A process improvement of facility test efficiency with six sigma methodology in automotive industry

thumbnail.default.alt
Tarih
2020-06-15
Yazarlar
Kasnak, Aslı Beşir
Süreli Yayın başlığı
Süreli Yayın ISSN
Cilt Başlığı
Yayınevi
Institute of Science And Technology
Fen Bilimleri Enstitüsü
Özet
This paper presents a work on a Six Sigma implementation as a process improvement on facility test efficiency in an automotive sector. Aim of this work, eliminate waste times and create test efficiency with Six Sigma on a case study. Case study covers the automotive tests and defect analysis applies on these (randomly selected) tests. In the first step, randomly selected automotive tests were measured. And secondly, non-value activities and waste times were determined. After that, defects were identified, and potential solutions were applied with six sigma methodologies via DMAIC (Define-Measure-Analyze-Improve-Control) and root cause techniques (Fishbone diagrams, flow chart analysis, pareto analysis, SIPOC matrices). The implementation of potential solutions had resulted as with aimed improvement. Facility Test Efficiency Improvement case study arise from high rates of variations on durations of automotive tests. Users of this system (internal and external all customers) says that durations and its variation shall be decreased. These durations and variations cause the cost of poor quality as higher testing costs and wasting times, lower efficiency. Therefore, problem statement, scope and goal are determined as facility tests duration shall be decreased by optimizing change on processes with Six Sigma methodology. In this case study, firstly define wastes and variations as measurements. Therefore, 22 tests are chosen and measured. Historic data also shows similar results. Data divided into two groups for better analysis. 1st phase covers the preparing test steps, 2nd phase covers the test steps. Voice of the customer: Test durations (1st phase and 2nd phase) takes too much time. The duration variates depending on the issues arisen. This duration and its variation shall be decreased. CTQ Statement (Critical to Quality): Testing shall be no more than 100mins for all test processes. Defect Definition for Y (Objective Metric): 1st phase and 2nd phase of tests durations Cost of Poor Quality: Poor process quality causes higher testing cost. Due to longer test durations. Unable to fully support programs with efficiency. Problem Statement, Scope, And Goal: Tests duration shall be decreased by optimizing change on 1st phase and 2nd phase. In summary, with our six-sigma process improvement project, test times have been reduced from 479 minutes to 180 minutes. This indicates an improvement of approximately 82%. With this result, the test times have been shortened, thus there has been no cost decrease in hourly prices paid to the test center. At the same time, engineering hours were reduced, and more efficient hours were obtained. Thanks to the planned clocks, productivity has been significantly increased for both the firm and the test center, and the loss of motivation due to the complexity of the process has also been prevented. The project was closed with an achievement above the optimal level in terms of time, cost and motivation, and the same processes are continuing with the established processes.
"Otomotiv Endüstrisinde Altı Sigma Metodolojisi İle Test Merkezi Test Verimliliğinin Süreç İyileştirmesi" tezi bir süreç iyileştirme projesidir. Türkiye'nin lider otomotiv firmalarından birinde örnek olay üzerinden gerçek veriler üzerinden gerçekleştirilmiştir. Bu çalışmanın verileri araç testlerinin yapıldığı ve ilgili firma lokasyonundan ve kendilerinden bağımsız bir firmada ve saatlik ücret ödenerek yapılan test merkezinde toplanmıştır. Bu çalışmanın çıkış noktası otomotiv firmasının son zamanlarda artan test maliyetleri, verimsiz mühendislik saatleri ve edinilen başarısız test sayılarının artması olmuştur. Test süreçlerinde gerçekleşen bu verimsizlik dikkat çekici bir düzeye ulaştığı için süreci anlama ve iyileştirme çalışması başlatılmıştır. Süreç iyileştirme projesinde sürecin net şekilde analiz edilebilmesi ve somut şekilde aksiyonlar alınıp sürecin iyileştirilmesi hedeflenmektedir. Altı sigma metodolojisi projenin en başında, projenin beklentilerine en uygun çıktıları matematiksel ve istatiksel metodlarla verebileceği saptandığı için seçilmiştir. Yapılan iyileştirmenin maliyet anlamında ciddi çıktılar sunması beklenildiği için sezgisel değil matematiksel yöntemlerle ilerlenmesi kararlaştırılmıştır.Altı sigma metodolojisi geniş seçenekler sunmaktadır ancak süreç yönetimi ve veri setlerinin özelliklerine uygun olarak DMAIC metodolojisi yol haritası olarak seçilmiştir. Proje başlangıcında ilk durumunun net şekilde anlaşılması için ön çalışmalar yapılmıştır. Öncelikle ele alınan sürecin bir haritası çıkarılmıştır, bununla paralel olarak proje ve süreç paydaşlarının yani iç ve dış müşterilerin beklentilerini anlamak üzere de veri toplama aksiyonları alınmıştır. Bu noktada projenin başlangıç safhasında müşteri beklentileri analiz edilerek, ana süreç resmedilmiştir. Müşteri beklentisi çok fazla süren test sürelerinin kısaltılmasıydı. Her testin farklı sürelere sahip olabildiğini, standart bir süre olmadığını yani vasyasyonun çok yüksek olduğunu belirtmiştir. Süreç haritalanırken de daha spesifik çalışabilmek adına süreç 3 ana bölüme ayrılmıştır : Teste hazırlık sürecini kapsayan 1.adım, test alanına varıştan testin başlangıç süresine kadar olan süreyi ifade eden 2.adım ve son olarak testin gerçekleşmesi ve sonuçlanmasıyla tamamlanan 3. adım tanımlanmıştır. 3.adım bilgisayar ve tanımlı test prosedürleri üzerinden işlediğinden dolayı hataya ve müdaheleye açık olmadığı için bu süreç projenin hedef kapsamı içine dahil edilmemiştir. Bu aşamadan sonra yapılan balık kılçığı diyagramı ile kök neden analizi yapılırken beş ana etmen olan yönetim, metodlar, malzemeler, insanlar ve sistem üzerinden problemler tanımlanmıştır. Balık kılçığı ile de sürecin 1. Ve 2. Adımları sayılan 5 ana etmen ile varyasyona uğramaktadır. Tüm bu bilgilerin ışığında, proje kapsamı test süreçlerinin 1. ve 2. adımlarında saptanacak aksiyonlarla iyileştirmeyi sağlamak olarak belirlenmiştir. Mevcut durum ölçümleri, bir test süresinin (1. ve 2. Adımların toplamı) ortalama olarak 7 saati geçen zaman dilimlerine tekabül ettiğini, ancak olması gerekenin ise 2-3 saat (1. ve 2. Adımların toplamı) olduğu belirlenmiştir. Pareto analizi yapabilmek için süreç adımları Y1 (1.adım fonksiyonu) ve Y2 (2.adım fonksiyonu) olmak üzere gruplanmıştır. 1. adım fonksiyonu için süreç adımları olan haftalık test planlaması (X1.1) ve planlama toplantılarının düzeni (X1.2) tanımlanmıştır. 2. Adım fonksiyonu için ise 11 farklı adım tanımlanmıştır. Test alanı girişi (X2.1), giriş kartının alınması (X2.2), test alanına varış (X2.3), teknisyenlerin aranması (X2.4), test aracının test alanına girmesi (X2.5), test aracının test alanı ile bağlantısının sağlanması (X2.6), araca bilgisayar ile bağlanılması (X2.7), enstrümantasyon modüllerinin bağlanması (X2.8), test kalibrasyonun yapılması (X2.9),test kontrol odası ile testin başlayabilmesi için görüşülmesi,onay alınması (X2.10) ve testin başlaması (X2.11) adımları fonksiyona uygun şekilde tanımlanmıştır. Pareto analizinde bu adımlar ve sürelerinin varyasyon frekansları çalışılmıştır. Pareto'nun 80/20 kuralına uygun olarak hedefimize en hızlı ve doğru şekilde ulaşabilmek için hedef önceliklendirmesi yaptık. Bu analizde Y1 fonksiyonunun 2 alt adımı yüksek orana sahip olmuştur. Y2 fonksiyonuna ait aksiyonları da sıralayabilmek adına yalnızca onun alt adımlarını içeren bir Pareto analizi daha çalışımıştır ve bu analiz sonucunda da hedef aksiyonlar belirlenmiştir. Pareto analizi sonucu olarak hedef alt süreçler en etkilisinden en az etkilisine doğru X1.1,X1.2, X2.11, X2.9, X2.2, X2.5, X2.6, X2.10, X2.7, X2.4,X2.8,X2.1 ve X2.3 şeklinde sıralanmıştır. Analizlerin ardından toplanan geçmiş veri seti ve örnek veri setleri her 2 adım için de biraraya getirilmiştir. Hedefler net olarak tablolaştırılıp, toplanan veri setlerinin istatistiksel kontrollerine geçilmiştir. Projenin bundan sonraki aşamalarında MINITAB istatiksel analiz programı kullanılmıştır. MINITAB'deki ilk aşamada toplanan verilerin tamamı sisteme giriş yapılmıştır. Hesaplamaların sağlıklı ilerleyebilmesi için tüm veriler için normallik testleri sistem üzerinde yapılmıştır. Normallik testi, elimizde veri setinin ortalama değer (mean), standard sapma ve ölçüm sayısına uygun olarak normal dağılıma sahip olup olmadığının kontrolüdür. Normallik testi için birden fazla test tipi bulunmaktadır. MINITAB üzerinde önerilen ve en başarılı, kesin sonuçlar veren Anderson-Darling testi (AD testi) kullanılmıştır. Normallik testine göre topladığımız ilk durum verileri de örnek durum verilerinin de normal olduğunu raporların "P değeri"nin 0.05'den büyük olması durumuyla edinmiş olduk. Verilerimiz normal ve diğer hesaplamalar için uygundur sonucunu çıkartabildik. Normallik testlerinden sonra ilk durum verilerinin ve örnek olay verilerinin birbirinden farklı olmadığının da kontrolünü "Eşit varyanslar testi" ni MINITAB üzerinden yaparak test ettik. Hem 1. adım hem de 2. adım için ilk durum verileri ve örnek olay verileri karşılaştırılmış olup, her biri için testlerin benzer varyasnlara ait olduğu ortaya çıkmıştır. Karşılaştırılan verilerin birbirleri ile örtüşmemesi durumunda bu testin negatif olduğu yorumlanacaktı ancak bizim testlerimiz pozitif olarak sonuç vermiştir. İstatiksel kontrol süreçlerin verilerin normalliği ve birbiri ile örtüşür durumda olması durumlarından sonra ise süreç yeterlilik testleri gerçekleştirilmiştir. Süreç yeterlilik testleri Cpk sonucu çıkartan ve alınan verilerin alt ve üst limitler de belirlenerek genel konumu hakkında bilgi vermektedir. Bu testin ana ölçütü Cpk'dir. Eğer Cpk sıfırdan küçük ise sürecin yeterli olmadığı şeklinde yorumlanır. Eğer Cpk değeri sıfırdan büyük ise sürecin yeterli ve verilerin varyasyonunun az olduğu şeklinde yorum yapılabilir. Testlerimizin 1. ve 2. adımları için süreç yeterlilik testleri de MINITAB uygulaması üzerinden gerçekleştirilmiştir. Her iki adım için de gerçekleştirilen süreç yeterlilik testlerinde Cpk değeri sıfırdan küçük olarak çıkmıştır. 1. Adım süreç yeterlilik testi sonucu -0.841 olarak, 2. Adım süreç yeterlilik testi ise -0.68 olarak çıkmıştır. Bu da süreçlerimizin yeterli olmadığını bize kanıtlamaktadır. 1.adım ve 2. adım veri ölçümlerinden sonra ideal süreç haritalaması yapılmıştır.Bu süreç haritalamasında gelişim aksiyonları ile elimine edilmiş adımlar ile oluşturulmuştur. Bu süreç haritasında da ilk başta yapıldığı gibi test süreçleri üç ana adıma ayrılmıştır. Aksiyon tablosu ise optimizasyon ve gelişim aksiyon tipleri olmak üzere kategorilere ayrılmış ve 12 farklı aksiyon belirlenmiştir. Bu aksiyonlar şirket bilgi gizliliği sebebiyle açıklanamamaktadır. Fakat bu 12 aksiyonun 4 tanesi optimizasyon, geri kalan 8 tanesi ise gelişim aksiyon kategorisindedir. Bu gelişim adımlarından sonra ideal süreç haritasından da başarıyla altı sigma süreçlerinin tamamlandığı görülmektedir. Sonuçlardan emin olmabilmek için, altı sigma DMAIC metodolojisnin son adımı olan kontrol adımında da örnek ölçümler gerçekleştirilmiştir. Tezde önce ve sonrası analiz olarak yer verilen kontrol aşamasında da 1. adım ve 2. adım olarak analizler iki yapıya ayrılmıştır. Öncesi ve gelişim aksiyonları sonrası değişimi somutlandırmak için olasılıksal grafikler çalışılmıştır. Olasılık grafiklerinde önceki ve sonraki verilerin aralık olarak dağılımları, standart sapma ve ortalama(mean) değerlerine göre verilmiştir. Bu dağılım tablolarında gelişim öncesi verilerin çok daha uzun test sürelerini gösterirken, geniş varyasyon aralığında dağıldığını göstermektedir. Ancak gelişim sonrasında ise dağılım çok daha dar bir aralıkta ve benzer sonuçlarla karşımıza çıkmaktadır. İlk aşamada yaptığımız gibi "Eşit varyanslar testi" bu noktada da gerçekleştirilmiş olup, bu kez gelişimden sonra artık eski süreç verileri ile herhangi bir örtüşme olmadığı açıkça görülmüştür. Bu da süreçlerin zaman bakımından geçmiş ile kesişmeyecek kadar daraltıldığını ifade etmektedir.Kutu grafiğinde ise yine önce ve sonra verileri karşılaştırılarak ortalama değerler ve değer değişimleri kümeleri karşılaştırılmış olup aradaki kesişim olmayan tablo kanıtlanmıştır. Bir önceki bölümde 1. Ve 2. adım için ayrı ayrı yapılan bu testlerden sonra toplam süreç verisi ile süreç yeterlilik testleri gerçekleştirilmiştir. Son süreç yeterlilik testinde Cpk değerimiz 1.25 olarak edinilmiştir. Cpk değerinin sıfırdan büyük olması sürecin yeterli, sıfırdan küçük olması ise yetersiz olduğu anlamına gelmekteydi. Gelişim aksiyonlarından önce Cpk değerlerimizin hepsi sıfırdan küçük olarak alınmasına rağmen, altı sigma ile iyileştirdiğimiz bu proje ile süreçlerimizin yeterli hale geldiğini istatiksel olarak da edinmiş olduk. Özetle, altı sigma süreç iyileştirme projemizle test süreleri 479 dakikalardan 180d dakikalara indirilmiştir. Bu da yaklaşık %82'lik bir iyileşmeye işaret etmektedir. Elde edilen bu sonuç ile test süreleri kısalmış böylece test merkezine ödenen saatlik bedellerde bir maliyet düşüşü yaşanmaıştır. Aynı zamanda mühendislik saati de azaltılarak daha verimli saatler edinilmiştir. Planlı saatler sayesinde hem firma hem de test merkezi için verimlilik ciddi ölçüde arttırılmış olup, sürecin karmaşasından kaynaklı motivasyon kayıpları da önlenmiştir. Zaman, maliyet ve motivasyon açısından optimal seviyenin üzerinde bir başarı ile proje kapatlmış, şu anda da oturtulmuş süreçlerle aynı işlemler sürmektedir.
Açıklama
Thesis (M.Sc.) -- İstanbul Technical University, Institute of Science and Technology, 2020
Tez (Yüksek Lisans)-- İstanbul Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, 2020
Anahtar kelimeler
Automotive industry, Test efficiency, Otomotiv endüstrisi, Test verimliliği
Alıntı