Fundusze Unijne

Jak zarządzać procesami w branży motoryzacyjnej? VDA 4 „Zapewnienie jakości na mapie procesów” – część 3 podręcznika

Co zrobić, by zarządzanie procesami w branży motoryzacyjnej było zgodne z pierwotnymi założeniami i jak przeprowadzić takie działania? Podpowiedzi warto poszukać w serii podręczników VDA 4 „Zapewnienie jakości na mapie procesów”. Dziś, wraz z naszym ekspertem – Mateuszem Szafirskim przyjrzymy się w szczególności 3 części podręcznika.

VDA 4 „Zapewnienie jakości na mapie procesów” – co znajdziemy w serii podręczników?

Zarządzanie procesami w branży samochodowej to niełatwa sprawa. Wymaga bowiem od kierujących procesami (właścicieli procesów) oraz osób wykonujących bezpośrednie działania przy procesach (eksperci, specjaliści, inżynierowie, brygadziści, operatorzy itp.) wiedzy co należy zrobić, aby proces był realizowany zgodnie z pierwotnymi założeniami i do tego muszą wiedzieć, jak te działania przeprowadzić. Wiele organizacji tworzy własne procedury i ścieżki postępowania. Bywa to dobrym pomysłem, ale czasami okazuje się błędem. Czy można zatem znaleźć jakąś podpowiedź, jak realizować procesy w organizacji? Oczywiście, że tak.

W serii podręczników VDA 4 nie są oczywiście opisane wszystkie możliwe rozwiązania dla wszystkich procesów w organizacji, więc nadal jest spora przestrzeń i konieczność opracowywania własnych sposobów postępowania. Przygotowaliśmy zatem krótkie podsumowanie dotyczące serii VDA 4.

Cała seria podręczników VDA 4 nosi tytuł „Zapewnienie jakości na mapie procesów” i składa się z czterech książek:

  • VDA4 Część 1: Ogólne. Przegląd metod, podstawowe narzędzia, procesy rozwoju
  • VDA4 Część 2: Analizy ryzyka.
  • VDA4 Część 3: Metody
  • VDA 4 Część 4: Modele procesu

W naszej serii artykułów na temat VDA 4 pokrótce przedstawione i scharakteryzowane zostaną wszystkie cztery części. Zaczniemy jednak nietypowo, od części trzeciej: Metody.

Wprowadzenie do VDA4. Rozdział 3: Metody

Trzeci rozdział tomu VDA 4 to opis wybranych metod, mających zastosowanie w licznych procesach. Zagadnienia zawarte w tej części dotyczą takich procesów jak rozwój wyrobów, ciągłe doskonalenie, planowanie jakości, metody statystyczne oceny procesu czy rozwiązywanie problemów. Zastosowanie zatem dla tego rozdziału tomu VDA 4 jest szerokie i zawiera się w procesach inżynieryjnych oraz nieinżynieryjnych organizacji. Zagadnienia zawarte w treści to:

  • Projektowanie dla procesów wytwarzania i montażu (DFMA)
  • Projektowanie wspomagane cyfrowo
  • Metodyka projektowania doświadczeń (DoE)
  • Analiza wykonalności
  • Poka Yoke
  • Dopasowanie funkcji jakości (QFD)
  • Nowatorskie rozwiązywanie problemów (TRIZ)
  • Ekonomiczne projektowanie i kontrola procesu
  • Metoda 8D
  • Metoda 5x Dlaczego
SQDA VDA QMC Metody zapewnienia jakości na mapie procesów
Rys. 1. Okładka VDA 4 Rozdział 3

Jak widać z powyższego zestawienia, zestaw metod jest dość uniwersalny dla organizacji z branży samochodowej i zapewne wiele firm znajdzie tu odpowiedzi na pytania związane z realizacją tych procesów. Również przedstawiciele najróżniejszych działów w organizacji znajdą opis metod, która mogą być zastosowane uniwersalnie w całej organizacji. Podręcznik może także być wykorzystany jako podstawa do materiałów szkoleń wewnętrznych dla nowych pracowników, niemających doświadczenia z powyższymi metodami.

Przegląd wybranych rozdziałów VDA4 Część 3

Projektowanie dla procesów wytwarzania i montażu (DFMA)

Projektowanie wyrobów i procesów wytwarzania to niełatwy proces twórczy. Wymaga wiedzy i doświadczenia wykraczającego poza jedną dziedzinę nauki (np. inżynieria maszyn, fizyka, chemia i materiałoznawstwo). Często to proces wymagający znalezienia optymalnego połączenia ekonomicznej opłacalności i oczekiwanej jakości względem wyrobów. Dochodzi to tego indywidualne nastawienie osób projektujących (ocena ryzyka poprzez pryzmat strachu, znajomość faktycznego zastosowania wyrobu, osobiste preferencje konsumenta i doświadczenia z użytkowania). Powoduje to czasem komplikacje na linii projektant wyrobu – projektant procesu.

Problemem do rozwiązania jest fakt, iż zaprojektowane wyroby będą produkowane w seryjnym i powtarzalnym procesie, stąd konstrukcja musi dawać możliwość produkcji dostępnymi metodami oraz nie być źródłem problemów dla samego procesu (np. zbyt wiele elementów, zbyt skomplikowany montaż). Cel to również obniżanie kosztów związanych z wytwarzaniem w taki sposób, aby największe nakłady były w fazie projektowania i testowania, a nie w fazie produkcji seryjnej, związane głównie z ciągłym adaptowaniem i usuwaniem błędów.

Obrazuje to poniższy wykres:

Rys. 2 Liczba zmian technicznych podczas powstawania wyrobu. Przebieg pożądany oraz spotykany w praktyce. Źródło: VDA 4 Część 3: Metody, Wyd. VDA QMC, 2020, str.11

Metoda ma kilka wariantów i spotyka się tu angielskie określenie Desing for X (gdzie litera X oznacza konkretny rodzaj projektowania. W podręczniku wyróżniono i opisano:

  • Design for Assembly (DFA)
  • Design for Manufacture (DFM)
  • Design for Services (DFS)
  • Design for Environment (DFE)
  • Design for Logistics (DFL)

Każdy wariant cechuje się innym podejściem do procesu projektowania. Natomiast wspólnym mianownikiem jest konieczność określenia nakładów i stopnia skomplikowania procesu produkcji i montażu na etapie projektowania wyrobu. Składa się na to wiele istotnych elementów, takie jak między innymi czas manipulacji, czas łączenia elementów itp. W zrozumieniu tego skomplikowanego mechanizmu zależności VDA posłużyło się modelem długopisu:

Rys. 3.  Model długopisu dla zobrazowania procesu DFM. Źródło: VDA 4 Część 3: Metody, Wyd. VDA QMC, 2020, str. 22

Analiza wykonalności

Podjęcie decyzji biznesowej o współpracy z klientami opiera się na uwarunkowaniach kontraktowych oraz innych wymaganiach klienta i przepisów prawa. W branży samochodowej często spotyka się rozwiązania charakterystyczne dla modelu kooperacji B2B, gdzie specyfikację produktu lub wytyczne dla wyrobu podaje klient, dostawca zaś zobowiązany jest dostarczyć wyrób zgodny ze specyfikacją. Jednak tu właśnie pojawia się wielki dylemat – czy na podstawie dostarczonej dokumentacji, można w ogóle określić, czy wyprodukowanie wyspecyfikowanego wyrobu jest możliwe? Aby to określić, opracowano metodę zwaną analizą wykonalności (w licznej literaturze spotyka się czasem określenie Studium Wykonalności). Jeden ze sposobów określenia wykonalności produkcyjnej podaje VDA4 Część 3:

  • należy określić wykonalność techniczną,
  • należy określić wykonalność ekonomiczną,
  • należy określić możliwość realizacji (ze względów politycznych, rynkowych itp.).

Dodatkowe elementy, konieczne do uwzględnienia jako minimum dla określenia wykonalności to:

  • terminy,
  • oczekiwane ilości,
  • tolerancje wyrobu,
  • oczekiwana wydajność produkcji,
  • oczekiwana statystyczna zdolność procesu

Bardzo ważne składowe oceny wykonalności to procesy zlecone na zewnątrz oraz charakterystyki specjalne. Te dwa elementy są źródłem wielu ryzyk, które powinny być rozpoznane i nazwane odpowiednio wcześniej, aby dało się je uwzględnić w ofercie cenowej lub zapobiec negatywnym scenariuszom. Podręcznik, poza opisem celu i zasad towarzyszących ocenie wykonalności, podaje wygląd przykładowych formularzy, mogących mieć zastosowanie w organizacjach.

Rys. 4. Przykładowe formularze oceny wykonalności. Źródło: VDA 4 Część 3: Metody, Wyd. VDA QMC, 2020, str. 68 – 74

Poka Yoke

Niemal w każdej działalności człowieka możliwy jest błąd. Identycznie jest z procesami wytwarzania produktów, półproduktów czy surowców. Procesy automatyczne, manualne czy ich kombinacje również nie są wolne od wad i błędów powstałych na skutek pomyłek. Branża samochodowa jest szczególnie wrażliwa na błędy lub pomyłki. Mogą one prowadzić do następstw, w których dojdzie do zagrożenia zdrowia lub życia kierowców, pasażerów lub innych uczestników dróg, lub pieszych.

Kluczowe zatem staje się stworzenie procesów produkcyjnych odpornych na błędy lub takich, które powstałe błędy wykryją. Właśnie z takim celem stworzono japońską metodę Poka Yoke. Podręcznik podaje listę możliwych problemów oraz wskazuje rozwiązania problemów oparte na realnych przykładach. Potencjalne błędy w procesach wytwarzania to m. in.:

  • błędna obsługa,
  • zapominalstwo,
  • błąd przez nieporozumienie,
  • błąd przez przeoczenie,
  • pomyłka,
  • błąd z powodu braku standardów.
Rys. 5. Przykład kontroli źródła błędów. Źródło: VDA 4 Część 3: Metody, Wyd. VDA QMC, 2020, str. 78

Techniczne środki uniemożliwiające powstawanie wad dają gwarancję skuteczności w zapobieganiu błędom i gwarantują dodatkowo ich powtarzalność. Dzięki temu producent ma pewność, że możliwość powstania wady została wyeliminowana. Bywa jednak tak, że ze względów konstrukcyjnych czy kosztowych, rozwiązanie takie nie jest możliwe. Dlatego VDA 4 rozróżnia dwa rodzaje technicznych rozwiązań: Poka Yoke Twarde oraz Poka Yoke miękkie.

TRIZ

Metoda Triz wywodzi swój rodowód z Rosji. W USA stworzono angielskojęzyczny odpowiednik nazwy: TIPS – Theory of Inventive Problem Solving. Metoda ma najpowszechniejsze zastosowanie w pracach związanych z tworzeniem nowych technologii, nowych rozwiązań technicznych, innowacji procesowych i produktowych. Pomaga konstruktorom w czasie kreatywnego tworzenia produktu lub opracowywania nowych metod wytwarzania, wychodząc z założenia, że każdy produkt i każdy proces produkcyjny musi zmierzyć się z licznymi oczywistymi i nieoczywistymi przeciwnościami. Przeciwności te stanowią bowiem źródło zakłóceń, a więc jednocześnie same w sobie są przyczyną bezpośrednią lub pośrednią wad w produkowanym wyrobie.

Powszechne w branży samochodowej są sprzeczności związane z warunkami użytkowania pojazdów – jeden projekt samochodu ma sprawdzić się równie dobrze w warunkach wysokich temperatur stref równikowych, niskich temperatur stref krajów północnych oraz pełnych zmienności pogodowych krajów środkowego pasa klimatycznego np. Europa Środkowa. Oznacza to, że producent komponentu musi wziąć pod uwagę w fazie konstrukcji wszystkie te sprzeczności i znaleźć jedno rozwiązanie odpowiednie dla tych skrajnych warunków. Twórcy metody opracowali algorytmy postępowania w sytuacji takich sprzeczności, podali dodatkowo 40 zasad innowacji:

Rys. 6. Zasady innowacji w metodzie TRIZ. Źródło: Źródło: VDA 4 Część 3:  Metody, Wyd. VDA QMC, 2020, str. 107

Dodatkowo w treści rozdziału TRIZ znaleźć można przykładowy katalog standardowych rozwiązań dla problemu substancja – pole. Jest to jeden z przykładów ustandaryzowanego zestawu porad i rozwiązań, które w toku zbierania doświadczeń są uzupełniane o nowe pomysły. Dzięki temu w samej już metodzie jest bardzo wiele sugestii, jak rozwiązać powstały problem. Nie trzeba zatem tracić cennego czasu na opracowywanie i testowanie rozwiązań, które już wcześniej zostały sprawdzone w działaniu.

Rys. 7. Przykładowe rozwiązania z katalogu rozwiązań metody TRIZ. Źródło: VDA 4 Część 3:  Metody, Wyd. VDA QMC, 2020

Ekonomiczne projektowanie i bezpieczeństwo procesu

Zapewnienie wyrobów odpowiedniej jakości to powinność kontraktowa dostawcy względem klienta oraz prawna względem późniejszych użytkowników pojazdów. Zapobieganie powstawaniu błędów to zagadnienie opisane w rozdziale Poka Yoke. Niestety w praktyce, rozwiązania techniczne nie zawsze mogą być w pełni skuteczne. Związane jest to z efektem zużywania się, tępienia i degradacji narzędzi, maszyn i ich elementów. W związku z tym, w organizacjach prowadzi się również kontrole wyprodukowanych produktów na różnych etapach ich wytwarzania.

Kontrole to działania, które nie nadają produktom dodatkowej wartości, same będąc jednocześnie kosztem w organizacjach. Oznacza to, że kontrolowanie każdej jednostki produktu jest wprawdzie możliwe technicznie, jednak wymaga zasobów i nakładów. Odpowiedzią na takie sytuacje jest redukcja zakresu kontroli, rezygnacja ze 100% weryfikacji i zastąpienie jej kontrolą wyrywkową wraz z oceną statystyczną uzyskanych wyników. Wynik takiego badania, wraz ze statystyczną oceną, pozwalają na podjęcie decyzji dotyczących przyjęcia partii wyrobów, ich sortowania lub przerabiania a w najgorszym razie – utylizacji. Pozwala to również na detekcję zmian w procesie (zachodzących naturalnie lub jako zjawiska nieprzewidywalne) oraz podjęcie działań prewencyjnych.

Te wszystkie możliwości i działania redukują zagrożenie wysłania do klienta wyrobów z wadami produkcyjnymi. Statystyczna ocena procesu i sterowanie procesem podzielone jest na kilka kluczowych etapów:

  • badanie krótkoterminowe – zwane również badaniem zdolności maszyny,
  • badanie długoterminowe dla procesu nieustabilizowanego,
  • badanie długoterminowe dla procesu ustabilizowanego.
Rys. 8. Zalecenia dotyczące progu akceptacji w zależności od ilości badanych próbek. Źródło: VDA 4 Część 3:  Metody, Wyd. VDA QMC, 2020, str. 175

Bardzo ważnym krokiem statystycznej oceny i analizy procesu jest zbadanie normalności rozkładu zebranych danych z dostępnych próbek. W teorii statystyki i w wielu opracowaniach naukowych wskazuje się, że znacząca większość procesów ma oczekiwany rozkład normalny. Są jednak takie procesy, w których rozkład normalny nie będzie uzyskany lub natura tego procesu nie ma charakteru jak dla rozkładu normalnego. Aby nie zgadywać, z jakim rozkładem ma się do czynienia, należy zgodnie z VDA 4dokonać badania testem normalności rozkładu, lub, jeśli to trudne, niemożliwe albo wynik nie jest jednoznaczny, zastosować wzory na obliczanie zdolności metodą kwantylową.

Rys. 8. Formuły do kalkulacji zdolności metodą kwantylową. Źródło: VDA 4 Część 3:  Metody, Wyd. VDA QMC, 2020, str. 191

VDA 4 część 3 – podsumowanie

Poszukując rozwiązań różnych problemów, organizacje mogą poszukać własnych rozwiązań, nad którymi będą pracować i je usprawniać, lub – nie tracić na to czasu i zastosować wskazówki zebrane przez VDA w części trzeciej tomu czwartego. Zaproponowane rozwiązania zostały już sprawdzone i zweryfikowane w praktyce, a tu stanowią zestaw zaleceń i wymagań, które po ich poprawnym zastosowaniu powinny dawać pozytywne efekty w organizacjach. Ten krótki przegląd nie zawiera wszystkich rozdziałów a jedynie kilka. W treści znajduje się więcej innych metod, m.in. QFD, 5x Dlaczego i inne.

  • Mateusz Szafirski
    Auditor systemu ISO 9001 i IATF 16949, VDA 6.3., konsultant i doradca

    Jest absolwentem Uniwersytetu Ekonomicznego we Wrocławiu, gdzie ukończył studia o specjalności Zarządzanie Jakością i Środowiskiem. W branży motoryzacyjnej zdobył doświadczenie na stanowisku pełnomocnika zarządu ds. zarządzania jakością, inżyniera ds. kontaktów z klientem oraz inżyniera ds. kontaktów z dostawcami. Auditor systemu ISO 9001 i IATF 16949 oraz VDA 6.3. Konsultant i doradca specjalizujący się w systemach zarządzania jakością, narzędziach jakości (w tym branżowych), takich jak SPC, MSA, APQP, PPAP, FMEA oraz zarządzaniu ryzykiem i zarządzaniu strategicznym. Wykładowca uniwersytecki m. in. w zakresie: logistyki, zarządzania łańcuchami dostaw, zarządzania ryzykiem, zarządzania jakością oraz zarządzania strategicznego.

Chcesz o coś zapytać?