Kecskeméti Fõiskola Mûszaki Fõiskolai Kar
A problémamegoldás során alkalmazott technikák Johanyák Zsolt Csaba
2000 e-mail:
[email protected] http://csaba.gamf.hu Tel.: 76-516-325 Fax: 76-516-399
1. Adatgyûjtési és értékelési technikák - 1.1 Megfontolások az adatgyûjtés tervezéséhez
1. Adatgyûjtési és értékelési technikák 1.1 Megfontolások az adatgyûjtés tervezéséhez A problémák okainak felismerése érdekében megfelelõ adatgyûjtési és elõkészítési módszerekre van szükség. A késõbbi elemzés szempontjából kulcsfontosságú lehet egy jól megválasztott mintavételi terv. Ennek kialakítása során a következõ kérdéseket és megfontolásokat kell szem elõtt tartani: • Egynél több hiba okozza-e a problémát? Minden hibát külön kell megvizsgálni. • A mintavételi tervet a hiba lehetséges okainak figyelembevételével kell megtervezni. Ez minden esetben más és más, de segítségképpen néhány szempontot felsorolunk az alábbiakban: • meghibásodási pontok egy munkadarabon belül; • egymás után legyártott darabok közti különbség (rövidtávú viselkedés); 3-5 egymás után legyártott darab kivétele ajánlott • hosszú távú viselkedés két vagy több minta összehasonlítása; változás mintáról-mintára • szállítmányok közötti eltérés • beszállítók közötti eltérés • párhuzamos elõállítás esetén gyártósorok közötti eltérés • Mintavétel mindaddig, amíg el nem érjük a korábbról ismert terjedelmet a mért mennyiségnél. legalább 6 minta vétele ajánlott. A kiértékelés további problémamegoldó módszerek alkalmazásával történik. Példa: Nagynyomású tartályokat állítanak elõ hidegfolyatással. A henger falvastagságára elõirt tûréshatárokat nem sikerült betartani. Négy gyártósor dolgozik párhuzamosan. A fenti megfontolások figyelembevételével a következõ eljárásmód született: • Csak egy hibával van dolgunk: a henger falvastagságára elõírt tûrés túllépése. • Mért mennyiség: falvastagság. Mértékegység: 1/100 mm Mérõeszköz: mikrométer (hitelesített, stb.) • A hibavizsgálat során megfigyelésre kerül: • a legnagyobb és legkisebb falvastagság közti eltérés, • 5 egymás után elõállított darab falvastagsága közti különbség, • falvastagság változása óránként, • falvastagság változása mûszakonként, • gyártósorok közti különbség. • Mintavétel terv szerint. Minden órában minden gyártósorról 5 darabot vizsgálnak (mérnek) meg. Minden darabon megnézik a legkisebb és legnagyobb falvastagságot. Az elsõ mintavétel idõpontja 6.00 óra, az utolsóé 21.00 óra, így mindkét mûszakból rendelkezésre áll 8 minta/gyártósor. 1.2. Ellenõrzõ lista Az ellenõrzõ lista a régi, jól bevált strigulázási módszer alkalmazását jelenti. Célja: • az egyes hibatípusok gyakoriságának megjelenítése, • megadott intervallumokban mért értékek gyakoriságának megjelenítése,
1
Johanyák Zsolt Csaba: Problémamegoldó módszerek • a hibák gyakoriságának vizsgálata munkahely, mûszak, stb. szerint. Az alábbi példa a karosszéria gyártás területérõl származik. A ponthegesztés egyike a legtöbb problémát okozó technológiai lépéseknek. A táblázat három párhuzamosan dolgozó munkahely egy mûszakon keresztül történõ megfigyelésének eredményeként született.
Hiba típusa Hegesztési pont hiányzik Ponthegesztés szétvált Pont átégett Pont rossz helyen van Gyakoriság
Munkahely 2
1
Gyakoriság 3 14 13 25 38
19
47
24
91
1.3. Halszálka diagram A grafikus megjelenítése alapján halszálkának nevezett technika ok-hatás illetve Ishikawa diagramként is közismert. Alkalmazására csoportmunkában kerül sor, célja az, hogy egy rendszerezett, jól áttekinthetõ képet kapjunk az ok-okozati összefüggésekrõl. Legtöbbször hibaokok keresése során alkalmazzák, de bármilyen esemény elõidézõ tényezõinek keresése során jól használható. Egy ötletroham során a csoporttagok tapasztalataik és intuíciójuk alapján összegyûjtik egy adott eseményhez kapcsolódóan annak lehetséges okait. Legtöbbször az általánostól indulva a részletek felé folyamatosan finomítják a diagramot. Az alábbi példában annak okait vizsgálta egy hallgatói csoport, hogy miért is jelentkeztek a minõségügyi szakmérnök képzésre.
2
1. Adatgyûjtési és értékelési technikák - 1.4. Adat diagramok
1.4. Adat diagramok 1.4.1. Terület diagram A terület (felület) diagram jól érzékelteti több tényezõ egymáshoz viszonyított arányát valamilyen változó függvényében. 51,72 %
140 120 100 80 60 40 20 0
3,45%
Belsõ minõségkölts égek
15,52 %
Külsõ minõségkölts égek
1. n.év
2. n.év
3. n.év
29,31 % Megelõzés
4. n.év
Értékelés Belsõ hiba Külsõ hiba
Elsõ 100 Ötödik Negyedik
50 0
Második
Alfa Béta
Harmadik
1.4.2. Kör diagram A kör (torta) diagram kihangsúlyozza a különbözõ részek egymáshoz illetve az egészvez való viszonyát. 1.4.3. Sugár diagram A sugár diagram több tétel több szempont szerinti vizsgálatára szolgál. Az összehasonlítás alapja az elfoglalt terület és a középponthoz való viszony. 1.4.4. Pont diagram Ha egy probléma lehetséges okai bizonytalanok, akkor kísérletek segítségével juthatunk további információkhoz. Amennyiben mind a befolyásoló tényezõ mind a problémát leíró jellemzõ mérhetõek, egy pont diagram elkészítése kínálkozik a legkézenfekvõbb megoldásként. A pont diagram vízszintes tengelyén a befolyásoló tényezõt, míg a függõleges tengelyen az eredményt, a mért jellemzõt 10
10
8
8
6
6
4
4
2
2
0 0
5
10
Egyértelmû pozitív korreláció
15
0 0
5
10
15
Egyértelmû negatív korreláció
3
Johanyák Zsolt Csaba: Problémamegoldó módszerek 10
9 8 7 6 5 4 3 2 1 0
8 6 4 2 0 0
5
10
15
0
5
10
15
Nincs korreláció
Pozitív korreláció
ábrázoljuk. Leggyakrabban a négy ábra egyikét kapjuk. A két mennyiség kapcsolatának pontosabb megítéléséhez ki kell számolni a tapasztalati korrelációs tényezõt az alábbi képlettel:
∑ (x n
R( x , y ) =
i
)(
− x yi − y
i =1
)
∑ (x − x ) ∑ ( y − y ) n
i =1
2
i
n
i =1
2
i
A korrelációs tényezõ értékébõl pontosabb következtetéseket lehet levonni az x és y mennyiség kapcsolatára vonatkozólag. R értéke 0,7 ≤ R ≤ 1 0,3 ≤ R < 0,7 -0,3 < R < 0,3 -0,7 < R ≤ -0,3 -1 ≤ R ≤ -0,7
Jelentés Egyértelmû pozitív korreláció Bizonytalan pozitív korreláció Nincs korreláció Bizonytalan negatív korreláció Egyértelmû negatív korreláció
Amennyiben az 0,9 ≤ |R| ≤ 1, akkor feltételezhetõ a lineáris kapcsolat, amit egy t-teszt segítségével igazolhatunk. A feltételezés igazolódása esetén egy regressziós egyenest illesztünk a pontsorra, és ezután bármilyen x értékre a regresszió tartományán belül elõre tudjuk jelezni az y várható értékét. 1.4.5. Oszlop diagram Az oszlop diagram az ábrázolt oszlopok magasságával mutatja meg az egyes tételekhez kapcsolódó értékeket. A problémamegoldás szempontjából két típusa érdemel különös figyelmet: a hisztogram és a Pareto diagram. 1.4.5.1. Hisztogram A hisztogram egy folyamat mért értékeinek eloszlásáról ad információt. Segítségével megbecsülhetjük, hogy a folyamat normál eloszlást követ-e. Könnyen felismerhetõvé teszi a mért értékek és a tûrésmezõ viszonyát, a tûrés kihasználását. A hisztogram elkészítéséhez legalább 50 mérési eredményre van szükségünk. Elsõ lépésként megkeressük a legkisebb és a legnagyobb értéket. A köztük levõ távolságot egyenlõ nagyságú intervallumokra osztjuk úgy, hogy minden intervallum szélei könnyen kezelhetõ értékek legyenek. Az intervallumok számának meghatározásához a k = n szabályt alkalmazzuk, ahol n a mért értékek száma és k az intervallumok száma. A k-t egész értékre kerekítjük, és ennek eredményeképpen a kezdõ és a záró intervallum túlnyúlhat a legkisebb és a legnagyobb mért értékeken.
4
1. Adatgyûjtési és értékelési technikák - 1.4. Adat diagramok Az intervallumok szélsõ értékeinek meghatározása után összeszámoljuk, hogy az egyes intervallumokba hány mért érték esik. Ezt egy táblázatos dokumentáció segítségével, az ellenõrzõ listáknál is alkalmazott vonalkázásos módszerrel végezzük. A grafikus ábrázolás (hisztogram) vízszintes tengelyén az elõzõekben kialakított intervallumok szerepelnek, a függõleges tengely az adott intervallumhoz tartozó elõforulási gyakoriságot jellemzi. Példa Egy elektronikai alkatrész gyakori meghibásodásáért 85 .. 86 35 egy ellenállás okolható, ezért az ellenállásokat egy ala86 .. 87 30 posabb vizsgálatnak vetették alá. Véletlenszerûen kivá87 .. 88 25 88 .. 89 lasztottak 100 darabot. A méréses ellenõrzés során 20 89 .. 90 94,7 Ω volt a legnagyobb és 85,9 Ω volt a legkisebb 90 .. 91 15 érték. A célérték 90 Ω volt. A két szélsõérték közti 91 .. 92 távolság (terjedelem) 8,8 Ω. Az intervallumok száma a 10 92 .. 93 fenti képlet alapján k=10. Így egy intervallum szélessé5 93 .. 94 ge 0,88 Ω nagyságú lenne, de a könnyebb kezelhetõ0 94 .. 95 ség érdekében ezt felkerekítjük k=1-re, ami 10 Ω-nyi teljes szélességet jelent. Ha az elsõ intervallum kezdõ pontjaként a 85 Ω-ot választjuk, akkor 1 Ω-onként haladva minden intervallum határéréke egész szám lesz. Az alábbi táblázat tartalmazza az intervallumok kezdõ-, vég- és középértékeit, valamint a gyakoriságot jelzõ vonalkákat és a hozzájuk tatozó számértékeket. Intervallum 85 .. 86 86 .. 87 87 .. 88 88 .. 89 89 .. 90 90 .. 91 91 .. 92 92 .. 93 93 .. 94 94 .. 95
Középérték Vonalkák 85,5 86,5 87,5 88,5 89,5 90,5 91,5 92,5 93,5 94,5
Gyakoriság 1 3 8 16 35 19 10 4 2 2
1.4.5.2. Pareto diagram A diagram nevét Vilfredo Pareto XIX. századi közgazdászról kapta, aki egyenlõtlen eloszlásokkal foglalkozott. A technika azon a megfigyelésen alapszik, hogy egy esemény nagy számú oka közül egy kis csoport az, amelyik az esemény kiváltásában döntõ szerepet játszik. A grafikus megjelenítés célja a az egyenlõtlenségek kimutatása, a figyelem felhívása, azaz a fontos néhány és a triviális sok elkülönítése. Elsõ lépésként a vizsgált esemény okaihoz numerikus értékeket, esetleg súlyszámokat rendelünk, majd ezen érték szerint csökkenõ sorrendben haladva egy oszlopdiagramot állítunk fel, ahol az oszlopok magassága az értékkel arányos, és minden okhoz egy oszlop tartozik. Az oszlopok azonos
5
Johanyák Zsolt Csaba: Problémamegoldó módszerek szélességûek. A Pareto féle megközelítés Juran minõségfilozófiájában is megjelenik 80-20 elvként, azaz a problémák 80%-a az okok 20%-ára vezethetõ vissza. Példa Egy hallgatói csoport annak okait vizsgálta, hogy miért olyan alacsony az XXX elõadás látogatottsága. Minden összegyûjtött okhoz egy súlyszámot rendeltek. Kategóriák
Értékek
Kategóriák
Értékek
Katalógus Tanár elõadásmódja Kezdési idõpont Buli volt elõzõ nap Tanár személye Unalmas Diák lustasága Tantárgy nehézsége
10 9 9 8 5 5 5 5
Vizsga módja Kapcsolódás a szakhoz Idõjárás Gyakorlati haszna Barátnõ Albérlet-iskola távolság TV-mûsor Melyik napon van
4 4 4 3 3 2 1 1
12 10 8 6 4
Melyik napon van
TV-mûsor
Albérlet-iskola táv
Barátnõ
Gyakorlati haszna
Idojárás
Kapcsolódás a szakhoz
Vizsga módja
Tantárgy nehézsége
Diák lustasága
Unalmas
Tanár személye
Buli volt elõzõ nap
Kezdési idopont
Tanár eloadásmódja
0
Katalógus
2
1.5. Grafikon A grafikonok egy jellemzõ értékének változását egy változó (idõ) függvényében ábrázolják. Jellegzetes alkalmazási területük a statisztikai folyamatszabályozásban használt ellenõrzõ kártyák.
6
2. Problémaelemzési technikák - 2.1. Ötletgyûjtés és rendszerezés
2. Problémaelemzési technikák 2.1. Ötletgyûjtés és rendszerezés A módszer célja az egyedi gondolatok összegyûjtése, és egy olyan szerkezetbe rendezése, amely kimutatja a köztük fennálló kapcsolatokat. Alkalmazása során elsõ lépésként létrehoznak egy szakemberekbõl álló csapatot, amely a vállalat különbözõ területeit képviseli. A csoport vezetõje felírja a kérdést a táblára, majd üres kártyákat oszt szét az ülés résztvevõinek. A csoporttagok ezekre a kártyákra írják fel a kérdéshez kapcsolódó ötleteiket. Egy kártyán mindig csak egy gondolat szerepelhet. Amikor minden résztvevõ papírra vetette az ötleteit, a csoportvezetõ összegyûjti a kártyákat, majd összekeveri õket annak érdekében, hogy az esetlegesen kialakult sorrendet megtörje. Ezután a témakör szerint összetartozó kártyákat csoportokba rendezik. Itt sokkal inkább figyelembe kell venni Por leküzdése Elszívó berendezés
Por keletkezésének megakadályozása
A két folyamat térbeli elválasztása
Új technológia
Elválasztó fal
Ötletgyûjtés és rendszerezés az intuíciót mint a logikai kapcsolatokat. Minden csoport kap egy nevet. Az összetartozó kártyákat egy vonallal körülhatárolják. Egy bizonyos tömítés gyakori meghibásodását jelentették. Okként a túl nagy porsûrûséget diagnosztizálták ott ahol a tömítéseket beszerelték, mivel egy szomszédos folyamat (nevezzük ezt B folyamatnak) során túl sok por keletkezett. Így az ötletgyûjtés központi kérdése az volt, hogy hogyan lehetne csökkenteni a porsûrûséget ezen a munkahelyen. Az ötletgyûjtés után kiderült, hogy a gondolatok három témacsoportra bonthatók. Ezeket a következõ nevekkel lehetett ellátni: „Por leküzdése” (pl. elszívó berendezés), „Por keletkezésének megakadályozása a B folyamat során” (pl. új technológia), „A két folyamat légterének elválasztása” (pl. egy elválasztó felépítése). Az átrendezés után a falon a kártyák az ábrán látható csoportokat alkotják. 2.2. Kapcsolat diagram A kapcsolat diagram feladata az egymással kapcsolatban levõ struktúrák megjelenítése. A problémamegoldó folyamat itt is csoportülés keretében zajlik. A csoport vezetõje felírja a táblára a központi kérdést „Miért.....” formában. Ezután minden résztvevõ felírja egy-egy kártyára az általa ismert vagy sejtett okokat. A kártyákat összegyûjtik, majd kör alakban kitûzik a falra. Külön-külön megvizsgálnak minden egyes kártyát, annak kiderítése érdekében, hogy ok-hatás kapcsolatban áll-e a többi kártyával. Ilyen esetben egy nyilat rajzolnak az okot jelképezõ kártyától a hatást jelképezõ kártyáig. 7
Johanyák Zsolt Csaba: Problémamegoldó módszerek Szabályok hiánya Fegyelem hiánya
Csoporttagok túlzott szakterület függõsége
A munka nem rendszerezett
Csoportvezetõ hiánya
Miért sikertelenek a csoportülések?
Az erõszakos személyek térnyerését nem akadályozták meg
Túl sok pontot tárgyalnak meg egyszerre
Kapcsolat diagram Elõfordulhat, hogy ez a kapcsolat két kártya között mindkét irányban fennáll, ilyenkor ezeket egy olyan vonallal kötik össze, melynek mindkét vége nyílhegyben végzõdik. Végül összeszámolják a nyilakat. A probléma fõ okát leíró kártyából fog a legtöbb nyíl kiindulni. Példa: Egy jó szakemberekbõl álló csapat nem képes megbirkózni egy mûszaki feladattal, a csoportülések mindig szócsatákba torkolltak. Láthatjuk, hogy a „Nincs csoportvezetõ” kártyából 5 nyíl indul ki. 2.3. Fa diagram A fa diagram célja a feladatok, célok végrehajtható tevékenységek szintjére történõ lebontása. A cél megvalósításához szükséges megoldásokat egy ötletroham során gyûjti össze a csoport, majd egy fa struktúrájú formában dokumentálják. Minden javasolt megoldás esetén megvizsgálják, hogy az közvetlenül megvalósítható-e. Amennyiben nem, akkor a lebontást addig kell folytatni, míg közvetlenül végrehajtható eljárásokhoz nem érnek. Példa: Egy vállalat vezetõje arról értesült, hogy a konkurens cégnél a dolgozók által benyújtott javító javaslatok száma jelentõs mértékben magasabb. A terület erõsítése érdekében összeült vezetõi csapat az ábrán látható fa diagramban összegezte a teendõket. 2.4. Folyamat-döntés diagram (Folyamat-értékelõ fa) A folyamat-döntés diagram célja a problémalehetõségek felismerése még a tervezés szakaszában, valamint a megelõzõ intézkedések kidolgozása. Alkalmazása során elsõ lépésként egy munkacsoportot alakítanak ki, amelyben szakemberek és más érintett személyek vesznek részt. A cél ismertetése után megbeszélik a siker érdekében fontos kérdéseket, és hozzálátnak a lehetséges problémák felkutatásához. Különösen hasznosak lehetnek az idõsebb kollégák tapasztalatai és ismeretei. Már akkor is megéri az energia-befektetés, ha csak a korábbról ismert hibák újbóli elõfordulását sikerül megakadályozni.
8
2. Problémaelemzési technikák - 2.4. Folyamat-döntés diagram (Folyamat-értékelõ fa)
Feldolgozási idõ csökkentése A motiváció csökkentõ faktorok leépítése
Átláthatóság a dolgozók számára
Javaslatok számának növelése
Kihagyható lépések? Prioritás a javaslatoknak A dolgozó értesítése Döntés magyarázata Jav. beszámítása béremelésnél
Jutalmazási rendszer Aktív motiváció
Dicséret Beszélgetés a dolgozókkal
Javaslatok kiprovokálá-
Dolgozók bátorítása
Fa diagram 1. megoldás 1. hibalehetõség
sürgõs 2. megoldás
2. hibalehetõség
n. lépés
3. hibalehetõség 4. hibalehetõség
valószínûtlen
közepes valószínûség magas kockázat gyakran elõfordul
nem jelent kockáza5. hibalehetõség
Nincs szükség intézkedésre 3. megoldás 4. megoldás Nincs szükség intézkedésre
Folyamat-döntés diagram
9
10
Tananyag meghatározása 6 nap
Hálóterv
Terem igénylése 1 nap
Tanterv elkészítése 15 nap
Oktatók felkészítése 30 nap
Jegyzetek elkészítése 30 nap
Tantárgyak szétosztása az oktatók között 2 nap
Jegyzetek kidolgozása 30 nap
A terem idõbeosztásának kidolgozása 5 nap
Eszközök beszerzése, beüzemelése 20 nap
Szükséges eszközök meghatározása 2 nap
10 nap
Felkészülés
Szükséges szoftverek beszerzése, beüzemeltetése 15 nap
A tanfolyam elindítása
Johanyák Zsolt Csaba: Problémamegoldó módszerek
2. Problémaelemzési technikák - 2.5. Hálóterv (Pert táblázat) A problémák felsorolása után azokat a sürgõsség, az elõfordulás valószínûsége, a kiküszöbölés nehézsége és az ehhez kapcsolódó kockázatok szerint súlyozni kell. Ismert problémák esetén a korábbi esetek adatait is fel kell használni. Így például milyen gyakran fordult elõ az adott hiba, mekkora összeget tettek ki a hozzá kapcsolódó termékfelelõsségi költségek. Végül a csapat kidolgozza a szükséges megelõzõ intézkedéseket fontossági sorrend szerint haladva. A kiértékelés eredményeként létrehozott folyamat-értékelõ fának az n. lépésre vonatkozó ágát az ábrán láthatjuk. 2.5. Hálóterv (Pert táblázat) A hálóterv programtervezés segédeszköze. A projektet egymás után (sorosan) és párhuzamosan végrehajtható tevékenységek sorozatára bontják. A „kritikus út” megtalálása a cél, mely meghatározza a projekt megvalósulási idejét. A projekt cél meghatározása után, a projektet résztevékenységekre bontják, a végrehajtáshoz szükséges idõtartamok megadásával. Ezután megvizsgálják, hogy az egyes lépések mely más lépések megtételét igénylik elõfeltételként. Ennek figyelembe vételével egy-egy négyzetbe írva felsorakoztatják az egyes tevékenységeket, majd nyilakkal jelölik a végrehajtási sorrendet. A párhuzamosan végrehajtható feladatok egymás alá kerülnek. Így több útvonal keletkezik a kezdõ lépéstõl a projekt megvalósításáig. Összehasonlítva ezek idõigényét megkapják a kritikus utat. A módszer segítségével a projekt irányítója kellõ figyelmet szentelhet az ezen az útvonalon folyó tevékenységeknek. Példa: Egy tanácsadó cég tanfolyamot szervez egy nagyvállalat dolgozói számára. A projekt megvalósítási tervét egy nyíl diagram formájában az ábra ismerteti.
11
Johanyák Zsolt Csaba: Problémamegoldó módszerek
Ajánlott irodalom [1]
12
Szeder Zoltán: Problémamegoldó folyamat a minõségért és hatékonyságért, BBS-E Számítástechnikai és Könyvkiadó Betéti társaság, Budapest, 1999. ISBN 963 03 8448 5
Tartalomjegyzék - 2.5. Hálóterv (Pert táblázat)
Tartalomjegyzék 1. A hét adatgyûjtési és értékelési technika....................................................................1 1.1 Megfontolások az adatgyûjtés tervezéséhez........................................................................ 1 1.2. Ellenõrzõ lista ................................................................................................................... 1 1.3. Halszálka diagram............................................................................................................. 2 1.4. Adat diagramok................................................................................................................ 3 1.4.1. Terület diagram......................................................................................................... 3 1.4.2. Kör diagram ............................................................................................................. 3 1.4.3. Sugár diagram........................................................................................................... 3 1.4.4. Pont diagram............................................................................................................. 3 1.4.5. Oszlop diagram......................................................................................................... 4 1.5. Grafikon........................................................................................................................... 6 2. Problémaelemzési technikák .........................................................................................7 2.1. Ötletgyûjtés és rendszerezés ............................................................................................. 7 2.2. Kapcsolat diagram............................................................................................................ 7 2.3. Fa diagram....................................................................................................................... 8 2.4. Folyamat-döntés diagram (Folyamat-értékelõ fa)............................................................... 8 2.5. Hálóterv (Pert táblázat)................................................................................................... 11 Ajánlott irodalom..................................................................................................................12 Tartalomjegyzék ..................................................................................................................13
13
