Poka-yoke, japońska zabawka przeciwko błędom

poka yoke

Czy wyobrażasz sobie, że z Twoim procesem produkcyjnym lub usługowym poradziłoby sobie nawet kilkuletnie dziecko? I w dodatku nie popełni żadnych błędów? Tak, to możliwe! Pod warunkiem, że właściwie go zaprojektujesz. Wtedy nawet obejdzie się bez szkolenia…

Przypomnij sobie sobie pewną dziecięcą zabawkę, która w założeniu ma rozwijać zdolności manualne, ale przede wszystkim logiczne myślenie. Chodzi o pojemnik (skrzynkę, beczułkę, pudełko), które ma na ściankach otwory różnego kształtu. Do kompletu dodaje się klocki o takich samych kształtach, jak otwory. Z tym, że…

Tylko jeden klocek pasuje do tylko jednego otworu

To zabawka dla dzieci młodszych niż dwa lata. Na początku sprawia im wiele trudności, może nawet powodować złość. Ale w bardzo krótkim czasie, praktycznie bez niczyjej pomocy, nabierają wprawy i umieszczenie wszystkich klocków w pojemniku jest kwestią kilku chwil. Rozumiesz ideę? Skonstruuj przedmioty tak, aby niemożliwe było ich niewłaściwe wykorzystanie.

Poka-yoke (japońskie ポカヨケ czytaj poka-jokie) nazwa tego mechanizmu, która pochodzi od słów: zapobieganie (yokeru) błędom (poka). Opiera się on dokładnie na tej samej zasadzie, co konstrukcja opisanych wyżej klocków. Czy można go zastosować w dorosłym życiu? A w procesach produkcyjnych czy usługowych? Ależ oczywiście! Te rozwiązania są wśród nas. Często są tak oczywiste, że nie zastanawiamy się nad ich istnieniem.

Produkt, który nie pozwala na błędy

Najbardziej powszechne są wtyczki wszelkiego rodzaju. Spójrz na porty swojego komputera czy laptopa – każdy z nich wygląda inaczej i nie ma możliwości niewłaściwego podpięcia, nawet przez kogoś nieobeznanego z tego typu sprzętem. Niektórym zajmie to trochę więcej czasu, ale finalnie wszystko prawidłowo podepniemy.

Innym znanym, choć używanym sporadycznie, jest rozwiązanie ze ściętym rogiem kart SIM – montujemy je w swoich telefonach samodzielnie, bez żadnej instrukcji, bo przecież jej nie da się źle zamontować. Podobnie niemożliwym jest zatankowanie oleju napędowego do samochodu napędzanego benzyną – końcówka dystrybutora (tzw. pistolet) diesla nie mieści się do wlewu benzyniaków. Co ciekawe – niestety! – zabezpieczenia w drugą stronę nie przewidziano.

Kolejnym przykładem rozwiązań poka-yoke są programy, zarówno te komputerowe, jak i te obsługujące inne urządzenia. W bankomacie, na przykład, nie pominiemy żadnego wymaganego kroku: oprogramowanie prowadzi nas po kolei przez wszystkie okna dialogowe, aż do szczęśliwego zakończenia. Z kolei wiele programów, które instalujemy na naszych komputerach sprawdza konfigurację sprzętową i sterowniki – bez spełnienia wymagań nie uruchomimy nowego oprogramowania.

Proces, który błędu nie przepuści

Podobnie można zabezpieczyć proces produkcji lub obsługi klienta. Rozwiązania takie mogą zapobiegać błędom lub te błędy wykrywać. O zapobieganiu mówimy wtedy, kiedy poka-yoke nie pozwala na wykonanie kroku w procesie, kiedy niespełnione są warunki jego poprawnego przeprowadzenia (np. nie wszystkie czujniki dają sygnał OK). Wtedy nie możemy wyprodukować wady. Drugi rodzaj poka-yoke wykrywa wadliwy element po jego wytworzeniu i odrzuca go z procesu.

Pierwsze rozwiązanie kontroluje to, co do procesu wkładamy – wszystkie jego składniki, ich kolejność, kolor, kształt, itp. Drugi system weryfikuje to, co w danym kroku powstało: czy spełnia określone kryteria – jeśli tak, to przechodzimy dalej, jeśli nie, to jakiś automat odrzuca wadliwy element (najczęściej do zamkniętego pojemnika lub strefy, gdzie odseparowany jest on od dobrych sztuk).

Metoda kontaktowa / dotykowa

Polega ona na fizycznym sprawdzeniu danej cechy. Stosuje się czujniki obecności, które w połączeniu z kształtem czy odległością od ustalonego punktu mogą zweryfikować poprawność danego elementu. Może to także być inspekcja wizualna (np. kamera + oprogramowanie rozpoznające dane cechy) połączona z automatycznym zatrzymaniem procesu (lub odseparowaniem wadliwego wyrobu).

Książkowym przykładem jest wykorzystanie tzw. kostek poka-yoke w montażu pasów bezpieczeństwa. W jednym z kroków procesu na taśmę pasa należy nawlec kilka elementów (a firmy używają po kilkadziesiąt rodzajów każdego z nich: różne kolory, wymiary, kształty). Aby uniemożliwić pomyłkę stosuje się sekwencję kostek z otworami odpowiedniego kształtu oraz sensorami obecności i koloru. Sygnał OK od wszystkich elementów uruchamia przewleczenie pasa przez wszystkie elementy jednym ruchem i operator może całość wyjąć.

kostki poka-yoke

Metoda ustalonej ilości / wartości

Tutaj stosujemy jakiś rodzaj zliczania. Może to być np. ważenie w procesie napełniania pojemnika – po osiągnięciu zadanej wagi urządzenie się zatrzyma, zapobiegając przepełnieniu. Może to być także zliczanie ilości powtórzeń, np. dokręcanie 4 kół samochodowych, gdzie każde ma 5 śrub – oprogramowanie będzie zliczało ilość cykli (w tym przypadku 4 x 5 = 20 śruby) i dopiero po wykonaniu ich wszystkich uzna, że czynność została prawidłowo wykonana.

Dodając do zliczania ilości cykli odczyt wartości momentu z klucza, którym posługuje się mechanik mamy połączenie obu metod. Wiemy, że operator dokręcił właściwą liczbę śrub, a dodatkowo jesteśmy pewni, że wszystkie są dokręcone z właściwym momentem. Jeśli nie, samochód może na przykład zostać zablokowany na podnośniku, a system będzie wymagał powtórzenia całej operacji od początku.

Metoda kroku w procesie

W procesie możemy także kontrolować sekwencję zdarzeń. Jeśli mamy skomplikowaną operację, złożoną z wielu elementów (pobrania odpowiednich komponentów, włożenia ich na właściwe miejsca, uruchomienia maszyny, przeprowadzenie kontroli, itd.) to możemy kontrolować po kolei wszystkie zdarzeń. W przypadku pominięcia operacji lub pomylenia ich kolejności, proces zostaje zatrzymany. A dodatkowo: niedokończony wyrób odrzucony bez udziału operatora.

Poka-yoke do kontroli!

Rozwiązania Poka-Yoke wcale nie są w 100% niezawodne, należy o tym pamiętać. Czujnik może przestać działać, krańcówka może się poluzować i przemieścić, a sterownik PLC może wygenerować błąd i nie zareagować odpowiednio na działania operatora. Nawet kształt otworu w metalowej płytce może z czasem się tak wytrzeć, że przepuści nam wadliwe elementy. Jak się przed tym zabezpieczyć? Trzeba w regularnych odstępach weryfikować zastosowane rozwiązania.

Najlepiej użyć przykładowych elementów, dobrych i złych – takich, jak mogą zdarzyć się w naszym procesie. Taka kontrola, wykonywana na przykład zawsze na początku partii produkcyjnej (czy też zmiany roboczej) upewni nas, że nasz sprzęt jest sprawny i gotowy do pracy. W przypadku wadliwego działania naszego poka-yoke cała partia wyprodukowana od ostatniego poprawnego sprawdzenia (dlatego tak ważna jest regularność i zapisy tych sprawdzeń!) do tej chwili jest podejrzana.

Jedna drugiej nierówne

Poza tym, wiele rozwiązań zwanych poka-yoke nie jest nimi tak do końca – także w powyżej przytoczonych przykładach. Zgodnie z definicją nasze rozwiązanie powinno zapobiegać błędom. W wielu sytuacjach ono te błędy sygnalizuje zatrzymując proces i czeka na reakcję operatora. Tu wkracza najsłabsze ogniwo – człowiek. Może różnie zareagować: odrzucić wadliwy element, skorygować to, co robi w procesie a w skrajnym przypadku wadliwą sztukę odłożyć do pojemnika z dobrymi.

Dlatego PRAWDZIWYMI poka-yoke są takie rozwiązania, które działają bezwzględnie i niezależnie od człowieka: nie pozwalają na wyprodukowanie  błędu, bądź już wyprodukowany błąd separują czyniąc niedostępnym dla człowieka. Należy o tym pamiętać, aby nie uśpić swojej czujności: My tu mamy na to poka-yoke, z tym, że po sygnale operator musi zareagować…

Pierwszy raz tutaj?

Lean, ze wszystkimi swoimi narzędziami i pojęciami, staje się coraz bardziej powszechny. A co za tym idzie, dociera do coraz szerszego grona pracowników w firmach. Jednak nie zawsze łatwo jest im wszystkim wytłumaczyć, o co w tym wszystkim tak naprawdę chodzi. A przecież zrozumienie jest podstawą sukcesu... czytaj dalej

O mnie

Od piętnastu lat pracuję w przemyśle, głównie motoryzacyjnym. Jestem praktykiem oraz propagatorem zrównoważonego rozwoju organizacji, opartego na zasadach, systemach i narzędziach... czytaj dalej