İSTATİSTİKSEL PROSES KONTROL (SPC) NEDİR? KULLANIM ALANLARI NELERDİR?

Özellikle otomotiv sektörü başta olmak üzere, müşteri isteklerinde, iş ilanlarında ve yeni ürün devreye alma (PPAP) süreçlerinde, İstatistiksel proses kontrol ve İngilizce kısaltması olan SPC ifadelerine sürekli denk geliyoruz. Bu yazımda kısaca istatistiksel proses kontrolün ne olduğundan ve sektörde kullanılabileceği alanlardan bahsedeceğim.

Not: İstatistiksel yöntemlerin uygulanması çok detaylı konular olup, lisans ve yüksek lisans ders içeriklerinde en az birer dönem yer almaktadır. Bu yazımda, istatistiksel proses kontrol yöntemlerinden olan kontrol grafiklerine ve sektördeki kullanım alanlarına yoğunlaşacağım. Detaylı bilgi almak isteyenlerin benimle iletişime geçebileceğini hatırlatmak isterim.

 İstatistiksel Proses Kontrol (SPC) Nedir? Neden Önemlidir?

Firmalar, proseslerini takip etmek ve kontrol altında tutmak için çeşitli yöntemlere başvururlar. Bu yöntemler fiziki olabileceği gibi istatistiksel yöntemler de olabilir. Prosesimizi kontrol altında tutabilmenin en temel yolu izlemek ve problem olmadan önce önlem almaktır. Günümüzde üretim ve kalite departmanları, sürekli olarak prosesleri için ölçümler yani kontroller yapmakta ve kayıtlar tutmaktadır. Hatta bazı sektörler ve ürün gruplarında bu kontroller %100 ‘ e kadar çıkmaktadır. Proseslerimizin kalitesini ve sürekliliğini garantiye almak için, insan istihdamına ve dijital destekli otomasyon sistemlerine ihtiyaç duyulmaktadır. Bu da firmaların maliyetlerini yükseltmektedir. Aynı zamanda bu sistemlerin de hata paylarının olduğunu söylemek mümkündür. Prosesi güvence altına almak için tercih edilen bu yöntemler anlık sonuçlar vermektedir. Kontrol et, hata varsa ayıkla ve mümkünse önlem al prensibine dayanan bu yöntemleri istatistiksel yöntemlerde desteklemek gerekmektedir. Bu sayede ufak örneklemeler ile alınmış sonuçları genellemek ve prosesin ilerleyişini bu yöntemler ile modelleyerek önceden önlem almak kolaylaşacaktır.

İstatistiksel proses kontrol yöntemleri de bu noktada devreye girmektedir. İPK yöntemlerinden olan kontrol grafikleri, en temel noktada ikiye ayrılır. Bunlar nitel ve nicel kontrol grafikleridir. Sanayide en çok kullanılan grafikler, nicel grafikler yani ölçüm sonuçlarına dayalı grafikler olmaktadır.

Kontrol grafiği çeşitleri;

• X ve R kontrol grafikleri (Nicel)
• X ve S kontrol grafikleri (Nicel)
• p (kusurlu oran) grafiği (Nitel)
• np (kusurlu sayısı) grafiği (Nitel)
• U kontrol grafiği(birim başına kusur sayısı) (Nitel)
• c kontrol grafiği (örnek başına kusur sayısı) (Nitel)
• CUSUM (kümülatif toplam) kontrol grafikleri (Nitel)

Nasıl Uygulayabiliriz?

Pratik şekilde uygulama yapabilmek için, internette hazır olarak bulacağınız X-R veya X-S grafik excellerini kullanabilirsiniz. Buradaki önemli nokta; kullanacağınız exceldeki sonuçlar ile manual olarak hesapladığınız sonuçları kıyaslamaktır. Bulduğunuz dosyadaki formüller yanlış girilmiş olabilir veya zamanla dosya bozulmuş olabilir. Bu nedenle kullanmadan önce mutlaka doğrulama yapmanız gerekir. Ayrıca belirli periyotlar ile firmanızda kullandığınız formül içeren bütün excelleri doğrulamanızda yarar vardır. Yazımın sonunda örnek üzerinden kısaca anlatım yapmaya çalışacağım.

Kontrol grafiklerinin uygulaması ile ilgili internette çok çeşitli ve detaylı kaynaklar mevcuttur. Ayrıca birçok sitede kontrol grafikleri uygulaması için hazırlanmış pratik excel dosyaları yer almaktadır. Tabi ki her konuda olduğu gibi bu konuda da önemli olan nokta uygulamaktan ziyade yorumlayabilmektedir ve aksiyon alabilmektir. O nedenle uygulama detayları ile ilgili internetteki kaynaklara göz atabilir ve sonrasında tarafıma sorularınızı sorabilirsiniz.

Nerelerde Kullanılabilir?

• Seri üretimde kullanılması daha yararlıdır.

• Tolerans aralığı çok dar ve hassas proseslerde uygulanmasının daha mantıklı olacağını düşünüyorum. Bu konu ile ilgili örnek olarak, zamanında yürütülmesini üstlendiğim bir PPAP sürecinde tarafımdan istenen İPK çalışmasından bahsetmek istiyorum. Gri dökme demir bir otomotiv parçasının sertlik değeri için proses yeterlilik çalışması istenmişti. Ürünün kabul görmüş sertlik değeri toleransı ± 30 HB ‘di. Ürün seri döküm hattında sürekli aynı parametreler ile dökülüyordu ve sertlik değerlerindeki değişim maksimum ± 5 HB oynuyordu. Bu kadar toleransın geniş olduğu ve üretim hattının stabil olduğu bir parametre için İPK çalışması beklemenin ben çok mantıklı olduğunu düşünmüyorum. Aksine işçilik kaybından öteye gitmemektedir. Eğer üretim otomatik döküm hattında değil de yer kalıbı dediğimiz elle döküm yöntemi ile yapılsaydı, o zaman bu çalışmayı beklemek daha mantıklı olabilirdi. Çünkü elle döküm yönteminde çok fazla değişken vardır ve prosesin yeterliliğini görmek ve sürekli takip edilmesini beklemek çok da mantıksız olmazdı.

• Kritik ölçüler için uygulanmalıdır. Unutulmamalıdır ki bu çalışmalar ciddi vakit almaktadır. Birçok sektörde ve uygulamada, ölçümler kalite personelleri tarafından ölçülmekte ve İPK formlarına ya da ERP programlarına kaydedilmektedir. Daha sonra programlar veya hazırlanmış kontrol grafiği excel dosyalarının yardımı ile bu çalışmalar analiz edilmektedir ve yorumlanmaktadır. O nedenle müşterilerimizin belirttiği veya firmamızda yapılmış beyin fırtınaları sonucu belirlenmiş kritik ölçüler veya parametreler için uygulanmasında yarar vardır.
  
  
• Hatalı üretimin çok olduğu proseslerde uygulanabilmektedir. Müşteri isteği olmadığı ve ıskarta oranlarının çok düşük veya kabul edilebilir seviyede olduğu proseslerde uygulanmasına çok gerek olduğunu düşünmüyorum.

Örnek Uygulama

Abkant makinasında büküm işlemine girecek bir parçanın belirlediğimiz kritik bir ölçüsüne X-R kontrol grafiği metodu uygulayalım ve proses yeterliliğini yorumlayalım.

Öncelikle parçamızı ve prosesimizi tanımlıyoruz. Belirlediğimiz ve izlemek istediğimiz ölçü 55 mm ve tolerans ± 1,5 mm olsun. Formda ilgili yerleri dolduruyoruz. ÜSL ve ASL, üst ve alt toleransları ifade ediyor. Hedef değerimiz ise 55 mm.

Cp ve Cpk değerleri, proses yeterliliğini ve sapmasını ifade eder. Aksi belirtilmediği sürece 1,33 değerinden yüksek olmaları beklenir. Müşteri isteklerine göre 1,67 veya 2 değerlerinden yüksek talep edildiği durumlar olmaktadır.

Daha sonra sahada, 25 gün boyunca ve her gün belirli periyotlar ile yaptığımız ölçümleri excelimize giriyoruz.

Excelimizde Xort diye görmüş olduğumuz değer, o günkü ölçümlerin ortalaması, R değeri ise o gün yaptığımız en düşük ve en yüksek ölçüm arasındaki fark yani ölçüm aralığı.

Daha sonra excelimizde gerekli formüllere göre Cp ve Cpk değerini elde ediyoruz.

Cp ve Cpk değerlerinin 1,33 değerinden yüksek olduğunu ve prosesimizin yeterli olduğunu görüyoruz. Bu çalışma ön seri aşamasında yapılacağı gibi, aylık düzenli olarak proseslerimizi izlemek için de kullanılabilir.

Bir diğer örnek üzerinden grafik yorumlama konusuna değinmek istiyorum.

Parçamızın istenen ölçüsü 4,3 mm ve tolerans ± 0,1 mm.

Elde ettiğimiz X grafiğinde görüleceği üzere, prosesimizin üst ve alt kontrol limitlerinin dışında kaldığı günler mevcut.

Aynı zamanda proses, ayın ilk yarısı üst limitlerde seyrederken, ikinci yarısı alt limitlerde seyretmektedir. Sağ üst köşede istatistiki açıklamalar kısmında grafik yorumlamasının nasıl yapılacağına dair bilgiler yer almaktadır. İnternette ayrıca bu bilgileri bulabilirsiniz.

Prosesimiz kontrol limitlerinin içinde bile olsaydı, alt veya üst limitlere yakın seyretmesi ilerleyen dönemler için limitlerin dışına çıkabileceğinin habercisidir. Bu nedenle bu grafikleri yorumlamak ve gerekli iyileştirmeleri önceden yapmak çok önemlidir. Prosesin neden alt veya üst limitlerde seyrettiğini ve bazı günler kontrol limitleri dışına neden çıktığını tespit etmek ve önlem almak çok önemlidir. Bu önlemler proses parametrelerindeki bir değişiklik olabileceği gibi, makinada yapılacak bir önleyici bakım çalışması olabilir.

Konu ile ilgili detaylı bilgi ve görüş almak için iletişime geçebileceğinizi hatırlatır, keyifli çalışmalar dilerim.