dla elementów w przypadku których główną przyczyną powstawania wad była wadliwość materiału postanowiono zakupić materiały wyższej jakości oraz zdecydowano się na przeprowadzanie testów wytrzymałościowych, postanowiono zwrócić większą uwagę na wykonanie wszystkich operacji zgodnie z przyjętymi procedurami, itp. [2] 3

4 RPN Wał 2. Pierścień dociskowy wirnika 3. Blacha wirnika 4. Pierścień osadniczy sprężynujący 5. Pręt klatki pracy 6. Pierścień zwierający klatki pracy 7. Pręt klatki rozruchowej 8. Pierścień zwierający klatki rozruchowej 9. Tarcza wyważników 10. Wyważnik 11. Wkręt 12. Tuleja ślizgowa Rysunek 3. Liczba Priorytetowa Ryzyka dla poszczególnych elementów silnika przed wykonaniem działań zapobiegawczych. Przeprowadzenie określonych w poprzednim etapie działań spowodowało ograniczenie Liczby Priorytetowej Ryzyka dla większości elementów silnika. Podjęte działania wykazały, że przy użyciu stosunkowo prostych środków zapobiegawczych udało się znacznie ograniczyć wartości liczb RPN. Nowe wartości wskaźnika RPN po przeprowadzeniu działań naprawczych zostały przedstawione na rysunku numer 4. RPN 1. Wał 2. Pierścień dociskowy wirnika 3. Blacha wirnika 4. Pierścień osadniczy sprężynujący 5. Pręt klatki pracy 6. Pierścień zwierający klatki pracy 7. Pręt klatki rozruchowej 8. Pierścień zwierający klatki rozruchowej 9. Tarcza wyważników 10. Wyważnik 11. Wkręt 12. Tuleja ślizgowa Rysunek 4. Liczba Priorytetowa Ryzyka dla poszczególnych elementów silnika po wykonaniu działań zapobiegawczych. 4

5 Koszty jakości przed zastosowaniem metody FMEA w badanym przedsiębiorstwie. W badanym przedsiębiorstwie poszczególne grupy kosztów przed i po zastosowaniu metody FMEA przyjmowały wartości zebrane w tabeli 1. 1 Grupa kosztów Koszty przed zastosowaniem metody FMEA [j.p.] Koszty po zastosowaniu metody FMEA [j.p.] Ogólne koszty jakości Koszty sterowania Koszty prewencji Koszt planowania jakości Koszty szkolenia pracowników Koszty badań i oceny Koszty odbiorczych badań surowców i materiałów Straty na brakach Straty na brakach wewnętrznych Koszty straty surowców Koszty złomowania Koszty badań po przeróbkach Straty na brakach zewnętrznych Koszty reklamacji Tabela 1. Porównanie kosztów jakości przed i po zastosowaniu analizy FMEA. Struktura kosztów jakości przed przeprowadzeniem analizy FMEA pozwala wyodrębnić trzy główne grupy kosztów: koszty reklamacji- stanowiące 68% łącznych kosztów jakości, koszty straty surowców - stanowiące 10% łącznych kosztów jakości, koszty odbiorczych badań jakości surowców i materiałów - stanowiące 8% łącznych kosztów jakości. Występująca sytuacja jest bardzo negatywna z punktu widzenia przedsiębiorstwa. Największą grupę kosztów stanowią koszty reklamacji, a więc koszty związane z usuwaniem już powstałych wad. Natomiast łącznie wszystkie koszty związane ze stratami na brakach zarówno wewnętrznych jak i zewnętrznych osiągnęły wartość 82%. Przedsiębiorstwo zamiast skoncentrować się na zapobieganiu wadom swą uwagę koncentrowało na usuwaniu już powstałych wad, które uwidoczniły się podczas użytkowania produktu przez końcowego klienta. Istniejąca sytuacja powoduje następujące negatywne konsekwencje: Przedsiębiorstwo ponosi koszty wyprodukowania złych wyrobów oraz koszty związane z ich marketingiem i dystrybucją. Muszą zostać poniesione koszty związane z usunięciem zaistniałych wad. Powstaje także trzecia grupa kosztów, najbardziej niewymierna (której nie uwzględniliśmy w przedstawianej analizie kosztów), jednak przypuszczalnie w dłuższej perspektywie czasowej mająca najistotniejszy wpływ na istnienie przedsiębiorstwa. Klient, któremu dostarczyliśmy produkt złej jakości zniechęca się 1 Z uwagi na konieczność utajnienia danych przez badane przedsiębiorstwo koszty zostały podane w hipotetycznych jednostkach pieniężnych. Jednostki te powstały z przemnożenia kosztów rzeczywistych o stały, wybrany współczynnik. 5

6 do zakupionego produktu. W sytuacji dużej konkurencji na rynku, szczególnie w przypadku produktów przemysłowych takich jak na przykład omawiany w niniejszym artykule wirnik silnika indukcyjnego trójfazowego, o stosunkowo dużej cenie może okazać się, że klient będzie czuł się rozczarowany i nie wybierze ponownie produktu naszej firmy nawet pomimo likwidacji usterki. Wreszcie ostatnią grupą kosztów, w sytuacji wystąpienia reklamacji są koszty ponoszone nie przez sprzedawcę a przez klienta. Do tej grupy kosztów możemy zaliczyć koszty związane z dostarczeniem przedmiotu reklamacji, jego odbiorem, w przepadku maszyn i urządzeń przemysłowych są to także koszty przestojów w produkcji. Niewielki udział w strukturze kosztów jakości mają koszty prewencji, które łącznie osiągają wartość 10%. Tak niski udział kosztów prewencji wskazuje, że przedsiębiorstwo przywiązuje niewielką wagę do działań projakościowych na etapie planowania produktu i szkolenia pracowników, które to działania mogą spowodować najlepsze efekty. Analiza struktury kosztów jakości przed przeprowadzeniem analizy FMEA potwierdza wartości poszczególnych grup kosztów zaobserwowane przez Feigenbauma w przedsiębiorstwach nie posiadających TQM. Można nawet zauważyć, że dla badanego wyrobu sytuacja jest jeszcze gorsza niż w modelu Feigenbauma. Koszty związane z badaniami odbiorczymi są mniejsze, natomiast straty na brakach przekraczają określone przez Feigenbauma wartości. 4% 6% 8% Koszt planowania jakości Koszty szkolenia pracowników 68% 10% 1% 3% Koszty odbiorczych badań jakości surowców i materiałów Koszty straty surowców Koszty złomowania Koszty badań po przeróbkach Koszty reklamacji Rysunek 5. Struktura kosztów jakości przed zastosowaniem metody FMEA. Koszty jakości po zastosowaniu metody FMEA Zastosowanie metody FMEA do analizy wirnika silnika indukcyjnego trójfazowego miało bardzo istotny wpływ na ograniczenie kosztów jakości. Łącznie po zastosowaniu określonych za pomocą metody FMEA akcji korekcyjnych koszty jakości spadły o 2638 j. p. Spadek kosztów całkowitych został spowodowany głównie ograniczaniem strat na brakach, co jest zjawiskiem zdecydowanie pozytywnym, ponieważ wzrost tych strat, o którym donosił dział reklamacji, był głównym motorem podjęcia analizy FMEA w zakładzie. 6

7 Grupa kosztów Zmiana w jednostkach pieniężnych [j.p.] Zmiana procentowa udziału w całkowitych kosztach jakości Ogólne koszty jakości Koszty sterowania % 1.1 Koszty prewencji % Koszt planowania jakości 209 4% Koszty szkolenia pracowników 297 6% 1.2 Koszty badań i oceny 429 9% Koszty odbiorczych badań surowców i materiałów 429 9% 2. Straty na brakach % 2.1 Straty na brakach wewnętrznych % Koszty straty surowców % Koszty złomowania -62 0% Koszty badań po przeróbkach % 2.2 Straty na brakach zewnętrznych % Koszty reklamacji % Tabela 2. Porównanie bezwzględnych i względnych zmian w kosztach i strukturze kosztów jakości po zastosowaniu metody FMEA. Po przeprowadzeniu analizy FMEA możemy zaobserwować znaczne zmiany, jakie wystąpiły w strukturze kosztów jakości dla analizowanego wyrobu: Udział kosztów reklamacji w kosztach jakości zmniejszył się z pierwotnej wielkości 68% do 53 %. Znaczące zmniejszenie kosztów z tej grupy prowadzi do ogólnej obniżki kosztów jakości dla danego wyrobu. Ograniczenie reklamacji powinno także poprawić wizerunek firmy wśród klientów. Jednakże ciągle jest tu wiele do zrobienia, ponieważ koszty reklamacji są nadal zbyt duże i ich zmniejszenie powinno stanowić wyzwanie na przyszłość dla firmy. Drugim składnikiem struktury kosztów są po wykonaniu analizy FMEA koszty odbiorczych badań jakości surowców i materiałów. Ich udział w strukturze kosztów jakości wzrósł od 8% do 17%. Stosunkowo duży udział kosztów badań odbiorczych można dwojako interpretować: Z jednej strony większa dokładność badań odbiorczych powoduje większą wykrywalność wad i dzięki temu zmniejszyła się liczba reklamacji, co ma wymowę pozytywną. Jednak omawiana sytuacja ma także odwrotną, negatywną stronę. Można się zastanawiać czy najlepszą metodą ograniczania liczby i kosztów reklamacji jest kontrola końcowego produktu. Kontrola końcowa jest na pewno ważna, jednakże nie do końca odpowiada dzisiejszemu rozumieniu zarządzania jakością. Około lat temu kładziono nacisk na kontrolę jakości, obecnie natomiast zauważa się ograniczenia tej techniki. Trzeba zauważyć, że w przypadku kontroli jakości finalnych produktów nadal produkujemy wadliwy wyrób, z tym tylko że nie dostarczamy go klientowi. Obecnie większy nacisk kładzie się na zapobieganie wadom już na etapie projektowania wyrobu i samego procesu produkcji, aby "wyłapać" usterki przed wyprodukowaniem wyrobu. Pozytywnym zjawiskiem jest wzrost udziału kosztów związanych ze szkoleniami pracowników (z 6% do 12%) i kosztów planowania jakości (z 4% do 8%) w strukturze kosztów. Zwiększenie tych dwóch grup kosztów dowodzi, że ograniczenie kosztów związanych z reklamacją nie było związane tylko i wyłącznie z lepszą kontrolą, ale miało 7

8 swe źródła także w poprawie planowania wyrobu już na etapie projektowania i w lepszym znajomości przez pracowników zagadnień związanych z jakością. 8% 12% Koszt planowania jakości Koszty szkolenia pracowników 53% 17% Koszty odbiorczych badań jakości surowców i materiałów Koszty straty surowców Koszty złomowania Koszty badań po przeróbkach Koszty reklamacji 2% 1% 7% Rysunek 6. Struktura kosztów jakości po zastosowaniu metody FMEA. Podsumowanie Badania nad wpływem zastosowania metody FMEA na koszty jakości pozwoliły na sformułowanie następujących wniosków: zastosowanie metody przyczyniło się do zmniejszenia kosztów jakości. a w szczególności: pozwoliło znacząco ograniczyć ogólne koszty jakości o 2638 j. p., spadek ogólnych kosztów jakości został spowodowany głównie obniżeniem kosztów na brakach, zmieniła się struktura kosztów jakości w badanym przedsiębiorstwie, zmniejszył się udział strat na brakach w strukturze kosztów jakości o 20%, nastąpił wzrost udziału kosztów badań i oceny o 9%, wzrosły także koszty prewencji o 11%. Przeprowadzona analiza dobitnie pokazała, że wprowadzenie nawet pojedynczej i stosunkowo prostej metody zarządzania jakością może istotnie wpłynąć na koszty jakości w przedsiębiorstwie. Uważamy, że obniżenie kosztów jakości, jest sprawą niebagatelną i dlatego warto stosować metody zarządzania jakością eliminujące błędy zanim one powstaną i w efekcie przyczyniające się do obniżki kosztów. Wymienione korzyści nie powinny jednak powodować nadmiernego samozadowolenia i uznania, że w dziedzinie jakości produktu nie można zrobić nic więcej. Metoda FMEA sama w sobie przynosi duże efekty, jednak nie rozwiąże wszystkich problemów związanych z wyrobem o czym przekonuje wysoki udział kosztów reklamacji pomimo zastosowania metody. Po pierwsze powinna być ona stosowana periodyczne, zgodnie z zasadą ciągłego dążenia do doskonałości. Poza tym metodę FMEA najlepiej stosować w połączeniu z innymi narzędziami zarządzania jakością na przykład metodą QFD. 8

9 Literatura: Książki i czasopisma. 1. Bank J.: Zarzadzanie przez jakość. Felberg SJA, Warszawa Bednarski G.: Wpływ wykorzystania analizy FMEA na obniżkę kosztów na podstawie przedsiębiorstwa X. Praca dyplomowa napisana pod kierunkiem naukowym prof. dr hab. inż. Eugeniusza Krzemienia, 3. Besterfield D. H.: Quality Control. Prentice Hall International, Ciechan-Kujawa M.: Koszty jakości w polskich przedsiębiorstwach - struktura i wielkość. "Problemy Jakości", nr 10, 2000, s Dahlgaard J. J., Kristensen K., Kanji G. K.: Podstawy zarządzania jakością. PWN, Warszawa Feigenbaum A. V.: Total Quality Control, New York George S., Weimerskirch A.: Total Quality Management. Strategies and Techniques Prover at Today s Most Succesful Companies, John Wiley & Sons, New York Gerberich C. W., Silberg I.: Zarządzanie kosztami jakości. w L. Ralph: "Praktyczne zarządzanie jakością tom I", styczeń Hamrol A., Mantura W.: Zarządzanie jakością. Teoria i praktyka. PWN, Warszawa-Poznań Indebski R.:FMEA - analiza skutków i potencjalnych przyczyn błędów (Failure Mode and Effects Analysis) w ISO w: Łatwy i skuteczny sposób uzyskania certyfikatu jakości tom 1. Forum, Poznań Jednoróg A., Koch T., Zadrożny R.: Metody i techniki zapewnienia jakości o szczególnym znaczeniu dla przemysłu motoryzacyjnego. "Problemy Jakości", nr 1, Meller A: Metoda analizy przyczyn i skutków wad (FMEA), "Przegląd Organizacji", nr 4, Pawlak J.: Koszty a efektywność w firmie zarządzanej przez jakość. "Problemy jakości", nr 1, 2001, s Scheucher F.: Analiza przyczyn i skutków wad FMEA (FMEA - Failure Mode and Effects Analysis) w Praktyczne zarzadzanie jakością, Weka, Warszawa, Wawak T.: Zarządzanie przez jakość. Wydawnictwo Informacji Ekonomicznej UJ, Kraków