Знакомство с системой Пока Йока для минимизации ошибок. Разбираем, как принципы Пока Йока применяются в производстве и IT для улучшения качества продукции.

«Poka-Yoke» ее знают на японском, «avoid mistakes» (защита от ошибок) ее знают на английском, а в русскоговорящем пространстве об этой системе говорят: «защита от дурака». Как можно догадаться, термин родом из Японии. Он берет свое начало в методе бережливого производства и, разумеется, в Toyota.

Poka-Yoke подразумевает, что можно предотвратить случайную ошибку, если выполнять действие единственно верным способом.

Изобретателем системы является японский инженер Сигео Синго. Он считал, что самый лучший подход заключается в том, чтобы искать проблемы там, где их не подразумевают. Он являлся одним из изобретателей производственной системы Toyota и конкретных методов Zero Quality Control (ZQC), или Zero Defects (ZD).

ZQC – направлен на то, чтобы выпускать продукцию или оказывать услуги без дефектов. То есть важно не найти «виновного» и наказать, а найти причину возникновения проблемы, понять, как она влияет на производство, и устранить ее. Таким образом, осуществляется ее предотвращение в будущем. Процессы должны работать так, чтобы на них не имел влияния человеческий фактор.

Например, если новый сотрудник компании перед началом работы должен осуществить подключение оборудования. Он не сможет сделать это неправильно, потому что провода и кабели подходят только под определенные штекеры. Они обозначены специальными символами, цветом и имеют специфическую форму.

В системе Poka-Yoke ключевую роль играют участники производственного процесса, так как они непосредственно взаимодействуют с оборудованием и продуктом, который производят. Они могут заметить ошибку или обнаружить возможность улучшения работы. Кроме того, на производстве используются сенсоры, которые автоматизируют часть процессов, в том числе контроль качества. Они же позволяют предотвратить возникновение некоторых ошибок, возникающих по вине человека.

Например, сотрудник производственной линии не сможет приступить к работе, если не соблюдает какие–либо правила безопасности. Об этом его оповестит система, которая узнает об этом через сенсоры.

Кроме производства Toyota, система Poka-Yoke применяется и в других сферах. Например, в бытовой или электронной технике. SIM–карту специально сделали не симметричной, чтобы пользователь не мог вставить ее неправильно в телефон. Таким образом, предотвращается ошибка, что устройство не сможет считать карту и не свяжется с сетью.

Данная система нашла свое применение и в программировании. Благодаря Poka-Yoke разработчики предотвращают возникновение проблем на ранних стадиях работы над продуктом, что позволяет ускорить производственный цикл и улучшить качество программы.

В процессе разработки методы управления определяют основные принципы, на которых они в дальнейшем будут базироваться. Когда происходит обучение персонала, то при знакомстве с подходом к производству, они опираются на важнейшие постулаты и правила, требующие строгого соблюдения.

Существуют определенные способы защиты от ошибок и принципы работы системы Poka-Yoke, которые требуется соблюдать для того, чтобы получить эффективные результаты.

Три уровня эффективности защиты.

1 уровень.

Здесь система обнаруживает несоответствия стандартам, что, по сути, мы называем браком. Это самый ранний этап обнаружения проблем и ошибок. Если участники производства достаточно вовлечены в процесс, то они обратят внимание на это несоответствие. В свою очередь это позволит быстрее и легче найти причину возникновения брака.

2 уровень.

Система не допускает к обработке обнаруженную ранее бракованную деталь. То есть она не поступает на следующий участок работы, а значит, не выйдет за пределы производственной линии и бракованный продукт не попадет конечному потребителю.

3 уровень.

Установление конструкционной защиты. Решить проблему таким образом, чтобы у нее не было другого решения. Например, создать соединительные детали такой формы, чтобы их нельзя было собрать иным способом. Это и будет предотвращение ошибок.

Бережливое производство направлено на то, чтобы постоянно улучшать продукцию и рабочие процессы, а это часто происходит за счет оптимизации и упрощения.

Теперь рассмотрим шесть принципов Poka-Yoke, которые используются на бережном производстве и прочих отраслях.

Устранение.

Предположим, что при производстве было обнаружено, что определенная деталь выпускается с большим процентом брака. В этом случае решением будет осуществить ее редизайн или заменить материал, из которого она производится, чтобы устранить эту проблему. Также изменится и сам процесс ее производства, что также позволит избежать возникновения ошибок. Кроме того, в некоторых случаях это позволит сократить затраты на расходные материалы для создания и выпуска деталей.

Замещение.

В этом случае рассматривается процесс, который требует оптимизации. Его перестраивают таким образом, чтобы сделать более предсказуемым и надежным, то есть снизить вероятность возникновения ошибок.

Примером может служить переход от ручной сборки к автоматизированной линии с роботами. Обычно в таких случаях оборудование не только делает все быстрее человека, но и более точно, потому что имеет встроенные индикаторы качества. Соответственно, за счет этого заметно снижается уровень брака, так как система просто не пропускает непригодный для работы материал или деталь.

Предупреждение.

Задача инженеров, конструкторов и менеджеров состоит в том, чтобы создать такой продукт и выстроить такие процессы, которые не допускают возникновения проблемы. Это позволит снизить уровень издержек, а также сократить производственный цикл и быстрее вывести товар или услугу на рынок.

Например, на фабрике по производству мебели шкафы должны быть сконструированы таким образом, что когда потребитель или мастер будет осуществлять сборку, он не сможет сделать это неправильно. То есть это логически и интуитивно понятная конструкция, не требующая больших усилий.

Облегчение.

Создание определенной последовательности выполнения шагов для более простого достижения ожидаемого результата.

Это может быть создание инструкции по выполнению и ее визуальное сопровождение. Например, на рабочем месте сотрудника могут быть подсказки в виде символов и цифр, которые будут указывать, в какой последовательности выполнять работу с той или иной деталью.

Организация пространства будет подразумевать, что в начале линии находится новая партия деталей, которые требуют обработки. Далее будет зона для инструментов. В конце линии – пространство для готовых деталей. Также может быть выделено отдельное место для сбора отходов.

Обнаружение.

Если оператор обнаружил ошибку на определенном этапе, то он должен об этом оповестить для разрешения данной проблемы. Таким образом, он не допустит усугубления ситуации, которая может привести к кризису.

В этом могут помочь сенсоры. Они автоматически определяют, что работа по сборке механизма была произведена неверно и требует исправлений.

Смягчение.

Если подразумевается возникновение какой–либо проблемы, то необходимо смягчить ее влияние на рабочий процесс.

Например, оборудование может автоматически выключаться в случае перегрева или перебоя с электричеством. Это позволит соблюдать правила безопасности и, возможно, сократит последствия и затраты на устранение проблемы. Проконтролировать эти риски можно с помощью все тех же сенсоров, которые не только обнаружат проблему, но и оповестят о ней.

Система Poka-Yoke подразумевает, что проблемы на производстве можно предотвратить ещё до того, как они впервые будут обнаружены. То есть их предугадывают и ищут способы, благодаря которым получится избежать брака или существенно снизить его процент. Это один из принципов бережливого производства и в целом гибких методологий – постоянно улучшать процессы и качество продукции.

Благодаря их соблюдению сокращаются операционные расходы, а значит, сэкономленные средства можно направить на развитие и дальнейшую оптимизацию компании. Качество продукции будет расти, а вместе с этим — уровень конкурентоспособности и спрос на рынке. В итоге это приведет к увеличению прибыли предприятия.

Теперь подробнее рассмотрим методы Poka-Yoke, которые позволяют избежать ошибок и иметь эффективное производство.

Контактные методы.

Они позволяют буквально определить ошибку в производстве, физическии или электронно. Это могут быть какие–либо ограничители либо сканеры с датчиками верного положения заготовки на конвейере.

Например, на фабрике по производству газированных напитков, на линии упаковки стоят ограничители, которые препятствуют выпадению тары с конвейера. Это позволяет предотвратить сразу несколько ошибок: порча бутылок, порча этикеток, потеря и перевод продукта, нарушение условий производства. В свою очередь, это позволяет не тратиться на повторное производство и тем самым снизить издержки.

Ещё одним примером можно назвать наличие датчиков температуры и влажности в помещениях, где происходит сушка или завяливание продукции. Благодаря им технологи могут узнать соблюдаются ли необходимые условия. В случае их нарушения, необходимо выяснить причину возникновения неполадок и устранить их таким образом, чтобы они больше не повторились. Если температура и влажность регулируются в ручную и кто–то из сотрудников нарушил технологию, то лучше автоматизировать данный процесс.

Считывающие методы.

Такие методы особенно эффективны на массовом производстве. Например, когда требуется выполнить определенное количество операций, чтобы завершить цикл, либо, когда для передачи продукта по линии, нужно набрать его определенное количество. Тогда сенсор отсчитывает нужное число операций или позиций, и только потом пропускает на следующий этап производства.

Например, на предприятии по производству семечек, считывающий метод будет заключаться в том, что датчики будут установлены по всей линии. Одни будут следить за количеством грамм продукции в одной упаковке, другие будут подсчитывать количество пачек, которое попало в коробку в упаковочном цехе и т.д.

Методы последовательного движения.

В этом случае критерием является скорость и время. То есть метод подразумевает измерение и оценку производительности – удалось ли выполнить определенный объем работы за конкретный отрезок времени. Кроме того, методы последовательного движения помогают определить, в правильной ли последовательности выполняются те или иные действия на производстве.

Например, если подразумевается, что одну смену на производстве должно быть выполнено более 1000 деталей, то в случае отклонения эти данные будут зафиксированы сенсорами и сохранены в программе на компьютере.

Либо, при создании какого–то продукта требуется соблюдение температурного режима. Чтобы нагреть деталь до нужной температуры нужно время. Можно установить таймер, который будет давать сигналы о том, что нужная температура достигнута, а потом оповестит о готовности изделия.

Сенсорные устройства имеют не последнее значение в системе Poka-Yoke, так как именно они выступают в качестве вспомогательных инструментов в различных методах защиты от ошибок.

Условно их можно поделить на три типа.

Физические сенсоры.

Устройства, которые вступают в физическое взаимодействие с изделием или оборудованием. Часто при этом они издают какой–либо сигнал. Он может обозначать, что контакт состоялся или, например, произошел сбой. Примерами могут служить некоторые виды устройств:

• Концевой переключатель – доступный и простой тип, который чаще всего можно встретить на производстве. Подтверждает наличие объекта или его определенное положение, когда тот касается рычага переключения.

• Сенсорный переключатель – имеет схожий тип действий с концевым переключателем, с тем лишь отличием, что его активация происходит, когда объект касается тонкой «антенны».

• Триметрон – датчик игольчатого типа, который воспроизводит звуковой сигнал в том случае, если с объектом произошли изменения за пределами заданного диапазона.

Такие типы чувствительных устройств самые доступные и простые. Их могут использовать практически на любой массовой линии производства, где не требуется сверхвысокая точность и допустимы некоторые мелкие погрешности, так как они не скажутся критично на производственном процессе. Они позволяют контролировать работу, учитывать время, скорость и расход ресурсов.

Энергетические сенсоры.

Это тип устройств, которые выявляют ошибки не физическим, а энергетическим способом. Сразу поясним их принцип действия на примерах:

• Бесконтактный переключатель – это устройство имеет лучи света, которые, по сути, и выступают в качестве индикаторов. При заданных параметрах и стандартах они могут оценить качество сварочного шва, габариты объекта, передвижение деталей по конвейеру с одного участка на другой и многое другое.

• Лучевой переключатель – имеет схожий тип действия, что и бесконтактный переключатель, но вместо лучей света использует лучи электронов.

В целом, каждый подобный чувствительный тип устройства так или иначе связан с энергетическими показателями. Они позволяют следить за контролем качества производимого продукта, чтобы он соответствовал всем заданным параметрам. Если положено, чтобы деталь была красного цвета, значит, сенсор это проверит, зафиксирует и сообщит результаты. Датчик оповестит о том, что объект соответствует или не соответствует тем условиям, которые были заданы ранее.

Сенсоры, определяющие физические изменения условий.

Такой тип датчиков позволяет проверить соответствие физических условий, необходимых для корректной и эффективной работы. То есть это такие виды устройств, как термостаты, датчики давления или измерительные реле.

Несоблюдение температурного режима может сказаться на качестве производимой продукции и ее физических свойствах. Это исключительный брак, который вряд ли получится исправить, что приведет к высокому уровню издержек.

Важно следить за исправностью оборудования и сенсоров, чтобы не создавать кризисных ситуаций и потом не бороться с печальными последствиями, которые могут дорого обойтись.

Бережное производство позволяет существенно снизить расходы за счет оптимизации процессов. Чем меньше действий приходится совершать для того, чтобы достичь ожидаемого результата, тем дешевле оно обойдется. Это позволит повысить качество не за счет экономии на сырье и материалах, а за счет улучшения самого продукта. Постоянное усовершенствование позволяет развиваться компании и увеличивать свою эффективность.

Существует семь ключевых рекомендаций, которые позволят внедрить систему Poka-Yoke в организации.

1. Создание команды по внедрению системы. Каждому из них нужно донести необходимость изменений и внедрения системы, чем она будет полезна на производстве и какие выгоды принесет сотрудникам. После этого следует пройти обучение. Тогда в компании будут специалисты, которые будут иметь достаточную квалификацию, чтобы разобраться с возникшей проблемой. Они же помогут внедрить новые методы и инструменты среди всего персонала и провести обучение для них. В идеале, если в команде будут технические специалисты, которые не только смогут установить необходимые датчики, но и обеспечивать их бесперебойную работу в дальнейшем.

2. С помощью систематизации потока ценностей необходимо определить участки, которые требуют внедрения датчиков. Они обеспечивают стабильность и последовательность действий, эффективность процесса, а также качество продукции.

3. Систематизация процессов внутри отдельно взятой области позволит определить четкую последовательность действий, которые требуется соблюдать для предотвращения ошибок.

4. Решение проблемы должно быть простым, чтобы оно не занимало много времени и не требовало большого количества усилий и затрат. Например, можно использовать диаграмму причинно–следственной связи. Она позволит четко определить ошибку и причины ее возникновения. На основе этого можно будет построить шаги по устранению проблемы.

5. Если производство не является высокотехнологичным или требующим особых условий, то рекомендуется выбрать наиболее простые сенсорные устройства. Таким образом, урон бюджету не будет столь существенным, чтобы он долго окупался. Да и освоение этих инструментов будет проходить значительно проще.

6. Контролирующие системы независимы от оператора, в отличие от предупреждающих. Поэтому на начальных этапах их внедрение будет предпочтительнее.

7. Ведите учет проблем, которые удалось обнаружить благодаря системе Poka-Yoke. Это может быть таблица с графами, где будет указано время обнаружения ошибки, ее суть, ответственные лица и решение. В дальнейшем на основе этой информации можно предпринять следующие действия: для улучшения системы и оптимизации процессов, чтобы добиться ещё более высокого качества продукции.