BİR KALİTE KARAKTERİSTİĞİNİN DENEY TASARIMI İLE İYİLEŞTİRİLMESİ

Transkript

1 1 BİR KALİTE KARAKTERİSTİĞİNİN DENEY TASARIMI İLE İYİLEŞTİRİLMESİ Şafak KIRIŞ, A.Sermet ANAGÜN, Nihat YÜZÜGÜLLÜ Eskişehir Osmangazi Üniversitesi, Endüstri Mühendisliği Bölümü, Eskişehir ÖZET Bu çalışmada bir motora ait hava aralığı hata sayısı ile bunun toplam üretim hacmi içerisindeki payının yüksek olması sonucu oluşan ilgili kalite karakteristikleri tespit edilmiş ve iyileştirme çalışmaları gerçekleştirilmiştir. Bu hata sonucunda motorun kullanıldığı yerde daha fazla enerji harcanılması ve düşük voltajda kalkışın zor gerçekleşmesi ya da gerçekleşememesi beklenmektedir. Yapılan beyin fırtınaları ve sebep-etki matrislerinin kullanımı ile bu hataların oluşmasına sebep olan en önemli kalite karakteristiklerinin stator diklik ve iç çap ölçümleri olduğu belirlenmiştir. Buna göre farklı düzeylerle tanımlanan faktörler kullanılarak deney tasarımı yapılmıştır. Ana faktör etkileri grafiği ve varyans analizi yardımıyla ilgili faktörlerin etkileri incelenmiştir. Elde edilen sonuçlara göre iyileştirme çalışmaları için öneriler sunulmuştur. Anahtar kelimeler: Deney tasarımı, kalite iyileştirme, altı sigma 1. GİRİŞ İşletmelerin rekabet edebilmelerinin en önemli unsuru ürün ya da hizmet kalitesidir. Rekabetin ve kalitenin devamlılığının göstergesi ise müşteri olarak düşünülmektedir. Müşteri istek ve beklentileri dikkate alınarak, hata kaynaklarının belirlenmesi ve gerekli iyileştirmelerin yapılması için kaliteye yönelik faaliyetlerin gerçekleştirilmesi gerekmektedir. Bu çalışmada müşteri beklentilerini karşılamak ve ürünün performansını daha iyi koşullara taşıyabilmek amacıyla deney tasarımından yararlanılmıştır. Motor parçası üzerinde incelemeler yapılmış ve daha fazla enerji harcanması ile düşük voltajda kalkışlardaki problemlerine sebep olduğu düşünülen hava aralığı hataları önlenmeye çalışılmıştır.. MATERYAL VE YÖNTEM Deney tasarımı, deneyle verilerin toplanma biçimini anlatan planlar kümesidir. Bir deney için tasarımda; problemin genel amacının, incelenecek girdi değişkenlerinin ve düzeylerinin, deneyin tepkisinin, deneyin nasıl yapılacağının ifadesinin ve uygun analiz yöntemlerinin belirlenmesi gerekmektedir [5]. Altı Sigma metodolojisinde hedef milyonda 3.4 hataya ulaşmakla birlikte, süreç iyileştirmesi için gerekli çalışmaların yerine getirilmesidir. Altı Sigma, kalite yönetimi ve hedef teorisi arasındaki ilişki üzerine çalışmak için ideal bir durum oluşturmaktadır. Altı Sigma araç ve yöntemlerini kullanmak işletme takımlarının hedeflerine ulaşmasında etkin bir yapı sağlamaktadır [6].Buna göre, Altı Sigma ve süreç iyileştirmesi aşamasında önemli mühendislik araçlarından biri olan deney tasarımı ile verim artmakta, değişkenlik azalmakta, hedef değere daha yakın uygunluk sağlanmakta, gelişim süresi azalmakta ve toplam maliyet azalmaktadır [7]. Deney tasarımı, sürecin ilgilenilen kalite karakteristiğine etki eden kontrol edilebilir değişkenlerin değerlerini sistematik olarak değiştirerek süreç performansını etkileyecek değişken değerlerini belirlemede kullanılan bir tekniktir [8]. İşletmelerde bir sorunun kaynağını bulmak için sorunun oluştuğu durumlar, girdiler değiştirilerek yakalanmaya çalışılmakta ve deneyler sırasında girdilerin değişik durumları, çıktı üzerindeki etkisi incelenmektedir [10].

2 Literatürde deney tasarımı kullanmış son yıllara ait çeşitli makaleler yer almaktadır. Dejaegher ve diğerleri (006), kromatografi deneme yöntemlerinin yeteneğinde hangi faktörlerin daha fazla etkiye sahip olduğunu belirlemek için deney tasarımı yaklaşımını kullanarak araştırmışlardır. Bahloul vd. (006) nin çalışmalarında bükme işlemi sırasında araçlar tarafından parçaya uygulanan kuvveti en küçüklemek ve maksimum gerilimi en küçüklemek için deney tasarımına dayanan cevap yüzeyi yöntemi kullanılmıştır. Dixon vd. (006) tıbbi cihaz üretimi sürecinde deney tasarımını kullanmışlardır. Cappetti vd. (006) tarafından yapılan çalışmada, kazalarda yaya güvenliğine yönelik analiz yapılmış ve araç-yaya çarpışma etkisinin benzetimi yapılarak zorluklar belirlenmiştir. Rojas vd. (007) çalışmalarında dinamik sistem tanımlı min-max sağlam (robust) deney tasarımı fikrini geliştirmişlerdir. İşletmede gerçekleştirilen beyin fırtınası ve oluşturulan sebep&etki matrisleri sonucunda, hava aralığı hatalarının stator diklik ve iç çap ölçümlerinden kaynaklandığı tespit edilmiştir. Ölçüm cihazı yetenek analizleri gerçekleştirilmiş, toplam değişkenlik içerisinde ölçüm değişkenliğinin %30 un altında çıkması sebebiyle cihazlar yeterli bulunmuştur. Ancak süreçte değişkenlikler söz konusu olduğu için deney tasarımı ile analizlerin devamına karar verilmiştir. Bu sebeple sargı hattı incelenmiş ve etkili olabilecek faktörler belirlenmiştir. Bu faktörler ve düzeyleri Tablo 1 de verilmiştir. Tablo 1. Seçilen faktörler ve düzeyleri Faktörler I. Düzey II. Düzey III. Düzey Fikstür 1 3 Şut Var Yok Bilyalama 1 Statorların birbirlerine çarpmaları ya da stopere çarpma durumu şut ile ifade edilmektedir. Fikstür aynı anda 3 yerde yapılabilirken, bilyalama yerde yapılabilmektedir. Buna göre ².3¹ Deney Tasarımı hazırlanmış ve statorların iç çap(alt-üst) ve diklik ölçümleri iki tekrarlı olarak alınmıştır. 3. DENEYLER VE ÇÖZÜMLEMELER Statorun diklik ve iç çap ölçümleriyle, tasarım matrisindeki her bir faktörün ana faktör etkileri grafiği Minitab programı yardımıyla oluşturulmuştur. Buna göre fikstür faktörünün diğerlerine göre diklik üzerinde daha önemli bir etkiye sahip olduğu, bilyalama faktörünün ise üst iç çap ve alt iç çap üzerinde daha önemli bir etkiye sahip olduğu görülmüştür. Aynı şekilde etkileşim grafikleri de çizilmiştir. Etkileşim grafiğine bakıldığında diklik için hiçbir etkileşimin alınmasına gerek olmadığı düşünülürken, üst iç çap için fikstür-bilyalama etkileşiminin etkili olduğu belirlenmiştir. Diklik, üst iç çap ana faktör etkileri grafikleri sırasıyla Şekil 1 ve Şekil de, üst iç çap fikstür-bilyalama etkileşim grafiği Şekil 3 de ve alt iç çap ana faktör etkileri grafiği Şekil 4 de verilmiştir. Diklik için 0,10 mm üst sınır değeri, iç çap için ise 55,9-56,04 mm aralığı kabul edilmektedir. Şekil 1: Diklik için ana faktör etkileri grafiği

3 3 Diklik için Varyans Analizi ANOVA: Diklik versus Fikstur; Sut; Bilyalama Factor Type Levels Values Fikstur fixed Sut fixed VAR YOK Bilyalama fixed 1 Analysis of Variance for Diklik Source DF SS MS F P Fikstur 0, , ,89 0,019 Sut 1 0, , ,68 0,044 Bilyalama 1 0, , ,77 0,113 Error 19 0, , Total 3 0,0377 Varyans analizi sonuçlarına bakıldığında p değerleri 0 a yakın olduğu için fikstür ve şutun etkili olduğu söylenebilir. Şekil 1 deki ana faktör etkileri grafiğine göre diklik için fiksturlerden iki numaralı fikstür diğerlerine göre iyi durumdadır. Hipotez testi de üç fikstür arasında anlamlı bir fark olduğunu göstermektedir. İki numaralı fikstür en iyileri olduğu için üç numaralı fikstürun durumu, iki numaralı fikstürun durumuna getirilmelidir. Şekil 1 deki ana faktör etkileri grafiğinde, statorların birbirlerine çarpmaları ya da stopere çarpma durumuna (şut durumu) bakıldığında iç çap ölçümünde farklılık görülmemektedir. Bu yüzden statorların birbirlerine ve stopere çarpmalarının engellenmesine gerek kalmamıştır. Şekil : Üst iç çap için ana faktör etkileri grafiği 56,07 56,06 Interaction Plot (fitted means) for Iccap_Ust Fikstur 1 3 Mean 56,05 56,04 56,03 1 Bilyalama Şekil 3: Üst iç çap için Fikstür- bilyalama etkileşim grafiği

4 4 Üst İç Çap için Varyans Analizi ANOVA: IcCap_Ust versus Fikstur; Sut; Bilyalama Factor Type Levels Values Fikstur fixed Sut fixed VAR YOK Bilyalama fixed 1 Analysis of Variance for IcCap_Us Source DF SS MS F P Fikstur Sut Bilyalama Fikstur*Bilyalama Error Total Üst İç çap için gerçekleştirilen Varyans Analizine göre bilyalamanın ve fikstür-bilyalama etkileşiminin etkili olduğu belirlenmiştir. Şekil 3 de de görüldüğü gibi. düzeydeki fikstür ile 1. düzeydeki bilyalama faktörleri hedef için uygun düzeyleri göstermektedir. Şekil 4: Alt iç çap için ana faktör etkileri grafiği Alt İç çap için gerçekleştirilen Varyans Analizine göre p değeri 0 olduğu için bilyalama etkili bir faktördür. İç çapı etkileyen bilyalamalar arasında şekil 4 deki ana faktör etkileri grafiğinden de görüldüğü gibi dikliği azaltıcı etkisi olan bir numaralı bilyalama, iki numaralı bilyalamaya göre daha iyidir ve iki numaralı bilyalamanın durumu, bir numaralı bilyalamanın durumuna getirilmelidir. Bilyalamalar arasında anlamlı bir fark olduğu Hipotez testinde de görülmüştür. Yapılan analizler sonucunda sistem bir bütün olarak düşünülerek diklik ve iç çap ölçümleri birlikte değerlendirilmiş ve ölçüm sonuçlarını en iyi duruma taşıyabilmek amacıyla Tablo deki seviyelerin en uygun durumlar olduğu tespit edilmiştir. Tablo. Önerilen faktör düzeyleri Faktör Fikstür X ) Şut X ) Bilyalama X ) Düzey ( 1 ( 1 ( 3 1

5 5 4. SONUÇLAR Yapılan analizlerin etkinliğini görebilmek amacıyla Design Expert programı ile her bir performans göstergesi için önerilen faktör düzeylerine bağlı olarak fikstür (.seviye), şut (1.seviye), bilyalama (1.seviye) ve fikstür-bilyalama etkileşimi dikkate alınarak tahmin denklemleri oluşturulmuştur. Elde edilen tahmin denklemleri Tablo 3 de verilmiştir. Üç performans göstergesinin birlikte değerlendirilmesiyle elde edilen ortalama tahmin değerleri, standart sapmaları ve güven aralıkları ise Tablo 4 te verilmiştir. Sonuçların bu şekilde gerçekleşmesi beklenmektedir. Tablo 3. Performans göstergelerine göre tahmin denklemleri Performans göstergesi Tahmin denklemi Üst iç çap -5 56, ,.10 X1+ 0,001583X 1 + 0,000333X + 0,011583X 3-0,00171X 1X3 + 0,006417X 1 X3 Alt iç çap 56, ,004583X 1+ 0,00008X 1-0,00338X + 0,07875X 3-0,001X 1X3-0,0087X 1 X3 Diklik 0, ,000917X 1-0,01983X 1 + 0,010875X - 0,00846X 3-0,0059X 1X 3 + 0,007333X 1 X3 Tablo 4. Tahmin değerleri Performans göstergesi Tahmin Değeri Standart Sapma G.Aralığı Alt G.Aralığı Üst Üst iç çap 56, , ,00 56,038 Alt iç çap 56, , ,01 56,040 Diklik 0, , ,000 0,034 Hesaplanan diklik ve iç çap değerlerine göre sonuçların işletme beklentilerini karşıladığı görülmektedir. Diklik için 0,10mm değeri üst sınır kabul edilirken tahmin değerinin 0,004mm çıkması, iyileşmenin olduğunu göstermektedir. İç çap için ise sonuçların 55,9-56,04 mm arasında çıkması istenilen bir durumdur. Sonuç olarak hava aralığı hatasını azaltmak ve müşterinin beklentilerine daha iyi bir şekilde cevap verebilmek için belirtilen faktörler önerildiği gibi ayarlanmalıdırlar. KAYNAKÇA [1] Bahloul, R., Mkaddem, A., Santo, P.D. and Potiron, A., (006), Sheet Metal Bending Optimisation Using Response Surface Method, Numerical Simulation and Design of Experiments, Internationl Journal of Mechanical Sciences, 48, [] Cappetti, N., Donnarumma, A., Naddeo, A. and Russo, L.,(006), Design of Experiment about foam CF45 for pedestrian safety in car design,journal of Materials Processing Technology,175,77-8. [3] Dejaegher, B., Jimidar, B., Smet, M.D., Cockaerts, P., Smeyers-Verbeke, J and Heyden, Y.V., 006, Improving method capability of a drug substance HPLC assay, Journal of Pharmaceutical and Biomedical Analysis, 4, [4] Dixon, D., Eatock, J., Meenan, B.J. ve Morgan, M.,(006), Application of Design of Experiment (DOE) Techniques to Process Validation in Medical Device Manufacture, Journal of Validation Tech., 1,, [5] Gürsakal, N. (005), Altı Sigma Müşteri Odaklı Yönetim, Ankara,.Baskı, Nobel Yayın [6]Linderman, K., Schroeder, R.G. and Choo, A.S., 006, Six Sigma: The role of goals in improvement teams, Journal of Operations Management, 4, [7] Montgomery, D.C. 004, Introduction To Statistical Quality Control, John Wiley&Sons Inc. [8]Montgomery, D.C. 005, Design and Analysis of Experiments, John Wiley&Sons Inc. [9] Rojas, C.R., Welsh, J.S., Goodwin, G.C. and Feuer, A., 007, Robust Optimal Experiment Design For System Identification, Automatica, 43, [10] S.P.A.C. (003), Altı Sima Nedir?, Ankara, Pelin Ofset Matbaacılık.