ŠEST SIGMA 6σ STRATEGIJA UPRAVLJANJA POSLOVANJEM I KVALITETOM

ŠEST SIGMA (6σ) STRATEGIJA UPRAVLJANJA POSLOVANJEM I KVALITETOM dr. sc. Nikola Šakić, redoviti profesor Zavod za industrijsko inženjerstvo Fakultet strojarstva i brodogradnje, Zagreb nikola. sakic@fsb. hr SVEUČILIŠTE U ZAGREBU FAKULTET STROJARSTVA I BRODOGRADNJE ZAVOD ZA INDUSTRIJSKO INŽENJERSTVO KATEDRA ZA UPRAVLJANJE PROIZVODNJOM

SADRŽAJ: 1. Uvod: 6 σ – što, zašto, kako n kratki pregled razvoja 6 σ programa n neka iskustva pri realiziranju 6 σ programa n 2. Osnovni elementi 6 σ programa varijabilnost procesa i proizvoda i k σ razina kvalitete n k σ razina kvalitete i troškovi kvalitete n k σ razina kvalitete i napori za unapređenje razine kvalitete n

3. Struktura 6 σ programa način upravljanja realizacijom 6 σ programa n šampion i sponzor, master black belt, green belt n DMAIC (i DMADV) metodologija (Define, Mesure, Analyse, Improve, Control) n 4. Metrika i metode 6 σ programa DPMO – Defect Per Milion Oportunities n dijagrami tijeka procesa, Pareto analiza, dijagrami uzrok-posljedica, FMEA, QFD, SPC, simulacijsko modeliranje, DOE – Design of Experiments, operacijska istraživanja, . . . n

5. Lean ŠEST SIGMA 6. Izobrazba – trening sudionika ŠEST SIGMA programa 7. ZAKLJUČAK, diskusija

n n n σ – slovo grčkog alfabeta σ – mjera varijabilnosti nekog procesa (koji se ponaša prema normalnoj razdiobi) k σ– razina kvalitete – govori o učestalosti mogućih pogrešaka uz unaprijed definirane granice tolerancije – specifikacije!

n n μ – očekivanje (u praksi: aritmetička sredina) σ – standardno odstupanje – temeljni parametar normalne razdiobe – definira kvalitetu rasipanja podataka

VJEROJATNOSTI KOD NORMALNE RAZDIOBE

Granice (raspon) U granicama specifikacije: % ppm ± 1σ 68, 27 317. 300, 00 ± 2σ 95, 45 45. 500, 00 ± 3σ 99, 73 2. 700, 00 ± 4σ 99, 9937 ± 5σ 99, 999943 0, 57 ± 6σ 99, 9999998 0, 002 Izvan granica; 63, 00

Rezultat, iskazan u ppm (dpmo) -1. 5 σ +1. 5 σ DGS Granice specifikacije: GGS μ Sukladnih % Nesukladnih (ppm) ± 1σ 30, 23 697. 700 ± 2σ 69, 13 308. 700 ± 3σ 93, 32 66. 810 ± 4σ 99, 3790 ± 5σ 99, 97670 233 ± 6σ 99, 999660 3, 4 6. 210

ODNOSI: , Cp, ppm (dpmo)

VAŽNO: n Uobičajena razina kvalitete – 99% sukladnih proizvoda i usluga znači (Harry, 1987): 20. 000 izgubljenih poštanskih pošiljki na sat n 15 min/dan zagađenje pitke vode n 5. 000 nekorektno izvedenih medicinskih zahvata na tjedan n 2 nekorektno prizemljena zrakoplova dnevno (u glavnim zračnim lukama) n 200. 000 pogrešno propisanih lijekova godišnje n bez električne energije cca 7 sati/mjesec n

GOLF n Ako odigrate 100 partija golfa godišnje i igrate na razini preciznosti: n n n 2 sigma – promašit će te 6 putt-ova po partiji 3 sigma – promašit će te 1 putt po partiji 4 sigma – promašit će te 1 putt svakih 9 partija 5 sigma – promašit će te 1 putt svake 2. 33 godine 6 sigma – promašit će te 1 putt svakih 163 godine

Stopa nesukladnosti i σ razina kvalitete ppm 10 puta UNAPREĐENJE 30 puta 70 puta N. razdioba centrirana + σ razina kvalitete + N. razdioba pomaknuta za 1. 5 σ

6σ razina kvalitete znači sposobnost procesa mjereno indeksima: • Prosječne kompanije: • WCM: • Zrakoplovne kompanije: (stopa fatalnih nesukladnosti: 0. 43 dpmo)

troškovi Novo gledanje na kvalitetu Direktni i indirektni troškovi grešaka Troškovi kontrole i prevencije Nekad: Staro vjerovanje 4 visoka kvaliteta = visoki troškovi Sada: visoka kvaliteta = niski troškovi kvaliteta Direktni i indirektni troškovi grešaka Troškovi kontrole i prevencije 4 Novo vjerovanje 5 6 kvaliteta

Troškovi, % prihoda Odnos “sigma razine” kvalitete i troškova kvalitete 50 40 35 20 10 0 2 3 4 5 6 Sigma razina kvalitete

Počela 6σ programa n MOTOROLA, 1987 (Bill Smith, reliability engineer) n n n Uvođenje programa 6σ inicirano krizom izazvanom jakom konkurencijom, nedovoljnom kvalitetom proizvoda i usluga i visokim troškovima! 1995 MOTOROLA primila prestižnu nagradu za kvalitetu (Malcom Baldrige Quality Award) Prema propozicijama MBQA – iskustva objavljena i podijeljena s drugima!!!

n Kasnije: GENERAL ELECTRIC CEO Jack Welch izjavio: Six Sigma je bila najizazovnija inicijativa ikada poduzeta u General Electricu! n 1997. GE objavio godišnju korist: $ 300 miliona prihoda, n najava za 1998: UDVOSTRUČENJE n

n Slijedili su: n ABB, Bombardier, Lockheed Martin, IBM, Allied Signal, KODAK, VOLVO, …

Air Products Honeywell Johnson Control Maytag Praxair Siemens Ford Compaq Johnson & Johnson Seagate Termo King PACCAR AMEX Toshiba US Postal Service SONY GE Capital Dupont Citi Group Nokia J. P. Morgan Sony AIG Insurance Navistar SUMITOMO Texas Instruments Motorola IBM 1985 NEC Whirlpool SAMSUNG ELECTRONICS Bombardier CSM, Singapore Gen. Corp Maxell Siebe Foxboro Toshiba ABB Lockheed Martin Medtronics Kodak Vitatron Digital Allied. Signal John Deer Ericsson GE LG Group, Korea

TIPIČNA STRUKTURA ZA 6σ PROJEKT Leadership Champions & Sponsors Master black belt Black belts Green belts

Leadership n n n Voditelj 6σ projekta, član “top managementa” Projektom se upravlja prema “top-down” pristupu Projekt redovito uključuje značajne promjene u poslovnim procesima i aktivnostima kompanije, ovisno o definiranim ciljevima (strateškim) Projekt nužno mora imati potporu uprave kompanije!

Champions & sponsors n n n Pojedinci iz visoke razine managementa koji razumiju suštinu 6σ programa. U velikim kompanijama ”champions” su dodijeljeni projektu u “full-time” principu Zaduženi za koordinaciju i rješavanje možebitnih problema pri implementaciji 6σ programa Odabiru kandidate za bb trening Odabiru projekte za 6σ Promoviraju 6σ programe Sponzori su “vlasnici” procesa i sustava, pomažu inicijativom i koordinacijom unapređenja realizacijom 6σ projekata

Master black belt n n Pojedinci iz visoke razine tehničko-tehnološke (i organizacijske) domene Zaduženi za tehničko vođenje 6σ programa Moraju raspolagati svim znanjima kao i bb, ali i teorijskim osnovama – podlogom matematičkostatističkih metoda što se koriste u 6σ Tipično, vode izobrazbu i trening bb

Black belts n n n Tehničko (i ekonomski) orijentirani pojedinci aktivno uključeni u realizaciju promjena i unapređenja procesa Rade na realizaciji projekta u “full-time”-u, kao voditelji timova Tipično: 160 sati treninga + projekt pod vodstvom “master bb”

Green belts n n n Članovi tima za realizaciju 6σ projekta. Manje intenzivno trenirani, ali moraju poznavati osnovnu metodologiju. Tipično: ~ 20% radnog vremena troše na projekt

6 » certifikat «

6σ DMAIC MODEL D Definiraj ciljeve aktivnosti unapređenja M Izmjeri postojeći sustav (način rada, proces) A I Analiziraj sustav (proces) radi utvrđivanja mogućnosti eliminiranja razlike današnjih performansi sustava ili procesa i željenog cilja Unaprijedi sustav, proces C Kontroliraj (upravljaj) novi sustav

Metodologija rješavanja problema Faza 1: Odredi (Define) Karakterizacija Faza 2: Izmjeri (Measure) Faza 3: Strategija raščlanjivanja Analiziraj (Analyze) Faza 4: Unaprijedi (Improve) Optimiranje Faza 5: Upravljaj (Control)

6 – METRIKA I STRATEGIJA

ODNOS 6 I ISO 9001

VAŽNO! Novi problem Define Control Measure Improve Analyse

DMAIC I DMADV metodologija RAZVITI KRITERIJE MJERENJA Analizirati PROJEKTIRATI Design Verificirati • DMADV NE Define PROCES POSTOJI ? UKLONITI POSEBNE SLUČAJEVE Analyse DA NE MJERITI POSTOJEĆI PROCES POD KONTROLOM? DA NE UNAPREĐENJE SPOSOBAN? Improve DA UPRAVLJANJE Control • DMAIC

Utjecaj 6 na promjene organizacije s vertikalne. . . ka horizontalnoj

DPMO (za svaku vrstu greške): Defects n Units n Opportunities n Total Opportunities n Defects Per Unit n Defects Per Total Opportunities n DPMO n D U OP TOP = U· OP DPU = D/U DPO = D/ TOP DPO · 106

METODE, TEHNIKE, ALATI U PROJEKTIMA 6σ n D faza: n n n Pareto analiza blok-dijagrami procesa M faza: n n n Analiza mjernog sustava: mjerna nesigurnost Analiza podataka: deskriptivna statistika “Rudarenje” podataka (Data mining) Pareto analiza Karta “izvođenja” (run) procesa

METODE, TEHNIKE, ALATI U PROJEKTIMA 6σ n A faza: n n n dijagram uzrok – posljedica dijagram stabla greška (fault tree diagrams) mozgovne oluje (brainstorming) karte povijesti (ponašanja) procesa (SPC) blok-dijagrami procesa enumerativna statistika (testiranje hipoteza) nepristrane i intervalne procjene FMEA, QFD, stablo grešaka, … simulacijski modeli i metode planiranje i analiza pokusa (DOE – Design of Experiments) I faza n metode operacijskih istraživanja (LP, ND, teorija igara, …)

Lean SIX SIGMA (Jay Arthur, Denver, Co. ) SVEUČILIŠTE U ZAGREBU FAKULTET STROJARSTVA I BRODOGRADNJE ZAVOD ZA INDUSTRIJSKO INŽENJERSTVO ZAVOD ZA KVALITETU

Metodologija razvijena za manje poslovne sustave obzirom da ovi sustavi znače: n n 99, 7% zaposlenih i 97% izvoznika generiraju ~75% novih radnih mjesta zapošljavaju 50, 1% radnika u privatnom sektoru generiraju 39, 1% ukupnih “high tech” poslova

Također: n prema recentnim studijama nemaju jakog udjela u aktualnim trendovima: SMANJENJE TROŠKOVA n POVEĆANJE PROFITA n

Razlog: n smatra se da ovi trendovi: IZISKUJU VISOKE TROŠKOVE n TRAJU PREDUGO n REZULTIRAJU UPITNIM REZULTATIMA n

Lean SIX SIGMA n tj. pojednostavljena metodologija 6 (ali uz zadržane sve bitne značajke): n REZULTIRA ZNAČAJNIM EFEKTIMA UZ OSJETNO NIŽA ULAGANJA!

Osnova metodologije: n FISH kotač FOKUS IMPROVE SUSTAIN HONOR

FOKUSIRAJTE PROBLEM n n koristite “glas” vaših kupaca i korisnika usluga utvrdite i pratite indikatore rada i poslovanja definirajte moguća unapređenja postavite jasne ciljeve unapređenja

OSNOVNI ALATI Matrica zahtjeva kupaca Dijagram stabla (Balanced Scorecard) Grafički prikazi indikatora

UNAPRIJEDITE PROCESE n n detaljno analizirajte odabrane procese i definirajte metode pogodne za unapređenje i optimalizaciju procesa primijenite odabrane metode, provjerite rezultate (pilot projekt!), ispitajte “osjetljivost” rješenja implementirajte rješenje (uz prethodnu izobrazbu – trening) provjerite dobrotu rješenja (validacija!) VAŽNO: ~ 4% poslovnih procesa obično su uzrokom preko 50% kašnjenja, defekata, . . .

OSNOVNI ALATI Grafički prikazi (indikatora) Pareto razdioba Dijagram uzrok-posljedica

QUALITY FUNCTION DEPLOYMENT (kuća kvalitete) n sistematsko analiziranje zahtjeva kupaca pri projektiranju proizvoda i komponenti, procesa, . . .

DESIGN OF EXPERIMENTS (DOE) n planiranje i analiza pokusa optimiranje procesa i proizvoda

PODRŽITE I ODRŽITE UNAPREĐENJE n n n pratite indikatore procesa upravljajte novopostavljenom razinom kvalitete procesa posebice pratite “mission critical” dijelove sustava i procesa

OSNOVNI ALATI Dijagrami procesa (Flow Chart) Kontrolne karte Histogrami, Cpk, . . . , koeficijenti

DESIGN FOR SIX SIGMA (DFSS) n projektirati proizvode i procese pogodne za šest sigma strategiju

PROSLAVITE NAPREDAK n n prepoznajte unapređenje nagradite unapređenje sistematizirajte iskustva refokusirajte se na novi problem

ŠEST SIGMA – STRATEGIJA Plan i program izobrazbe sudionika u realizaciji 6 strategije SVEUČILIŠTE U ZAGREBU FAKULTET STROJARSTVA I BRODOGRADNJE ZAVOD ZA INDUSTRIJSKO INŽENJERSTVO ZAVOD ZA KVALITETU

Sustav izobrazbe za 6 sigma prema Institute of Industrial Engineering, USA (jesen 2003, proljeće 2004. ) Six Sigma – Concepts n Six Sigma – Green Belt n Six Sigma – Black Belt n (3 tjedna grupa/10 -12 učesnika) n Design of Experiments $445 $1. 345 $6. 695 (1 dan) (3 dana) (3 tjedna) $2. 225 (5 dana)

Activity Based Costing 895$(3 dana) n Basic Statistical Analysis 895$ (3 dana) n Work Measurement 895$ (3 dana) n Applied Ergonomics 895$ (2 dana) n Fundamentals of Ind. Eng. 1. 345$ (3 dana) n Simulations 895$ (2 dana) n UKUPNO: 5. 820$

n n n Lean Enterprise (Uvod) Lean Enterprise, 1 Lean Enterprise, 2 Business Management Change Management UKUPNO: 445$ 1. 345$ 4. 480$ (1 dan) (3 dana)

n n n Supply Chain Mgt. (Uvod) Supply Chain Process Improvement Supply Chain Information Systems Supply Chain Facilities & Networks Supply Chain Performance Measurement UKUPNO: 445$ 1. 345$ 5. 625$ (1 dan) (3 dana)

IZOBRAZBA-TRENING PRIPREMLJENI ZA JESEN 2009. GODINE

1. UVODNI SEMINAR: 6 trajanje 1 dan 1. predavanje ŠEST SIGMA: ŠTO, ZAŠTO, KAKO n n počela 6 strategije struktura strategije koristi, metode, teškoće metrika DPMO 2. predavanje METODE I TEHNIKE ŠEST SIGMA STRATEGIJE n n n upravljanje kvalitetom Pareto razdioba, dijagram “uzorak-posljedica” TQM, QFD, FMEA, DFSS

3. predavanje UPRAVLJANJE PROJEKTIMA ŠEST SIGMA n n n metode i tehnike upravljanja projektima: gantogrami, PERT, CPM programska podrška upravljanja projektima informacijski sustav ŠEST SIGMA projekata i sustav informiranja o projektima 4. predavanje LEAN ŠEST SIGMA n n n struktura princip 4/50 “dobra praksa” u realizaciji ŠEST SIGMA projekata

2. IZOBRAZBA – TRENINZI ZA SUDIONIKE U REALIZACIJI 6 STRATEGIJE STUPANJ: ZELENI POJAS n n n ZP 1 (5 dana) osnove statistike mjerenja (teorija, tehnika) sustavi kontrole kvalitete SPC – kontrolne karte programska podrška za 6 n n STATISTICA, MINITAB, STATGRAPHICS, MS EXCEL, . . . n n ZP 2 (5 dana) 6 – osnove (1 dan) Metode i tehnike n n izbor problema (prioritizacija) blok-dijagrami procesa dijagrami uzrok-posljedica stablo grešaka

STUPANJ: CRNI POJAS n CP 1 (5 dana) statističke metode n n n teorija uzoraka nepristrane i intervalne procjene, hipoteze analiza varijance korelacijska i regresijska analiza osnove DOE FMEA, QFD, DFSS n n n CP 2 (5 dana) studij rada i vremena “Lean” proizvodnja upravljanje promjenama upravljanje logističkim lancima metode optimiranja: LP, NP, DP simulacijsko modeliranje

DODATNA IZOBRAZBA – TRENING (ovisno o potrebama i u dogovoru s polaznicima n n n n DOE – posebna poglavlja proizvodni menadžment mjerna nesigurnost (GUM, Monte Carlo metoda) posebna poglavlja upravljanja kvalitetom održavanje tehničkih sustava teorija pouzdanosti mikroekonomika Trajanje: 1 – 2 dana

STATISTIKA I UPRAVLJANJE KVALITETOM I 1. Uvod: • značaj statistike u upravljanju poduzećem • kontrola i upravljanje kvalitetom • statistička kontrola kvalitete – stanje i trendovi • osiguranje kvalitete, TQM, nizovi standarda ISO 9001, ISO 14001, ISO 18000, … • 2 sata ostali sustavi osiguranja kvalitete 2. Prikazivanje statističkih podataka (deskriptivna statistika): • tablice i grafikoni učestalosti • vrste varijabli: diskretne i kontinuirane varijable • mjerne skale: nominalne, omjerne, intervalne • “box-whisker” i “stem-leaf” prikaz 2 sata

3. Osnove teorije vjerojatnosti: 4 sata • klasična i aksiomatska izgradnja teorije vjerojatnosti • slučajni događaj, vjerojatnost sl. događaja • teoremi o zbrajanju i množenju vjerojatnosti sl. događaja • uvjetna vjerojatnost • kombinatorika: permutacije, varijacije, kombinacije 4. Statistički skup: 4 sata • parametri st. skupa (ar. sredina, varijanca, standardno i apsolutno, odstupanje mod. medijan, raspon, interkvartilni raspon, koeficijenti asimetrije i spljoštenosti)

5. Osnovni teorijski modeli (razdiobe): 6 sati • za diskretne varijable: Binomna, Poisson-ova, hipergeometrijska, … • za kontinuirane varijable: Normalna, uniformna, Weibullova, logaritamsko normalna, … 6. Osnove teorije uzoraka: • pojam slučajnog uzorka • razdioba ar. sredina uzorka • nepristrane i intervalne procjene • testiranje statističkih hipoteza • osnovni primjeri testiranja st. hipoteza • Studentova – t razdioba, Gama razdioba, F razdioba 8 sati

7. Statističke metode kontrole kvalitete: 6 sati • osnovne značajke statističke kontrole kvalitete • kontrolne karte: “x-potez R” karta, p-karta, np-karta, c-karta, u-karta, CUSUM karta • sposobnost procesa: Cp i Cpk koeficijenti (indeksi) • dijagram “uzrok – posljedica” • funkcija gubitka i Taguchi-ev pristup • ponovljivost, obnovljivost i stabilnost procesa mjerenja • mjerna nesigurnost 8. Prikaz SW paketa za statističku obradu podataka 3 sata UKUPNO 35 sati

STATISTIKA I UPRAVLJANJE KVALITETOM II 1. Uvod: • Značaj uporabe statističkih metoda pri upravljanju kvalitetom. • 2 sata Optimiranje procesa i planiranje pokusa. 2. Analiza varijance 4 sata • teorijske osnove analize varijance • terminologija: slučajni, kontrolirani i istraživani čimbenici procesa, greška pokusa • Pokusi za smanjenje pogreške: potpuno slučajni raspored, slučajni blok – sustav, latinski kvadrat, kvadrati s više abeceda.

3. Faktorski pokusi 8 sati • osnovne definicije i principi; prednost FPP u odnosu na ostale • pokusi na 2 razine: slučajni i mješoviti model • pokusi tipa 2 k i 3 k • Yates-ov algoritam za pokuse 2 k i 3 k 4. Djelomični faktorski pokusi • združivanje efekata (confounding) • frakcioniranje pokusa: pokusi tipa 2 k-p • pojam i značaj “aliasa” • pokusi tipa 3 k-p 5 sati

5. Pokusi sa gnijezdima (nested, hierarchical) sa 2 faze 4 sata • osnovni termini, uporaba pokusa • statistička analiza hijerarhijskih pokusa • poopćenje, hijerarhijski pokusi sa n faza 6. Korelacijska i regresijska analiza 6 sati • uvod i osnovni termini • koeficijent i indeks korelacije • jednostruka regresija (linearna i nelinearna) • koeficijent determinacije • procjene parametara i regresije i testiranje značajnosti • višestruka regresija i korelacija • neki problemi regresije (multikolinearnost, ekstrapolacije, procjenljivost).

7. Neparametarske metode stat. analize 4 sata • test predznaka (sign test) • Wilcoxon-ov test predznaka rangova • Wilcoxon-ov test parova • Main – Whitny – Wilcoxon test za sume rangova • Test slučajnosti nizova • Kalmogorov – Smirnov test (za jedan i dva uzroka). • Ostale neparametarske metode 8. Prikaz SW paketa 2 sata UKUPNO 35 sati

STATISTIČKI SOFTVER, WORKSHOP 1 1. Uvod: značaj i teškoće uporabe SW paketa pri statističkoj obradi podataka 1 sat 2. Stanje i trendovi u razvoju stat. SW-a 1 sat 3. Prikaz dostupnih softverskih paketa: 5 sati • STATGRAPHICS • SPSS • STATISTICA • SAS • MINITAB 4. Obrada statističkih nizova, osnovni parametri 4 sata

5. Prilagođavanje teorijskih razdioba empiričkim podacima, testiranje dobrote prilagođavanja 8 sati • c 2 -test i test Kolmogorov-Smirnov • Anderson-Darling test normalnosti • papiri vjerojatnosti pojedinih razdioba 6. Razdioba aritmetičke sredine uzorka 4 sata • intervalne procjene, nepristrane procijene • statističke hipoteze (testiranja) 7. Statističke karte, sposobnost procesa, indeksi sposobnosti procesa sati 7 • ponovljivost i obnovljivost mjerenja UKUPNO 30 sati Opaska: Vježbe (trening) zahtijevaju računalnu opremu, obzirom da je riječ o “handson” načinu rada i pretpostavljaju poznavanje MS Windowsa i MS Office paketa

STATISTIČKI SOFTVER, WORKSHOP 2 1. Uvod: Značaj i teškoće uporabe SW paketa pri statističkoj obradi podataka 2 sata 2. Stanje i trendovi u razvoju stat. SW-a 2 sata 3. Prikaz dostupnih softverskih paketa: 6 sati • STATGRAPHICS • SPSS • STATISTICA • SAS • DESIGN-EASY • DESIGN-EXPERT 4. Pokusi sa smjesama 4 sata

5. Optimiranje tehnoloških procesa uporabom planiranih pokusa (DOE) i metoda “odzivne površine” 4 sata 6. Plackett-Burmanovi i Taguchijevi pokusi, do uključivo 31 čimbenika 2 sata 7. Primjeri, vježbe, samostalni rad 2 sata UKUPNO 22 sata Opaska: Vježbe (trening) zahtijevaju računalnu opremu, obzirom da je riječ o “handson” načinu rada i pretpostavljaju poznavanje MS Windowsa i MS Office paketa

Literatura, izvori: n www. iienet. org n www. quimacros. com n n Breyfogle, F. W. III; Implementing Six Sigma: Smarter Solutions Using Statistical Methods, John Wily & Sons, New York, 1999. Pyzdek, T. ; Six Sigma Handbook, Revised and Expanded Ed. , Mc Grraw Hill, New York, 2003.

Zaključak, diskusija. . .