Strumenti per studio di problemi e per efficienza e capacità di processo

La process capability (o capacità di processo), è un’analisi che consente di stimare l’allineamento tra il processo (Voice of Process) con le aspettative del cliente espresse in termini di target e di limiti di specifica (Voice of Customer).

Lo studio di capability è eseguito mediante il calcolo di alcuni indicatori chiave. Nel caso in cui si abbia a che fare con un processo stabile (verificato con una quantità di dati indipendenti tra loro), la cui variabilità è dovuta solo ed esclusivamente a cause comuni di variazione, gli indici utilizzati sono il Cp ed il Cpk.

Con processi di cui si hanno informazioni limitate tali da non poter ancora definirne la stabilità, il Cp e Cpk sono sostituiti con altri due indici detti Pp e Ppk. In questo caso non si parla di analisi della process capability (capacità di processo), ma della process performance.

CP: Come detto sopra, nel caso in cui lo studio di capacità sia  eseguito su un processo stabile ed in controllo, i due indici analizzati sono il Cp e il Cpk. Normalmente lo studio di capability viene eseguito analizzando un numero contenuto di dati (tra 30 e 50, o un particolare sottogruppo di dati). Per questo motivo si parla di studio a breve termine della capability di un processo (short term process capability study).

L’indice Cp è definito come:

dove USL ed LSL sono rispettivamente i limiti superiori ed inferiori di specifica e σ la deviazione standard del processo calcolata su un numero contenuto di dati (tra 30 e 50).  Il Cp identifica quindi il rapporto che sussiste tra la differenza dei limiti di specifica e sei volte la deviazione standard.

Il valore del Cp, capacità di processo, risulta tanto più elevato quanto minore è il valore della deviazione standard. Questo vuol dire che processi con cause comuni di variazione molto piccole hanno un elevato valore di Cp.

CPK: Il Cpk è così definito:

Il Cpk, esprime quindi la minima distanza della media del processo dai limiti di specifica normalizzato a 3 volte la deviazione standard calcolata su un numero contenuto di dati. All’aumentare di Cpk (bassa deviazione standard o media distante dai limiti di specifica) diminuiscono i casi oltre i limiti di specifica e quindi di scarto.

Normalmente obiettivi comuni del  valore di Cpk sono 1,33 o 1,67 a cui corrispondono delle distanze della media dai limiti di specifica rispettivamente di 4σ e 5σ e valori di scarto pari a 64ppm e 1ppm. Nel caso in cui il processo presentasse un unico limite di specifica, one sided specification, i valori raccomandati si riducono a 1,25 e 1,60 rispettivamente.

Pp e PPk: Quando si ha a che fare con un processo che non è in controllo statistico (es. nuovo processo) per verificare se questo soddisfa le richieste del cliente Customer CTQ, i due indici Cp e Cpk  utilizzati per lo studio di capability sono sostituiti nell’analisi dagli indici Pp e Ppk. In questo caso, poiché il processo non è in controllo statistico, non è possibile eseguire delle misure di capacità. Di conseguenza non è prevedibile il comportamento futuro del processo. Per superare questa difficoltà si osserva il comportamento passato calcolando gli indici di performance Pp e Ppk (long term analysis).

Studio di un tipico problema aziendale: corretto incollaggio dei pannelli

Un’azienda produce pannelli per “clean room” installati in ambito farmaceutico e sanitario. Il pannello  è di fatto un “sandwich” composto dalla sovrapposizione di più materiali, incollati tra loro. Negli ultimi mesi si sono verificati una serie di problemi dovuti allo scollamento dei pannelli, dopo essere stati montati presso il cantiere del cliente, anche a distanza di pochi giorni o pochi mesi.

L’azienda fornisce una garanzia di 12 mesi sulla corretta tenuta dei pannelli costruiti e montati e per questo necessita di avviare uno studio sul problema, in quanto nuove non conformità comporterebbero una serie di costi dovuti alla nuova fornitura, gratuita perché in garanzia, dei pannelli al cliente che ha segnalato lo scollamento.

L’azienda intende avviare uno studio per comprendere a quali forze cui è soggetto un pannello incollato inizia il suo processo di scollamento. Poiché vengono prodotti circa 2500 pannelli l’anno e poiché la prova da eseguire è distruttiva, considerando che la popolazione dei pannelli da prendere in considerazione è a bassa varianza (il processo è standard ed eseguito solo dal nostro reparto con gli stessi lavoratori seguendo le medesime procedure per ogni pannello) si è ritenuto opportuno valutare una numerosità di 50 campioni soggetti ad una certa forza, subito inferiore a quella che sul primo campione è risultata quella di rottura.

Raccolta dati

Il file di raccolta dati allegato ci darà prova dell’effettivo controllo del processo che inizialmente sarà fatto su 50 campioni. Il file allegato Cp-CpK Calculator sarà utilizzato per segnare al suo interno, a cura del responsabile di reparto, i dati ottenuti dal campionamento.

Esempio di carta utilizzata per il controllo della capacità di processo tramite i limiti superiore e inferiore.

Analisi dei dati

L’analisi dei dati si baserà sul grafico ottenuto che rispecchia le misure riscontrate sul campione utilizzato e ne contiene anche il limite superiore e/o inferiore di accettazione.

Il processo si intende sotto controllo quando i valori riscontrati nel campionamento si trovano all’interno di questi limiti, meglio ancora se nei pressi del valore del limite centrale.

Qualora il campionamento rilevi una attività produttiva fuori controllo dovrà aprirsi una non conformità ed indagarne la causa profonda, attraverso le tecniche di gestione come 5W, Ishikawa e le 4M.

 Modalità operative collaudo pannelli

Una volta raccolti i dati sul file Cp-Cpk Calculator si avrà la definizione del limite inferiore e del limite superiore di azione.  A seguire verranno continuamente raccolti dati sul medesimo file per comprendere l’andamento continuo delle prove di collaudo su un campione del 2% su ogni lotto, con un minimo di 1 pannello testato, nei casi di lotti produttivi di dimensioni più piccole.

capacità di processo

Scheda di raccolta dati, quelli contenuti nella colonna M andranno all’interno del calcolatore CP – CPK e si potrà anche ragionare su certe condizioni variabili (es. temperatura, grammi di colla per mq applicata, tipologia collante, etc.)per comprendere meglio in quali condizioni mediamente  la prova di tenuta è ok oppure no

La prova di collaudo consisterà nell’applicare una forza che è inferiore al 5% a quella massima applicata nella fase di studio iniziale e di conservare il pannello così testato, come controprova.

Il capo reparto continuerà a raccogliere i dati sul medesimo file Cp-Cpk Calculator al fine di verificare che i limiti iniziali impostati siano continuamente corretti nel tempo o sia necessaria una loro revisione e per verificare che il processo sia continuamente sotto controllo.

Il file sarà salvato sul server condiviso con l’apposizione, accanto ad ogni prova, del lotto che è stato soggetto alla prova stessa o alle prove, nel caso di lotti più grandi.

Il collaudo è positivo nel caso in cui tutti i pannelli testati superino la prova di trazione, diversamente si procederà al controllo di un campione del 5% del totale dei pannelli prodotti per quel lotto e se almeno uno risulta non conforme, si respingerà il lotto in toto.

 Conservazione dei pannelli soggetti a collaudo

Il capo reparto conserva i pannelli soggetti a collaudo, apponendo una etichetta sullo stesso che identifica il n. di pannello di test e il lotto cui fa riferimento, all’interno di apposita area nel reparto, per un periodo di tempo pari a quello di garanzia del prodotto.  Solo successivamente al periodo della garanzia può essere smaltito.  Mediamente il periodo di garanzia offerto al Cliente  è di 12 mesi dalla data di installazione.
Il campione fungerà da controprova in caso di controversie con il Cliente e da verifica del mantenimento della garanzia, se il Cliente ha utilizzato il pannello secondo le specifiche previste dalla nostra casa costruttrice.

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13 Gennaio 2020
Res Nova

RES NOVA S.r.l. progetta e implementa un'ampia varietà di interventi di formazione in diversi settori di attività, sviluppando un'offerta rivolta alle aziende e ai loro lavoratori. Res Nova è membro fondatore della Rete di imprese Qualità 4.0

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