Marcin Skowronek

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.
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.
4.4.2
Planowanie
projektowania i prac
rozwojowych
Zastosowanie metody FMEA w pracach projektowych.
4.4.5
Dane wyjściowe projektu
(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 klienta1 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 TQM3 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.
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.
2
4
5
komputerowego wspomagania dla metody QFD przy wykorzystaniu modułu Q-FAIL programu
Q-PAK.1
Przyczyny wady
Znaczenie wady
dla klienta
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.
Diagram
Ishikawy
Drzewo
FMEA
Dane
wejściowe
Szablony:
• projektu,
• procesu.
Analiza
Pareto
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
Tablica 2. Porównanie programów wspomagających metodę QFD
Table 2. Comparison of computer programs used in case of QFD
Program
Obszary analizy
Producent
QFD Designer
QualSoft LLC
Adres e-maile producenta i [email protected]
jego strona www
[email protected]
Www.qualisoft.com
Wielkość spakowanej wersji 35507 KB
instalacyjnej
Przykładowe macierze do TAK
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
składających się z sekwencji
macierzy
Klasyczny dach domu jakości TAK
Dach domu jakości w pionie i TAK
poziomie
Graficzny
benchmarking TAK
konkurencji
Wykres drzewa zależności TAK
pomiędzy parametrami
Diagram pokrewieństw
NIE
Powiązanie
z
innymi NIE
programami
w
ramach
jednego pakietu
Definiowanie
przez TAK
użytkownika
symboli
znajdujących się w macierzy i
przypisywanie im własnych
znaczeń
Wprowadzanie do macierzy TAK
dodatkowych, zdefiniowanych
przez użytkownika kolumn i
wierszy
Pomoc
dotycząca
zasad Bardzo rozbudowana.
metody QFD.
System pomocy o działaniu Bardzo rozbudowany. Pakiet
programu.
zawiera
krótki
kurs
wprowadzający
w
funkcjonowanie
oprogramowania.
Źródło: Opracowanie własne.
8
QFD/Capture
QFD Scope
International
TechneGroup Inc.
[email protected]
[email protected]
Www.iti-oh.com
7637 KB
Integrated
Quality
Dynamics Inc.
[email protected]
Www.iqd.com
16500 KB
NIE
NIE
TAK
TAK
TAK
NIE
NIE
NIE
TAK
NIE
NIE
TAK
NIE
NIE
TAK
TAK
TAK
TAK
TAK
TAK
Rozbudowana.
Nie występuje.
Rozbudowany.
Rozbudowany.
Występuje
krótka
demonstracja
działania programu.
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, TQMSOFT, Kraków.
[11]
Scheucher F.: Analiza przyczyn i skutków wad FMEA (FMEA - Failure Mode and Effects
Analysis) w Praktyczne zarzadzanie jakością, Weka, Warszawa, 1997.
[12]
10
Sęp J., Pacana A.: Metody i narzędzia zarządzania jakością, Politechnika Rzeszowska, 2001.