Folyamat beállítások szabályozása

Folyamat beállítások

szabályozása

EOQ MNB Hat Szigma és Lean Szakbizottság – Prezentáció – 2012.09.26

Dózsa ZoltánNokia – Folyamatfejlesztési szakértő+36 20 777 0174

2012.04.12

Setup ControlA gyártás valósága...

A gyártás során előbb-utóbb szándékosan beavatkozunk a folyamatba.Például: •mert elkopott a szerszám és cserélni kell, vagy •elfogyott a felkészített alapanyag és egy új tételből folytatjuk a gyártást, vagy•megváltoztak lényeges körülmények, és utána kell állítani a folyamat-paramétereket, ...Tehát a folyamatok beállását szándékos beavatkozásokkal befolyásoljuk. Két beavatkozás között – reményeink szerint – csak véletlenszerű zavarok okoznakingadozást a folyamat jellemzőiben.

• Hogyan felügyeljük a szándékos beavatkozásokat?• Milyen alapú megközelítést alkalmazzunk?

• Kockázat-alapút?... vagy• Siker-alapút?

• Hogyan kontrolláljunk egy ilyen gyártási folyamatot?• Szakaszonként?• Hosszabb távon, tudomásul véve a beállások ingadozását is?

• Hogyan becsüljük meg a várható selejtarányt hosszabb távon?

Siker Kockázatkezelés

Dózsa Zoltán 2012. Április 12 #2

USL

LSL

Setup ControlA gyártás valósága...


Valójában tehát nem egy, hanem két folyamatunk van...

• a gyártás, és • a folyamat beállítás

Ezek ketten kéz-a kézben járnak, mégis – mint ingadozás források – függetlenek. A folyamat beállítások többnyire nincsenek szabályozva, vagy nem jól.

• A folyamatot működtető operátornak tudunk egy eszközt adni, ami alapján dönthet a folytatásról, vagy beavatkozásról: SPC

• A beállítást végző dolgozónak milyen eszköze van arra, hogy eldönthesse: jó a beállítás és úgy hagyhatja a folyamatot, vagy további korrekció szükséges?

Setup ControlKérdések...USL

LSL

Van mért értékünk a beállítás igazolására... egy, vagy több elemű mintából... De tudjuk-e, hogy...

Hol lesz a folyamat várható értéke, a „beállás”?...a becslés annál bizonytalanabb, minél kisebb mintaszámmal akarjuk igazolni a beállítást, de a másik oldalról van költség-korlát...

Elfogadhatjuk? Mehetünk ezzel a beállítással?...milyen lesz a folyamatszakaszok rövidtávú folyamatképessége (Cpk)? Van elvárás/korlát?

Lehet-e/kell-e korlátozni a beállításokat? Ha igen, akkor az igazoló mérések eredményére hogyan határozzunk meg „beállítási tűréshatárokat”?...milyen lesz a folyamat hosszútávú folyamatképessége (Pp, Ppk)? Milyent szeretnénk?

Beállítás


Setup ControlA modell...USL

LSL

USLSet

LSLSet

Ts = 95% CI(σs) = m*σp Xátl1

Xátl2

Xátl3

Xátl4

Xátl5σs

σp

σp

Mi határozza meg a beállások ingadozását? 1. A beállítás természete, előkészítettsége2. Az igazoló mérések mintaelem-száma (ns)3. Az alkalmazott beállítási tűréshatárok

• Ez „levághatja”, vagy „kiterjesztheti” a természetes ingadozás széleit, megváltoztatva az ingadozás jellegét...

A várható értékek előfordulási gyakorisága

LStL UStL

Setup Tűrésmező95% CI


Beállítási tűrésmező a foly.szórás k-

szorosa

Ts = k* σp

Setup ControlA modell...

Folyamat-modell:• A folyamat kétoldalú tűrésű és a tűrésmező centruma a célérték • A folyamatszakaszok ingadozása (σp): állandó• A folyamat-szakaszok középértéke: változó• A folyamat-beállások ingadozása (σs): normális eloszlást követ, és centrális• A beállítási tűrésmező a beállás-ingadozás 95%-os konfidencia intervalluma. (A

folyamat-beállások 95%-os valószínűséggel a beállítási tűrésmezőn belül lesznek.)

A beállítási tűrésmező (Ts) meghatározása:

Elvárt hosszútávú foly.képesség (Ppk)

max. selejt-arány

Ismert folyamat-specifikáció (Tp)

Megengedett mintaszám a beállítások igazolására (ns)

Ismert folyamat szórás (σp)

Cap.Study

Röv.távú foly.telj. (Cp)


Sigma-level

z Cp ~Cpk % DPMO DPB Events / 1 failure

1.5 0.50 0.35 28.9% 289,140 289,140,000 3

2.0 0.67 0.47 15.6% 155,600 155,600,000 6

2.5 0.83 0.59 7.8% 78,400 78,400,000 13

3.0 1.00 0.71 3.40% 34,000 34,000,000 29

3.5 1.17 0.83 1.31% 13,140 13,140,000 76

4.0 1.33 0.94 0.48% 4,800 4,800,000 208

4.5 1.50 1.06 0.15% 1,473 1,472,880 679

5.0 1.67 1.18 0.04% 400 400,210 2,499

5.5 1.83 1.29 0.0104% 104 104,496 9,570

6.0 2.00 1.41 0.0022% 22.4 22,366 44,711

Mean variation around the Center:

Proc.Cap.Index Failure

sp

sm= sp

Sigma-level

z Cp ~Cpk % DPMO DPB Events / 1 failure

1.5 0.50 0.45 18.0% 180,240 180,240,000 6

2.0 0.67 0.60 7.2% 71,860 71,860,000 14

2.5 0.83 0.74 2.6% 25,740 25,740,000 39

3.0 1.00 0.89 0.74% 7,360 7,360,000 136

3.5 1.17 1.05 0.17% 1,690 1,689,612 592

4.0 1.33 1.19 0.04% 357 357,060 2,801

4.5 1.50 1.34 0.01% 58 58,226 17,174

5.0 1.67 1.49 0.00% 7 7,472 133,833

5.5 1.83 1.64 0.0001% 1 912 1,096,491

6.0 2.00 1.79 0.0000% 0.1 79 12,671,059

Mean variation around the Center:

Proc.Cap.Index Failure

sp

sm= 0.5sp

Sigma-level

z Cp Cpk % DPMO DPB Events / 1 failure

1.5 0.50 0.00 50.0% 500,000 2

2.0 0.67 0.17 30.9% 308,770 3

2.5 0.83 0.33 15.9% 158,690 6

3.0 1.00 0.50 6.68% 66,810 66,810,000 15

3.5 1.17 0.67 2.28% 22,750 22,750,000 44

4.0 1.33 0.83 0.62% 6,210 6,210,000 161

4.5 1.50 1.00 0.14% 1,350 1,350,000 741

5.0 1.67 1.17 0.02% 233 232,673 4,298

5.5 1.83 1.33 0.0032% 32 31,686 31,560

6.0 2.00 1.50 0.0003% 3.4 3,401 294,031

Six

Sig

ma

Co

nce

ptFailureProc.Cap.Index

Shift: 1.5 x Stdev.

1,5 x sp

Bill Smith

sp

Setup ControlA modell megoldása1 db

Beáll.tűrésmező 95%CI sp = 1

TSetup = k*sps

s =m*sp s

e =sqrt(sp2 + ss

2) Cp= Cp= Cp= Cp= Cp= Cp= Cp= Cp= Cp= Cp=

k= m= 1.33 1.67 2.00 2.33 2.67 3.00 3.50 4.00 4.50 5.00

2 0.5102 1.1226 1.18 1.49 1.78 2.08 2.38 2.67 3.12 3.56 4.01 4.45

3 0.7653 1.2592 1.06 1.33 1.59 1.85 2.12 2.38 2.78 3.18 3.57 3.97

4 1.0204 1.4287 0.93 1.17 1.40 1.63 1.87 2.10 2.45 2.80 3.15 3.50

5 1.2755 1.6208 0.82 1.03 1.23 1.44 1.65 1.85 2.16 2.47 2.78 3.08

6 1.5306 1.8283 0.73 0.91 1.09 1.27 1.46 1.64 1.91 2.19 2.46 2.73

7 1.7857 2.0466 0.65 0.82 0.98 1.14 1.30 1.47 1.71 1.95 2.20 2.44

8 2.0408 2.2726 0.59 0.73 0.88 1.03 1.17 1.32 1.54 1.76 1.98 2.20

9 2.2959 2.5042 0.53 0.67 0.80 0.93 1.07 1.20 1.40 1.60 1.80 2.00

10 2.5510 2.7400 0.49 0.61 0.73 0.85 0.97 1.09 1.28 1.46 1.64 1.82

Becsült Ppk =

Setup igazoló mérés minta-méret:

Példa: ss=1.02sp

1 db-os igazoló mérés esetén

Ppk≈1.40

Setup Tűrésmező:

4sp

Folyamat Tűrésmező (USL-LSL): 2*6 = 12sp


Táblázato

s

Setup ControlA modell megoldása2 db

Beáll.tűrésmező 95%CI sp = 1

TSetup = k*sps

s =m*sp s

e =sqrt(sp2 + ss

2) Cp= Cp= Cp= Cp= Cp= Cp= Cp= Cp= Cp= Cp=

k= m= 1.33 1.67 2.00 2.33 2.67 3.00 3.50 4.00 4.50 5.00

2 0.3608 1.0631 1.25 1.57 1.88 2.19 2.51 2.82 3.29 3.76 4.23 4.70

3 0.5412 1.1370 1.17 1.47 1.76 2.05 2.35 2.64 3.08 3.52 3.96 4.40

4 0.7215 1.2331 1.08 1.35 1.62 1.89 2.17 2.43 2.84 3.24 3.65 4.05

5 0.9019 1.3466 0.99 1.24 1.49 1.73 1.98 2.23 2.60 2.97 3.34 3.71

6 1.0823 1.4736 0.90 1.13 1.36 1.58 1.81 2.04 2.38 2.71 3.05 3.39

7 1.2627 1.6107 0.83 1.04 1.24 1.45 1.66 1.86 2.17 2.48 2.79 3.10

8 1.4431 1.7557 0.76 0.95 1.14 1.33 1.52 1.71 1.99 2.28 2.56 2.85

9 1.6235 1.9067 0.70 0.88 1.05 1.22 1.40 1.57 1.84 2.10 2.36 2.62

10 1.8038 2.0625 0.64 0.81 0.97 1.13 1.29 1.45 1.70 1.94 2.18 2.42

Becsült Ppk =

Setup igazoló mérés minta-méret:

Példa: ss=1.08sp

2 db-os igazoló mérés esetén

Folyamat Tűrésmező (USL-LSL): 2*6 = 12sp

Ppk≈1.36

Setup Tűrésmező:

6sp


Táblázato

s

Setup ControlA modell megoldása

Example:

Short therm Process Performance: Cp=2.00

Setup Tolerance Zone: 4 times Process Standard Deviation (sp)

>>> The estimated Long therm Process Capability: Ppk=1.40


Grafikus


Example:

Short therm Process Performance: Cp=2.00

Setup Tolerance Zone: 6 times Process Standard Deviation (sp)

>>> The estimated Long therm Process Capability: Ppk=1.36


Grafikus


Example:

Short therm Process Performance: Cp=2.67We can take 3 pcs of sample to validate the process setup

We want the process to have a long therm capability: Ppk≥1.67

How wide the setup specification zone can be?

Setup Tolerance Zone: max. 8.5 times Process Standard

Deviation (sp).

In case we choose the setup tolerance zone as 8 times sp

the estimated long therm process capability: Ppk=1.73


Grafikus

Setup ControlGyakorlati megoldás

Target

USL

LSL

USLSet

LSLSet

Hosszútávú (beállításokkal szakaszolt)2/a

Beállítás ellenőrző kártya 1

Gyártás-stabilitás ellenőrzése2

Rövidtávú (szakaszonkénti)2/b„Short run” kártya

„Hotelling” kártya„Between/Within” kártyaRögzített hat. (Cpk)min kártya


USL

LSL

UCL

LCL

LSLSet

USLSet

Setup ControlAhogy elképzelem...

Beállítás igazolása

•Minden egyes beállítási mintadarab a folyamat beavatkozási határain (LCL - UCL) belül

•A beállítási minta átlaga a beállítási specifikáción (LSLSet – USLSet) belül

Folyamat-stabilitás ellenőrzése Több elemű minta és „Xátl-R” kártya alkalmazása esetén

•Minden egyes SPC-mintadarab a folyamat specifikáción (LSL - USL) belül

•Az SPC-minta átlaga a folyamat beavatkozási határain (LCL – UCL) belül


Setup ControlMegközelítés – folyamat képességek

A gyártási folyamatok képességének értékelésénél alkalmazzuk a kockázat-alapú megközelítést: vagyis a tűréshatároktól való biztonságos távolságra vonatkozó képesség-indexeket: Cp, Cpk illetve Pp, Ppk

A beállítási folyamatok képességének értékelésénél alkalmazzuk a siker-alapú megközelítést (Taguchi):Mennyire sikerült megközelíteni a beállításokkal a célértéket, vagyis a tűrésmező centrumát?


Setup ControlÖsszefoglalva...

A beállítási folyamatok kontrollálhatók:Beállítási specifikációra – saját tűrésmezőre – van szükség, ami meghatározható

• a folyamatszakaszok jellemzőinek (ss, Cp) ismeretében (Cap.Study)• az elvárt hosszútávú folyamatképesség (Ppk) ismeretében, és• a beállítások igazolásához szükséges/megengedett minta-számból

A beállítási folyamatok képessége jól jellemezhető Taguchi-megközelítéssel (Cpm)

A gyártási folyamatok stabilitás-kontrolljára több lehetőség is van.Alapvetően két út közül választhatunk (ezeken belül is több lehetőség van):

• Rövid lefutású folyamatszakaszok stabilitása (két beállítás közötti szakasz)• Hosszútávú szabályozás, több beállítással szakaszolt folyamat egyben

...és most érdemes visszanézni arra a pontra, ahol a kutya el van ásva... A modell...


Setup Control

USL

LSL

USLSet

LSLSet

Ts = 95% CI(σs) = m*σp Xátl1

Xátl2

Xátl3

Xátl4

Xátl5σs

σp

σp

Mi határozza meg a beállások ingadozását? 1. A beállítás természete, előkészítettsége2. Az igazoló mérések mintaelem-száma (ns)3. Az alkalmazott beállítási tűréshatárok

• Ez „levághatja”, vagy „kiterjesztheti” a természetes ingadozás széleit, megváltoztatva az ingadozás jellegét...

A modell...újra gondolva

Mi a helyzet akkor, ha...

•a beállások ingadozása nem normális eloszlású?•a folyamat-beállások nem esnek 95% valószínűséggel a meghatározott tűrésmezőbe?•az egyes folyamat-szakaszok szórása nem állandó?•a folyamat/jellemző egyoldali tűrésű?•van természetes trend?


A folyamat-beállások előfordulási gyakorisága

LSLSet USLSet

Setup Tűrésmező95% CI

USL

LSL

δ

Setup ControlA modell...trend esetére

USLSet

LSLSet

B2+δ

B1


Ez valószínűleg egy külön nagy fejezet lesz...

Esetről-esetre ismerni kell:•a trend körüli ingadozást•a trend meredekségét•a meredekség ingadozását•a folyamat ingadozásának változását, ha nem állandó

Setup ControlEnnyi volt...

Köszönöma figyelmüket


Setup ControlRögzített beavatk.hat.

B = USL-UCL = LCL-LSL

np Mintanagyság (SPC-hez)

B = k*sp A biztonsági sáv mérete a folyamat-szórás k-szorosa

3 4 5 6 7 8 9

Elvárt Cpk = 1.00 1.33 1.67 2.00 2.33 2.67 3.00

1 0.00 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 6.00

2 0.00 0.71 1.41 2.12 2.83 3.54 4.24

3 0.00 0.58 1.15 1.73 2.31 2.89 3.46

4 0.00 0.50 1.00 1.50 2.00 2.50 3.00

5 0.00 0.45 0.89 1.34 1.79 2.24 2.68

6 0.00 0.41 0.82 1.22 1.63 2.04 2.45

7 0.00 0.38 0.76 1.13 1.51 1.89 2.27

8 0.00 0.35 0.71 1.06 1.41 1.77 2.12

Rögzített beavatkozási határok az elvárt (min) Cpk alapján kalkulálva

SP

C -

Min

ta m

éret

eUSL

LSL

UCL

LCL

B

B


Documents

Folyamat beállítások szabályozása