A VÁLLALATVEZETÉS RÉSZTERÜLETEI Termékfejlesztés a Hat Szigma alkalmazásával A Motorola a ’80-as évek elején kifejlesztette a Hat Szigma módszert a gyártási hibák csökkentésére. A „hat szigmás tervezés”-sel (Design for Six Sigma = DFSS) megalkotott termékek sorozatgyártásának fontos jellemzője az igen alacsony hibaszázalék: alapfeltétel, hogy egymillió hibalehetőségből legfeljebb 3-ból lehet valóban hiba. Az eljárás középpontjában a fogyasztói elégedettség áll. Eredménye: a termék élettartama alatt több hasznot hoz, üzembe helyezése után nem lépnek fel hibák, a termék és a szolgáltatás értékesebb, a vevőhűség és a forgalom erősödik. A DFSS módszert neves cégek alkalmazzák, többek között a General Electric, az Allied Signal, a Raytheon és a Delphi. Tárgyszavak: Hat Szigma; minőségbizosítás; K+F; katalizátor; hibaelemzés.
Katalizátorfejlesztés Egy új katalizátor kifejlesztése laboratóriumi kísérleteket, gyártási technológia kidolgozását és próbagyártást is tartalmazó K+F tevékenység eredménye. A próbagyártás addig tart, amíg az új termék eleget nem tesz minden elvárt jellemzőnek. A W. E. Grace & Co. (Baltimore, USA) vállalatnál a DFSS sokféle eszköze közül a katalizátorok fejlesztésekor sorrendben a következő eszközöket használták: folyamattérképezés, ok-okozati táblázat, hibahatás-elemzés, ellenőrzés-tervezés és technológiatranszfer. A folyamattérkép a katalizátor gyártási folyamatát írja le. A K+F során a prototípus gyártási folyamata eltérhet a sorozatgyártásétól. Az 1. ábrán látható az olajfinomítókban alkalmazott – a benzin és más olajszármazékok lepárláshoz szükséges – katalizátor fejlesztési folyamattérképe. E katalizátor gyártása négy fő műveletből és 47 bemeneti változóból áll. A fejlesztés kezdetén meghatározták a katalizátor legfontosabb minőségi jellemzőit (Critical to Quality = CTQ), amelyekre erősen hatnak a folyamat bemeneti változói. Alapos ismeretük révén a gyártás közbeni
hibák minimalizálhatók: az ok-okozat táblázat alapján, amelynek egyszerűsített (6 változós) vázlatát a 1. táblázat tartalmazza (a teljes táblázat 47 változót tartalmaz). Ezek a változók döntően befolyásolják a késztermék minőségét. A táblázatot kereskedelmi, K+F és minőségbiztosítási szakemberek állították össze. Munkájukat nehezítette, hogy nem mindegyik változó hatását ismerték a minőségi jellemzőkre. nyersanyagok
folyamatok
fő bemeneti változók
aluminium, zeolit, agyag, kötőanyag
nyersanyag kiválasztása
nyersanyagok tulajdonságai
porlasztásos szárítás
szilárd alapanyagok, katalizátorkialakítás, termékkihozatal
kalcinálás
termékágy hőmérséklete, tisztítólevegő hőfoka
ioncsere
kialakítás
késztermék
fő kimeneti változók
katalizátor összsúly, „A” szennyezés
„B” szennyezés
súrlódási ellenállás
1. ábra A folyamattérkép felsorolja a lényeges változókat. A nyolc folyamathoz 47 bemeneti változó tartozik, ezek felhasználásával végezhető el az ok-okozati elemzés Hibahatás-elemzéssel (Failure Mode Effects Analysis = FMEA) igyekeztek megelőzni a katalizátor vevők számára fontos tulajdonságait rontó gyártási hibákat. Ezt a hibaelőjelző és megelőző módszert (2. táblázat) a K+F, a gyártási és minőségbiztosítási szakemberek dolgozták ki.
Az elemzés az ok-okozati táblázatban megadott hat fő bementi változót vette számításba, amelyekhez a CTQ-t befolyásoló 2–4 hibahatás tartozott. Az FMEA a hibahatások sorrendiségének megállapításában segített. Kimunkálásakor az elemzők mérlegelték a hiba súlyosságát, előfordulásának valószínűségét és felfedezhetőségét a gyártásban. Az elemzés és a pontozás során felhasználták a korábbi folyamatfejlesztési és gyártási tapasztalatokat. 1. táblázat Az egyszerűsített ok-okozati táblázat hat bementi változó figyelembevételével készült Vásárlói vélemények
Folyamatrész
Bemenetek
Ellenőrzés (i/n-igen/nem)
6
Összesen
Hatóképesség
8
Felületnagyság
6
Koksz választóképesség
7
Súrlódási ellenállás
A folyamat fő bemeneti változói
10
Hőbontás fenékrészben
Fontossági osztályzat a megrendelő számára (1–10)
Szilárdanyagösszetétel
1. összetevő, %
9
9
3
0
3
i
354
Szilárdanyagösszetétel
Zeolit, %
9
9
3
9
9
i
343
Méretcsökkentés
Egységek száma
1
9
3
3
3
i
229
Ioncsere
Kémiai hasznosítás
3
0
9
0
9
i
219
Szilárdanyagösszetétel
Szilárdanyag a 2. folyamatrészből, %
3
9
3
3
0
n
216
Szilárdanyagösszetétel
3. összetevő
9
1
3
1
9
i
206
A bemeneti változók a folyamattérképből származnak.
Folyamatváltozók fontossága
A gyártás közbeni hibák megelőzésére a cég egy K+F mérnöke az FMEA eredményének figyelembevételével kidolgozta a katalizátor gyártás-ellenőrzési tervét. A 3. táblázat a folyamat bemeneti változóinak és lehetséges hibáinak megoszlását ismerteti. 3. táblázat A DFSS segít a bemeneti változók és hibák elsődlegességének megállapításában Új katalizátor termék
Fő folyamatelem Bemeneti változó Elsődleges bemeneti változó Hiba Elsődleges hiba
Visszamaradó katalizátor Fenékredukciós katalizátor (Bottoms reduction (Resid catalyst) catalyst) 12 65 3
8 54 5
16 4
7 3
A DFSS munka tetőpontján a K+F mérnökök korábbi hasonló munkákból összeállították az új katalizátorhoz alkalmazható technológiaátviteli csomagot, amely folyamattérképből, ok-okozat táblázatból, FMEAból állt és ellenőrzési tervet is tartalmazott. További része volt a próbagyártás közbeni mintavételi terv, az anyagmérleg, az új termék jellemzői, valamint a nyersanyagok és a gyártási folyamatok biztonsági előírásai.
A hibák okai és megelőzésük Vásárlói szempontból az minősül gyártási hibának, ha a termék a vevő számára fontos követelményeket nem teljesíti. A gyárak többféle összetételű katalizátort készítenek sokféle folyamattal a sokrétű, sajátságos igényű piac számára. A vásárlói igényeket legtöbbször a kereskedelmi és a K+F szakemberek ismerik, a gyártók viszont nem. A legtöbb hiba abból ered, hogy a gyártók nem tökéletesen ismerik a gyártási folyamatváltozatok hatását a termék vevők számára legfontosabb jellemzőire. A DFSS módszer szerinti – a korábbi tapasztalatokat felhasználó – technológiaátviteli csomag éppen ezekkel az új katalizátorra vonatkozó részletes ismeretekkel látta el a gyártót. Megmutatta, hogy a gyártási fo-
lyamatváltozatok miként változtatják meg a késztermék jellemzőit, ezáltal minimalizálni tudták a termék gyártás közbeni hibáit. A DFSS eljárás bevezetése előtt egy új katalizátor – próbagyártással, teszteléssel és a megfelelő változatok kiválasztásával – teljes termék- és folyamatfejlesztése 11–12 hónapig tartott. Ebből a próbagyártás 6–7 hónapot vett igénybe. A DFSS eljárás lehetővé tette a katalizátor fejlesztési időtartamának csökkentését 6–8 hónapra. A katalizátorból már az első próbagyártáskor mintát vettek és bevizsgálták, hogy teljesíti-e a kitűzött követelményeket. A kedvező eredményeknek köszönhetően a próbagyártás és a tesztelés rövidebb ideig tartott. Hamarosan beindult a sorozatgyártás. Az új módszerrel a teljes fejlesztési munka ideje 8–9 hónapra mérséklődött. A katalizátor a tervezettnél 3–4 hónappal korábban piacra került, a beruházás rövidebb idő alatt megtérült, ami a DFSS eljárás alkalmasságát bizonyítja. Összeállította: Herczegh József
Irodalom: [1] Rajagoplan R.; Francis W.: Developing novel catalysts with Six Sigma. = Research-Technology Management, 47. k. 2004. 1. sz. p. 13–16. [2] Linderman, K.; Schroeder, R.; Zaheer, S.: Six Sigma: a goal-theoretic perspective. = Journal of Operations Management, 21. k. 2. sz. 2003. márc. p. 193–203.
