Kontrola jakości produkcji – przewodnik

Pojedynczy problem z jakością może skutkować niezadowoleniem klientów, kosztownymi zwrotami i utratą relacji, na które firma pracowała latami. Dla producentów współpracujących z niewielką ilością odbiorców stawka jest szczególnie wysoka. Producenci zazwyczaj przeprowadzają kontrolę jakości na kilku etapach. Niektórzy zaczynają proces kontroli od sprawdzenia materiałów od dostawców, inni koncentrują się na kluczowych etapach produkcji, a większość przeprowadza kontrolę towaru przed wysyłką.  Oto zestaw wskazówek jak uniknąć problemów z jakością, bez nadmiernego nadwyrężania budżetu.

Metody kontroli jakości

Istnieje wiele sposobów podejścia do kontroli jakości. To, jakie podejście w danej sytuacji najlepiej się sprawdzi, zależy od profilu produkcji, budżetu zakładu czy akceptowalnego poziomu ryzyka. Oto kilka podstawowych metod kontroli jakości stosowanych w produkcji.

Statystyczna kontrola procesu

Statystyczna kontrola procesu, czy inaczej statyczne sterowanie procesem (SPC – Statistical Process Control), to w wielu zakładach podstawowe narzędzie kontroli jakości produkcji. Odbywa się ona na zasadzie wyznaczenia i monitorowania parametrów wpływających na jakość artykułu. Przykładem na to może być kontrola temperatury podczas produkcji kauczuku czy wypieku chleba. Gdy przez pewien czas temperatura przekroczy określone wartości to wiemy, że produkt będzie wadliwy. Metoda pozwala zatem zmienić podejście do kontroli jakości z reaktywnej na aktywną. Dzięki SPC ewentualne problemy można wychwycić już w trakcie wytwarzania, a nie dopiero podczas inspekcji produktów gotowych. Znacząco pozwala to ograniczyć straty produkcyjne.

Metoda ta, oprócz monitorowania czynników mających wpływ na jakość towaru, pozwala ustalić optymalne warunki dla poszczególnych procesów i konfigurację maszyn. Cecha ta jest szczególnie ważna przy rozpoczynaniu pracy z nowym artykułem, w produkcji prototypowej i pilotażowej.

Oferowana dzięki SPC zdolność analizowania i ulepszania procesu produkcji, wpisuje się w ideę ciągłego doskonalenia zakładu (kaizen). Ważnym wydarzeniem w rozwoju statystycznej kontroli procesu było upowszechnienie systemów automatyki przemysłowej. Dzięki nim metoda SPC stanowi narzędzie, pomagające skutecznie zarządzać produkcją w czasie rzeczywistym.

Metoda kontroli 100%

To technika kontroli jakości polegająca na sprawdzeniu każdej pojedynczej jednostki lub produktu w partii w celu upewnienia się, że spełnia ona określone standardy i wymagania jakościowe. Jest to metoda bardzo dokładna, ale jednocześnie czasochłonna i kosztowna. Stosowana jest głównie przy produkcji jednostkowej lub w przypadku weryfikacji małej liczby wyrobów, a także gdy istnieje wysokie ryzyko wystąpienia wad.

Kluczowe cechy metody kontroli 100%:

Kompleksowość: Weryfikacji poddany jest każdy produkt, a nie tylko próbka.

Dokładność: Pozwala to na wykrycie wszystkich wadliwych jednostek, co zwiększa gwarancję jakości końcowego produktu.

Zastosowanie: Metoda zalecana jest przy produkcji jednostkowej, w małych seriach lub przy produktach o wysokiej wartości.

Do wad metody kontroli 100% należą:

Wysokie koszty: Zarówno pod kątem finansowym, jak i czasowym, związanym z pracą kontrolerów i testerów.

Ryzyko błędu ludzkiego: Mimo dokładności metody, pracownik może pominąć wadliwy produkt, co prowadzi do konieczności ponownej kontroli.

Kontrola pierwszego artykułu (FAI)

FAI (First Article Inspection – FAI) to proces weryfikacji jakości, który polega na dokładnym zbadaniu pierwszej wyprodukowanej części lub komponentu. Ma na celu sprawdzenie czy spełnione są wszystkie wymagania projektowe, specyfikacje klienta i standardy jakości, zanim rozpocznie się produkcja seryjna. Proces ten obejmuje szczegółowe pomiary, oceny materiałowe i wykończeniowe, a ustalenia dokumentuje się w ustrukturyzowanym raporcie.

Kluczowe cele FAI:

Weryfikacja zgodności: Upewnienie się, że pierwsza sztuka jest zgodna z rysunkami technicznymi i specyfikacjami.

Walidacja procesu produkcji: Pozwala na sprawdzenie czy proces produkcyjny został poprawnie skonfigurowany.

Minimalizacja ryzyka: Zapobiega wytworzeniu wadliwych partii produkcyjnych, co redukuje koszty i eliminuje problemy związane z wysyłką wadliwych towarów do klienta.

Zapewnienie jakości: Ustalenie punktu odniesienia dla jakości i spójności produkcji seryjnej.

Kiedy przeprowadza się kontrolę FAI:

• Przy produkcji nowego artykułu;
• Przy zmianie specyfikacji technicznej lub sposobu produkcji istniejącej części;
• Przy wprowadzeniu zmiany w procesie produkcyjnym.

Listy kontrolne

Lista kontrolna definiuje i podkreśla kluczowe wymagania produktu. Pozwala upewnić się, że dany produkt został zbudowany zgodnie z przeznaczeniem. Producenci często stosują wiele różnych list kontrolnych na poszczególnych etapach produkcji. Pomaga to zidentyfikować niezgodności jak najbliżej miejsca ich wystąpienia, co zapobiega przepływowi wadliwego towaru w dół łańcucha dostaw.

Korzystając z list kontrolnych, producenci mogą określić konkretne kryteria, które powinna spełniać pojedyncza część lub ostateczny produkt. Pracownik może porównać te specyfikacje z produktem, a jeśli element nie mieści się w standardowych normach, usunąć go z procesu produkcyjnego.

Chociaż metoda wydaje się prosta, pomaga skutecznie zapobiegać przemieszczaniu się wadliwych towarów przez zakład produkcyjny, a ostatecznie trafianiu w ręce konsumentów.

Listy kontrolne mogą stanowić podstawę strategii zarządzania jakością w zakładzie produkcyjnym. Dla pracowników stanowią punkt odniesienia przy weryfikacji cech komponentów i wyrobów gotowych. Dzięki ich wdrożeniu zakład może osiągnąć następujące cele:

Spełnienie określonych standardów jakości – listy kontrolne pomagają zapewnić, że produkty są wytwarzane w granicach określonych tolerancji, spełniają przyjęte standardy i nie mają defektów. Listy kontrolne umożliwiają wprowadzenie metod zarządzania jakością takich jak Lean management czy Six Sigma.

Poprawa współpracy z dostawcami – producenci starają się pozyskiwać od dostawców materiały na tyle wysokiej jakości, aby mieć pewność, że produkt końcowy spełnia oczekiwania konsumentów. W związku z tym producenci wyznaczają swoim dostawcom określone standardy jakości. Jeśli materiał nie spełnia oczekiwań, dzięki listom kontrolnym można łatwo zidentyfikować źródło wady. Pomaga to wspólnie z dostawcami rozwiązać ewentualne problemy materiałowe.

Zapobieganie błędom ludzkim i minimalizacja strat produkcyjnych – dzięki listom kontrolnym operatorzy mogą łatwiej i szybciej identyfikować wady. Zapobiega to ich negatywnym wpływom na kolejne etapy procesu produkcyjnego. Zapobiega to marnotrawstwu materiałów i mediów, co przekłada się na ogólną wydajność procesu produkcyjnego.

Poprawa satysfakcji klientów – zakłady produkcyjne wdrażają listy kontrolne, aby zapewnić klientom produkty spełniające lub przekraczające ich oczekiwania. Pomoc jakiej udzielają inspektorom kontroli jakości i innym pracownikom zmniejsza ryzyko wysyłania do klientów produktów o nieakceptowalnej jakości. Satysfakcja z jakości zwiększa lojalność klientów, a co za tym idzie częstotliwość i wartość zakupów.

Ciągłe doskonalenie procesu produkcji – korzystając z list kontrolnych operatorzy są w stanie identyfikować błędy w czasie rzeczywistym. Przekłada się to na szybsze zrozumienie ich przyczyn i sprawniejsze działania naprawcze. Proces ten pozwala zapobiec występowaniu podobnych problemów w przyszłości.

Zasady Lean i Six Sigma

Six sigma to powszechnie stosowana metoda zarządzania jakością i jeden z filarów lean management. Stosowanie koncepcji six sigma w zakładzie produkcyjnym, oznacza dążenie do ograniczenia liczby defektów w wytwarzanych artykułach, do poziomu 3,4 na milion egzemplarzy. Realizacja założeń six sigma w praktyce, jest próbą osiągnięcia lepszej jakości towaru, poprzez systematyczne gromadzenie i analizowanie informacji o procesie produkcyjnym, a także stałą kontrolę nad jego przebiegiem.

Spełnienie założeń six sigma odbywa poprzez optymalizację procesów według cyklu DMAIC, który obejmuje następujące etapy:

Define (definiuj) – ustalenie krytycznych cech jakości produktu z punktu widzenia klientów, a także określenie, które parametry produkcji i w jaki sposób wpływają na jakość. Na tym etapie powstaje karta projektu, precyzująca jaki proces będzie podlegał usprawnieniu, a także do jakich mierzalnych celów się dąży. Do określonych w karcie projektu celów może należeć np. wzrost wartości sigma lub ograniczenie kosztów.

Measure (mierz) – śledzenie wytypowanych w poprzednim kroku parametrów produkcji przy użyciu systemu pomiarowego

Analyze (analizuj) – porównywanie wyników pomiarów z przyjętymi wcześniej założeniami, poszukiwanie związków przyczynowych i powodów odchyleń od normy. Dzięki analizom możliwe jest zidentyfikowanie źródeł problemów.

Improve (doskonal) – decydujemy jakie zmiany w procesie produkcyjnym należy wprowadzić, aby uzyskać określone rezultaty w zakresie jakości. Do udoskonalenia można wykorzystać inne metody z obszaru lean management, takie jak Poka Yoke, czyli zorganizowanie pracy w taki sposób, aby maksymalnie ograniczyć ryzyko popełnienia błędu.

Control (kontroluj) – monitorowanie poziomu jakości i związanych z nią parametrów produkcji, weryfikacja rezultatów fazy udoskonalenia. W fazie kontroli wykorzystuje się te same narzędzia pomiaru, co na etapie mierzenia. W celu weryfikacji, czy realizacja produkcji odbywa się zgodnie z założeniami, stosuje się techniki statystycznej kontroli procesu (SPC). Polega ona na porównywaniu parametrów produkcji z wyznaczoną dla nich tolerancją odchyleń (wykres Shewharta). Jednym z rozwiązań, które można zastosować w celu skutecznej implementacji modelu DMAIC, są systemy realizacji produkcji MES (Manufacturing Execution System).

Metoda FMEA (Failure Modes and Effects Analysis)

FMEA zakłada ciągłe doskonalenie procesu produkcji poprzez poddawanie go kolejnym analizom, a następnie, na podstawie uzyskanych wyników, wprowadzanie nowych usprawnień i rozwiązań. Metoda FMEA znajduje zastosowanie zarówno w produkcji masowej jak i jednostkowej. Stosuje się ją najczęściej w początkowej fazie projektowania procesów technologicznych. Powszechnie korzysta się z niej również przy produkcji seryjnej, gdzie pomaga doskonalić procesy, które są niestabilne, lub nie osiągają zakładanej wydajności.

Metoda przewiduje szeregowanie możliwych wad według tego, jak poważne są ich konsekwencje, jak często występują i jak łatwo można je wykryć. Celem FMEA jest podejmowanie działań mających na celu eliminację lub ograniczenie uchybień, zaczynając od tych o najwyższym priorytecie.

Kiedy stosować metodę FMEA?

• Kiedy proces, produkt lub usługa są projektowane lub przeprojektowywane;
• Przed opracowaniem planów kontroli jakości dla nowego lub zmodyfikowanego procesu,
• Kiedy planuje się cele udoskonalenia istniejącego procesu, produktu lub usługi;
• Podczas analizowania źródeł uchybień istniejącego procesu, produktu lub istniejącej usługi;
• Okresowo, przez cały cykl życia procesu, produktu lub usługi.

Z jakich kroków składa się metoda FMEA?

Procedura FMEA może się nieco różnić w zależności od typu organizacji i branży. W ogólnym zarysie składa się ona z następujących kroków:

• Budowa interdyscyplinarnego zespołu o zróżnicowanej wiedzy na temat procesu, produktu i potrzeb klienta. Często spotykane w nim specjalizacje to: projektowanie, produkcja, jakość (testowanie), utrzymanie ruchu, zakupy, sprzedaż, marketing i obsługa klienta;
• Określenie zakresu FMEA w formie tabeli;
• Ustalenie wszystkich możliwych sposobów wystąpienia wady. Dla każdego jej typu należy zidentyfikować wszystkie możliwe konsekwencje dla systemu, procesu, produktu, usługi, klienta lub przepisów;
• Wyznaczenie skali określającej jak poważny jest defekt. Ocena ta jest zwykle ujęta w skali od 1 do 10, gdzie 1 oznacza defekt nieistotny, a 10 katastrofalny. Jeśli defekt ma więcej niż jeden skutek, w tabeli FMEA należy uwzględnić tylko ten najbardziej dotkliwy;
• Określenie wszystkich potencjalnych przyczyn źródłowych dla wszystkich typów defektów;
• Ocena prawdopodobieństwa wystąpienia wady w skali od 1 do 10, gdzie 1 oznacza skrajnie mało prawdopodobne, a 10 nieuniknione;
• Przypisanie rodzaju kontroli dla każdego typu wady. Są to testy, procedury lub mechanizmy, które obecnie są dostępne w danym zakładzie. Kontrole mogą zapobiec wystąpieniu przyczyny, zmniejszyć prawdopodobieństwo jej wystąpienia lub wykryć wadę, zanim produkt trafi do klienta;
• Określenie prawdopodobieństwa wykrycia wady w procesie kontroli jakości;
• Obliczenie priorytetu ryzyka (RPN), który jest wypadkową wagi defektu, prawdopodobieństwa wystąpienia i prawdopodobieństwa wykrycia;
• Wyznaczenie zalecanych działań. Mogą one obejmować zmiany w projekcie lub procesie, które prowadzą do obniżenia wagi defektu lub częstotliwości występowania, czy też dodatkowe kontrole mogące podnieść wykrywalność.

Metoda 8D (eight disciplines)

Celem metodologii 8D jest identyfikacja i eliminowanie powtarzających się problemów jakościowych. Dzięki temu jest ona przydatna dla ciągłego doskonalenia produktów i procesów. Ideą 8D jest stałe działania naprawcze oparte o statystyczną analizę problemu. Metoda koncentruje się na źródle problemu, określając jego pierwotną przyczynę. Jak sama nazwa wskazuje, metoda 8D składa się z ośmiu etapów, często jednak jest rozszerzana o krok 0 – planowanie rozwiązania problemu i warunki wstępne.

Z jakich kroków składa się metoda 8D?

• Zorganizowanie zespołu fachowców odpowiedzialnych za naprawnienie zaistniałych wad;
• Precyzyjne opisanie problemu i określenie sposobu jego naprawy;
• Zapobieganie dalszej eskalacji zaistniałego problemu;
• Identyfikacja źródła defektu;
• Opracowanie alternatywnych rozwiązań usunięcia problemu;
• Weryfikacja akcji korekcyjnej – analiza skuteczności działań poprzez badania laboratoryjne, analizy statystyczne, wyniki testów;
• Zaplanowanie działań zapobiegawczych, mających na celu eliminację ryzyka powtórzenia się problemu;
• Sporządzenie raportu podsumowującego skuteczność wprowadzonych zmian zapobiegawczych.

W ramach procedury 8D warto przeprowadzać cykliczne kontrole skuteczności, tak aby upewnić się, że pierwotne źródło problemu zostało trwale wyeliminowane.

Dobre praktyki w kontroli jakości

Oto kilka uniwersalnych wskazówek, którymi warto kierować się podczas organizacji procesu kontroli jakości w zakładzie produkcyjnym:

1. Skoncentruj się najpierw na kluczowych cechach jakości. Śledzenie wszystkiego naraz jest praktycznie niemożliwe i wysoce nieefektywne. Znajdź najważniejsze problemy, skup się na nich, a następnie wybierz kilka kolejnych, nad którymi będziesz pracować.
2. Wprowadź nawyki jakościowe do codziennych działań. Ucz operatorów rozpoznawania problemów z jakością. Nie oczekuj, że będą intuicyjnie wiedzieć, czego mają szukać. Spraw, aby wyszukiwanie konkretnych problemów jakościowych stało się dla personelu rutyną.
3. Niech jakość będzie wspólną odpowiedzialnością. Zaangażuj personel produkcyjny w podejmowanie decyzji dotyczących jakości. Większość producentów dysponuje wyodrębnionym działem kontroli jakości. Nie oczekuj jednak, że będą oni wszędzie jednocześnie. Twój zespół produkcyjny powinien wiedzieć na co zwracać uwagę i być w stanie natychmiast poinformować dział kontroli jakości o wystąpieniu problemów.
4. Stwórz pętle sprzężenia zwrotnego między zmianami i działami. Ustal jasne oczekiwania jakościowe i opracuj sposób na efektywną komunikację między działami i zmianami. Istotne informacje z jednej zmiany, muszą dotrzeć do kolejnej. Wymiana informacji może to obejmować sesję podsumowującą między zmianami lub cyklami produkcyjnymi, tak aby wszyscy pracownicy wiedzieli na co zwracać uwagę.
5. Zachowaj równowagę między dokładnością a wydajnością. Wybierz odpowiednie poziomy kontroli jakości dla różnych produktów. Nie wszystko ma krytyczne znaczenie. Stosuj podejście oparte na ryzyku, aby skoncentrować wysiłki na najważniejszych obszarach. Zarządzanie kosztami jakości, bez obniżania standardów, jest ważne dla spełnienia oczekiwań klientów, utrzymania zakładanej marży i ochrony reputacji marki.
6. Propaguj wiedzę. Dziel się dotychczasowymi doświadczeniami z zakresu jakości w z pracownikami w całej organizacji. Buduj wiedzę instytucjonalną na temat typowych problemów, śledząc je, rejestrując i ewentualnie tworząc instrukcję obsługi.
7. Zarządzanie jakością u dostawców.  Nie każdy problem z jakością jest Twoją winą. Ustalenie oczekiwań jakościowych z dostawcami jest kluczowe dla kontroli jakości. Nie da się stworzyć produktu wysokiej jakości, jeśli dostarczane surowce są poniżej określonego standardu. Strategie kontroli materiałów przychodzących zapewniają, że części, komponenty lub składniki są akceptowalne, zanim jeszcze opuszczą strefę odbioru.
8. Buduj partnerstwa na rzecz ciągłego doskonalenia ze wszystkimi swoimi dostawcami. Sumiennie i konsekwentnie włączaj dostawców do swojego ekosystemu kontroli jakości. Dobre praktyki wpływają na wszystkich w łańcuchu dostaw. Kiedy współpracujesz z dostawcami, aby pomóc im się doskonalić, wszyscy na tym korzystają.

Kontrola jakości z wykorzystaniem oprogramowania produkcyjnego

Funkcje kontroli jakości są jednym z najważniejszych elementów zintegrowanych systemów zarządzania produkcją (MES). Dzięki nim dane jakościowe automatycznie łączą się z numerami partii, zamówieniami i dokumentacją produkcyjną bez konieczności ręcznego wprowadzania danych.