Zastosowanie Komputerowego Wspomagania w Zarządzaniu Jakością metody FMEA i QFD

Eugeniusz KRZEMIEŃ, Radosław WOLNIAK Katedra Zarządzania Jakością Procesów i Produktów Wydział Organizacji i Zarządzania, Politechnika Śląska Zastosowanie Komputerowego Wspomagania w Zarządzaniu Jakością metody FMEA i QFD Streszczenie. W ciągu ostatniej dekady mamy do czynienia z postępującą komputeryzacją w obszarze zarządzania jakością. Prezentowany artykuł koncentruje się na komputerowym wspomaganiu dwóch metod zarządzania jakością: FMEA i QFD. W artykule zamieszczono krótkie informacje na temat omawianych metod i celów ich stosowania. Przedstawiono także przy pomocy jakich programów można omawiane metody wspomagać komputerowo i dokonano porównania istniejących na świecie programów, które znajdują zastosowanie w przypadku metody QFD. Using Computer Technology in Quality Management - FMEA and QFD methods Abstract. In the past decade many firms and enterprises in all over the world more and more frequently were using Computer Technology in Quality Management. In the presented article we write about two quality methods: Quality Function Deployment and Failure Mode and Effect Analysis. We concentrate on a problem how to use computer programs in case of these methods. Quality Function Deployment and Failure Mode and Effect Analysis are quality management tools that are very useful. Quality Function Deployment (QFD) is a way of making the "voice of the customer" heard throughout an organisation. It is a systematic process for capturing customer requirements and translating these into technical requirements. The result is a new set of target values for designers, production people, and even suppliers to aim at in order to produce the output desired by customers. Failure Mode and Effect Analysis (FMEA) is a technique to find the weaknesses in designs before the design is realised, either in prototype or production. The technique is an applied form of problem solving, and can be used in a large range of engineering disciplines. Companies seeking compliance and registration to QS-9000 must utilise FMEA as part of the Advanced Quality Planning process and in the development of their Control Plan. There are many benefits of using quality tools like these ones: Improved communication and sharing of information within a cross-functional team charged with developing a new product. Support for understanding, consensus, and decision making, especially when complex relationships and trade-offs are involved. The creation of an informational base, which is valuable for, repeated cycles of product improvement. The time of the projection is abridged. There are a few changes in projects.

Economical (costs decrease, the price of products and services decrease) In Poland there are many computer programs which can be used in case of FMEA. In the presented paper we wrote in detailed about Q-FAIL a module of Q-PAK. Q-PAK is an English program produced by Oscar Software. This program was Polonized and now is sold in Poland by TQMsoft. In our country there are not Polish programs to Computer Aided QFD. But in the world there are some computer programs like: QFD scope, QFD Designer, QFD capture. In the presented article we compared these programs. We think that the best program is QFD Designer. This program is the most extended and has many interesting options. Because can be usefully as well in big enterprises as small firms. But we think that QFD/Capture and QFD Scope are also good ones and firms can use these programs when do not have big requirements. 1. Wprowadzenie Ostatnimi laty w zarządzaniu można zaobserwować intensywny rozwój komputeryzacji. Trend ten nie ominął także obszaru zarządzania jakością. W przypadku tej dziedziny zarządzania komputeryzacji podlega wiele różnorodnych zagadnień takich jak: zarządzanie dokumentacją, obsługa klienta, zarządzanie reklamacjami, normy zarządzania jakością, ocena dostawców, kalibracja narzędzi pomiarowych, metody i narzędzia zarządzania jakością, koszty jakości, przeprowadzanie auditów, nagrody jakości, itd. W niniejszym artykule zostanie zaprezentowana problematyka związana z zastosowaniem komputerowego wspomagania do dwóch wybranych metod zarządzania jakością metody FMEA i metody QFD. Metody te są w naszym kraju coraz częściej wykorzystywane i stąd rosnące zainteresowanie ich komputeryzacją. 2. Zastosowanie metod FMEA i QFD Metody FMEA i QFD są wykorzystywane głównie w obszarze projektowania. Ich zastosowanie pozwala lepiej dostosować produkowany wyrób lub świadczoną usługę do potrzeb klienta. Wszystkie metody projektowania dla jakości można podzielić z punktu widzenia sposobu stosowania na [12]: metody zapobiegania wadom wyrobu lub procesu, metody projektowania parametrów procesu lub wyrobu. 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, prawdopodobieństwa jego wystąpienia i wykrywalności. Następnie, w przypadku gdy iloczyn 2

3 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. Metody FMEA nie należy stosować jednorazowo. Ideą metody jest jej okresowe powtarzanie w celu ciągłego ograniczania efektów i dążenia do pracy bezusterkowej. Periodyczne wykorzystanie metody FMEA jest zgodne ze spiralą Deminga i zasadą ciągłego doskonalenia. Dzięki zastosowaniu metody FMEA klient otrzymuje produkt w którym występuje znacznie mniejsza liczba wad o mniejszej sile negatywnego oddziaływania. Dzięki temu rośnie jego stopień satysfakcji z wykorzystania dostarczonego mu produktu, bądź świadczonej usługi. Metoda FMEA ma zastosowanie w różnorodnych branżach, jednakże najczęściej jest wykorzystywana przez firmy działające w przemyśle samochodowym lub będące dostawcami firm z tego przemysłu. Jest to spowodowane faktem, że w normie QS-9000 bardzo popularnej w tej branży metoda FMEA jest metodą obowiązkową. W przypadku firm z innych branż metoda jest stosowana, ale jej wykorzystanie kształtuje się na mniejszym poziomie, gdyż w normach z serii ISO 9000 metoda ta nie jest obowiązkowa. W tablicy 1 przedstawiono zakres zastosowania metody FMEA w normie QS-9000. Tablica 1. Zakres zastosowania metody FMEA w normie QS-9000 Table 1. Range of using FMEA method in QS-9000 Standard Punkt normy Wymagania związane z metodą FMEA 4.2.3 Planowanie jakości. Włączenie zespołów interdyscyplinarnych. 4.2.3 Badanie jakości. FMEA procesu. 4.4.2 Planowanie projektowania i prac rozwojowych 4.4.5 Dane wyjściowe projektu Sporządzanie planów FMEA i planów jakości. Do działań zespołu należą: wyznaczenie charakterystyk szczególnych, projektowanie, badanie FMEA, zmniejszenie potencjalnych możliwości powstawania wad związanych z wysoką liczbą ryzyka i opracowanie planów kontroli. W ramach FMEA procesu należy uwzględnić wszystkie charakterystyki specjalne. Niektórzy klienci żądają przeprowadzenia badań i udzielenia zezwolenia na podstawie FMEA przed zatwierdzeniem części do produkcji seryjnej. Zastosowanie metody FMEA przy projektowaniu i innych procesach. Zastosowanie metody FMEA w pracach projektowych. (wynik projektowania) Źródło: Opracowanie własne na podstawie: B. Mitschinski: Norma QS-9000. Zaostrzone wymagania amerykańskiego przemysłu samochodowego, w: Praktyczne zarządzanie jakością tom 2, Alfa-Weka Warszawa 1997. Metoda QFD jest zaliczana do metod projektowania parametrów wyrobu lub procesu. Głównym zadaniem omawianej metody jest powiązanie potrzeb klienta z technicznymi 3

parametrami wytwarzanego produktu, bądź świadczonej usługi. Metoda ma za zadanie przetłumaczyć informacje które pochodzą od klienta i są wyrażone językiem klienta 1 na język techniczny używany w przedsiębiorstwie w działach projektowo-konstrukcyjnych. U źródeł powstania metody leży niezgodność w postrzeganiu tych samych parametrów produktu przez klienta i inżynierów. Obie strony mówią różnym językiem, który jest wzajemnie nie całkiem zrozumiały, co stanowi istotną barierę w projektowaniu wysokiej jakości produktów i w świadczeniu wysokiej jakości usług. Zastosowanie metody QFD pozwala wbudować potrzeby klienta już na etapie projektowania, co pozwala stworzyć wyrób lub usługę lepiej dostosowaną do jego oczekiwań. Jednocześnie zastosowanie metody QFD niesie z sobą wiele różnorodnych korzyści. Do najważniejszych efektów zastosowania metody QFD można zaliczyć: [7] 2 skrócenie cykli projektowych, ograniczenie zmian w projekcie, poprawę komunikacji wewnątrz firmy, systematyzacje wiedzy pracowników, koncentracje produktu, bądź usługi na potrzebach klienta. 3. Metoda FMEA komputerowe wspomaganie W przypadku metody FMEA byłoby bardzo trudno dokonać porównania oprogramowania służącego do wspomagania jej, które istnieje na świecie. Jest ona wspomagana komputerowo o wiele częściej niż metoda QFD i stąd istnieje ogromna różnorodność programów służących do tego celu w tym także programy w języku polskim. Poza tym, podczas gdy programy wspomagające metodę QFD są najczęściej pojedynczymi produktami, czasem składnikami niewielkich pakietów wspomagających wprowadzanie TQM 3 to programy wspomagające metodę FMEA zazwyczaj nie są niezależnym oprogramowaniem, lecz stanowią cześć większych pakietów służących do komputerowego wspomagania zarządzania jakością. Dlatego trudno wyodrębnić, które konkretnie programy służą do wspomagania metody FMEA, ponieważ istnieją takie programy, które przy okazji realizacji innych funkcji służą do komputerowego wspomagania omawianej metody. 4 W niniejszym artykule zostanie pokazano zastosowanie 1 Od sformułowania język klienta, niektórzy nazywają metodę QFD Głosem klienta Voice of customer. 2 Dokładny podział korzyści zastosowania metody QFD w przedsiębiorstwie można znaleźć w pracy: E. Krzemień, R. Wolniak: Komputerowe wspomaganie zastosowania metody FMEA, "Problemy Jakości" 2001, nr 8, s. 16-25. 3 Taka sytuacja ma miejsce praktycznie tylko w przypadku programu QFD Scope. 4 Na przykład do wspomagania metody FMEA mogą służyć niektóre matryce zawarte w bazie danych programu QFD Designer. 4

5 komputerowego wspomagania dla metody QFD przy wykorzystaniu modułu Q-FAIL programu Q-PAK. 1 Znaczenie wady dla klienta Przyczyny wady Wykrywalność wady Liczba RPN Potencjalny skutek wady Zalecane działania zapobiegawcze Prawdopodobieństwo wystąpienia wady Rysunek 1. Arkusz FMEA sporządzony w module Q-FAIL programu Q-PAK Figure 1. FMEA sheet prepared in the Q-PAK`s module - Q-FAIL Program pozwala dostosować analizę do określonych potrzeb użytkownika. Moduł Q-FAIL ma wbudowanych kilkanaście wersji przykładowych szablonów. Przy pomocy modułu można także zdefiniować format arkusza FMEA aby odpowiadał on firmowym standardom. Dany format można zapisać jako szablon analizy FMEA projektu lub procesu. Program Q-PAK pozwala na stworzenie bibliotek rodzajów, skutków i przyczyn wad. Biblioteki podlegają automatycznej aktualizacji, gdy wpisuje się nowe dane w arkuszu. Zawarte w programie biblioteki stanowią bazę wiedzy, którą można wykorzystywać w różnorodnych projektach. Za pomocą modułu Q-FAIL można dowolnie zdefiniować wartości przypisywane liczbom Z, P i T oraz zdefiniować w jakich sytuacjach należy przypisać im konkretne wartości. Dla każdego projektu można zawrzeć jego charakterystykę, oraz historię wydań. 1 W artykule Krzemień E., Wolniak R.: Komputerowe wspomaganie zastosowania metody FMEA, "Problemy Jakości" 2001, nr 8, można znaleźć omówienie komputerowego wspomagania metody FMEA przy wykorzystaniu programu Relex 7.1 firmy Relex Software. 5

Biblioteki: wad, skutków wad, przyczyn wad. Kategorie: wad, przyczyn wad skutków wad. Dane wejściowe FMEA Diagram Ishikawy Drzewo Analiza Pareto Szablony: projektu, procesu. Histogram Rysunek 2. Struktura przepływu informacji w module Q-FAIL pakietu Q-PAK Figure 2.The structure of information flow in Q-PAK`s module - Q-FAIL Źródło: Opracowanie własne Podsumowując rozważania na temat modułu Q-FAIL można powiedzieć, że jego struktura składa się z pięciu elementów, zaprezentowanych na poprzednich stronach: FMEA, wykres Ishikawy, drzewo, analiza Pareto i histogram. Arkusz FMEA służy do wprowadzania danych, natomiast przy pomocy pozostałych narzędzi możemy zgromadzone informacje analizować zgodnie z określonymi potrzebami. Wymienione elementy maja następującą strukturę, przedstawioną na rysunku 2. 4. Metoda QFD komputerowe wspomaganie Jak dotychczas w Polsce nie ma żadnych programów wspomagających metodę QFD ani polskiej produkcji, ani tłumaczeń programów obcojęzycznych. Jest to niewątpliwie poważna luka na polskim rynku oprogramowania służącego wspomaganiu jakości i należy mieć nadzieję, że zostanie ona w najbliższych latach wypełniona. W tablicy 2 przedstawiono krótką charakterystykę programów wspomagających metodę QFD, przedstawiającą porównanie tych aplikacji. Wszystkie zaprezentowane w tablicy 2 programy są dostępne w języku angielskim. Na terenie Polski nie jest prowadzona ich dystrybucja, chociaż można je zamówić i zakupić za pośrednictwem internetu. Podstawową ich wadą z punktu widzenia krajowego użytkownika jest brak polskiej czcionki, co ogranicza możliwość ich praktycznego zastosowania. 6

7 Atrybuty techniczne Związki pomiędzy atrybutami technicznymi i atrybutami klienta ( pokoje domu jakości ) Atrybuty klienta Waga atrybutów technicznych Względna waga atrybutów technicznych Rysunek 3. Dom jakości wykonany za pomocą programu QFD Scope Figure 3. House of quality prepared with QFD Scope Źródło: [7, s. 34] Komputerowe oprogramowanie umożliwia kompleksowe wspomaganie metody QFD. Można przy jego pomocy tworzyć zarówno pojedyncze analizy, jak i skomplikowane projekty składające się z sekwencji wielu matryc. Wykorzystanie komputerowych programów pozwala na zdefiniowanie własnych matryc lub wykorzystanie którejś z matryc zawartych w bibliotekach. Matrycy można nadać dowolny kształt, można także w dowolny sposób zdefiniować jej pola, wykorzystywane symbole i wykonywane obliczenia. Taka elastyczność wykorzystywanego oprogramowania zapewnia możliwość łatwego dostosowania omawianego oprogramowania do specyfiki konkretnej firmy. Przykład matrycy QFD wykonanej za pomocą komputerowego programu przedstawiono na rysunku 3. 1 1 Przykładowa matryca nie zawiera dachu domu jakości i graficznego przedstawienia benchmarkingu konkurencji. 7

Program Tablica 2. Porównanie programów wspomagających metodę QFD Table 2. Comparison of computer programs used in case of QFD QFD Designer QFD/Capture QFD Scope Obszary analizy Producent QualSoft LLC International Integrated Quality TechneGroup Inc. Dynamics Inc. Adres e-maile producenta i Support@qualisoft.com Qfdinfo@iti-oh.com Iqd@iqd.com jego strona www Info@qualisoft.com Qfdhelp@iti-oh.com Www.iqd.com Www.qualisoft.com Www.iti-oh.com Wielkość spakowanej wersji 35507 KB 7637 KB 16500 KB instalacyjnej Przykładowe macierze do TAK NIE NIE zastosowania W program są wbudowane macierze dotyczące między innymi następujących zagadnień: Różne wzory domu jakości, Macierze segmentacji marketingowej, Macierze przydatne w zarządzaniu strategicznym. Tworzenie projektów TAK TAK TAK składających się z sekwencji macierzy Klasyczny dach domu jakości TAK TAK NIE Dach domu jakości w pionie i TAK NIE NIE poziomie Graficzny benchmarking TAK TAK NIE konkurencji Wykres drzewa zależności TAK NIE TAK pomiędzy parametrami Diagram pokrewieństw NIE NIE TAK Powiązanie z innymi NIE NIE TAK programami w ramach jednego pakietu Definiowanie przez TAK TAK TAK użytkownika symboli znajdujących się w macierzy i przypisywanie im własnych znaczeń Wprowadzanie do macierzy TAK TAK TAK dodatkowych, zdefiniowanych przez użytkownika kolumn i wierszy Pomoc dotycząca zasad Bardzo rozbudowana. Rozbudowana. Nie występuje. metody QFD. System pomocy o działaniu programu. Źródło: Opracowanie własne. Bardzo rozbudowany. Pakiet zawiera krótki kurs wprowadzający w funkcjonowanie oprogramowania. Rozbudowany. Rozbudowany. Występuje krótka demonstracja działania programu. 8

9 5. Podsumowanie Tradycyjnie metody FMEA i QFD były wykonywane ręcznie. Taka sytuacja powodowała konieczność żmudnego wypełniania tabel, wykonywania obliczeń i rysowania matryc powiązań. W przypadku dużych projektów należało wykonać znaczną ilość pracy biurowej, a w efekcie i tak trudno było uniknąć wystąpienia błędów. Wspomaganie komputerowe pozwala uniknąć wymienionych niedogodności zachowując jednocześnie wszystkie zalety metod opracowywanych w sposób tradycyjny. Do najważniejszych zalet zastosowania komputerowego wspomagania w porównaniu z tradycyjnym wykonywaniem analiz FMEA i QFD można zaliczyć. większą dokładność obliczeń, przyspieszenie działań, łatwość opracowania otrzymanych wyników, skupienie się nad sprawami merytorycznymi, dzięki automatyzacji czynności powtarzalnych, możliwość wykorzystania gotowych szablonów, tworzenie szczegółowej bazy wiedzy. Uwzględniając dotychczasowe doświadczenia polskich firm związane z komputerowym oprogramowaniem wspomagającym zarządzaniem jakością i aktualne trendy w tym obszarze można stwierdzić, że w najbliższych latach firmy będą coraz częściej wykorzystywały, omówione lub podobne programy komputerowe. Zjawisko to jest korzystne i z pewnością przyczyni się do usprawnienia i zwiększenia efektywności wykorzystania metod zarządzania jakością. Literatura: [1] Akao Y.: Quality Function Deployment, Integrating Customer Requirements into Product Design. Productivity Press, 1998. [2] Clausing, Don. The House of Quality. Harvard Business Review. May-June, 1988. [3] Indebski R.: Quality Function Deployment Rozwinięcie Funkcji Jakości (QFD) w ISO 9000. w: Łatwy i skuteczny sposób uzyskania certyfikatu jakości tom 1. Forum, Poznań 2000. [4] Indebski R.:FMEA - analiza skutków i potencjalnych przyczyn błędów (Failure Mode and Effects Analysis) w ISO 9000. w: Łatwy i skuteczny sposób uzyskania certyfikatu jakości tom 1. Forum, Poznań 1999. 9

[5] Kogure M., Akao Y.. 1983. Quality Function Deployment and Company Wide Quality Control in Japan: a strategy for assuring that quality is built into products. "Quality Progress". Nr 10, 1983. s. 25-29. [6] Krzemień E., Wolniak R.: Komputerowe wspomaganie zastosowania metody FMEA, "Problemy Jakości" 2001, nr 8, s. 16-25. [7] Krzemień E., Wolniak R.: Zastosowanie komputerowego wspomagania w metodzie QFD, "Problemy Jakości" 2001, nr 7, s. 31-34. [8] Mitschinski B.: Norma QS-9000. Zaostrzone wymagania amerykańskiego przemysłu samochodowego, w: Praktyczne zarządzanie jakością tom 2, Alfa-Weka Warszawa 1997. [9] Obora H., Ćwiklicki M.: Kompleksowe wykorzystanie 7 nowych metod TQM, "Problemy Jakości", nr 8, 2000. [10] Q-PAK. Zintegrowany system zarządzania jakością wg norm ISO 9000, QS 9000, TQM- SOFT, Kraków. [11] Scheucher F.: Analiza przyczyn i skutków wad FMEA (FMEA - Failure Mode and Effects Analysis) w Praktyczne zarzadzanie jakością, Weka, Warszawa, 1997. [12] Sęp J., Pacana A.: Metody i narzędzia zarządzania jakością, Politechnika Rzeszowska, 2001. 10