Poka-yoke (звучить як пока йоке) – кумедний на слух японський термін, який позначає один з інструментів ощадливого виробництва. Насправді ми стикаємося з ним щодня. Тільки українською він звучить як «принцип нульової помилки» або «захист від дурня».
Англійською poka-yoke перекладається дослівно як «avoid mistakes», тобто «уникнення помилок». А на практиці використовується адаптований переклад – mistake proofing або error proofing (захист від помилок).
Poka-yoke — це методи та засоби, які допомагають уникнути помилок або вчасно виявити їх у процесі виробництва під час управління проєктом.
Засоби захисту від дурня запобігають не просто помилкам, а помилкам, спричиненим через людський фактор:
- неуважність;
- забудькуватість;
- необережність;
- незнання;
- утома;
- і навіть саботаж.
Принцип дії poka-yoke характерний:
- стовідсотковим охопленням контролю;
- швидким зворотним зв’язком;
- низькою вартістю і простотою.
Пристрої poka-yoke працюють за принципом pass no defect – не пропустити жодного дефекту.
Історія створення методів poka-yoke
Poka-yoke має на меті усунути помилки, що ґрунтуються на людському факторі. Захистом від помилок користувалися на підприємствах у тому чи іншому вигляді задовго до формування концепції poka-yoke. Формалізували цю систему в Toyota.
Винахідник методів poka-yoke — японський інженер Сігео Сінго (1909−1990), експерт у галузі виробництва та один із творців виробничої системи Toyota. Сігео Сінго розробив підхід Zero Quality Control (ZQC), або Zero Defects (нуль дефектів).
Zero defects метод заснований на переконанні, що появі дефектів запобігає такий контроль виробничого процесу, під час якого дефект не виникне, навіть якщо машина або людина припустяться помилки.
Наголос контролю якості зміщується з перевірки готової продукції на факт браку на запобігання виникненню браку під час кожного етапу виробництва.
При цьому основна роль у попередженні дефектів належить виробничому персоналу, який залучений до процесу дотримання якості.
Poka-yoke або метод нульової помилки – один із ключових аспектів ZQC. Система poka-yoke використовує сенсори або інші пристрої, які буквально не дають оператору зробити помилку.
Такі пристрої регулюють виробничий процес і запобігають дефектам одним із двох способів:
- Система контролю – зупиняє обладнання, коли виникає порушення норми, або блокує деталь затискачами, щоб вона не рухалася далі по конвеєру, доки її не буде оброблено як треба. Це краща система, оскільки вона не залежить від оператора.
- Система попередження – посилає оператору сигнал зупинити машину або усунути проблему. Має залежність від оператора, тому людський фактор вилучено не повністю.
Poka-yoke не шукає винних у помилках, мета методу — знайти й усунути слабкі місця у виробничій системі, через які помилка стала можливою.
Рівні пристроїв poka-yoke
Засоби захисту від дурня діляться на три рівні відповідно до зростання ефективності:
- 1‑й рівень – діагностує невідповідність деталей або продукції. Система знаходить дефектну деталь, але не усуває її.
- 2‑й рівень – не допускає невідповідність. Система не дає обробити дефектну деталь на наступній стадії виробничого процесу.
- 3‑й рівень – конструкційний захист, наприклад, виріб має таку конструкцію, що встановити або зібрати його непередбаченим чином неможливо.
Принципи захисту від помилок
Існує шість принципів або методів захисту від помилок. Усі вони перераховані в порядку пріоритету:
- Усунення: цей метод усуває можливість помилки шляхом редизайну продукту або процесу таким чином, що проблемна операція або деталь стають не потрібні.
Приклад: спрощення продукту або з’єднання деталей, щоб уникнути дефектів продукту або збірки. - Заміщення: щоб підвищити надійність, потрібно замінити непередбачуваний процес на більш надійний.
Приклад: Використання роботизації та автоматизації, щоб запобігти помилкам ручного складання. Застосування автоматичних диспенсерів або аплікаторів для точного дозування рідких матеріалів. - Попередження: інженери-конструктори мають розробити такий продукт або процес, щоб взагалі неможливо було зробити помилку.
Приклад: Конструктивні особливості деталей, які допускають тільки правильну збірку; унікальні роз’єми для уникнення неправильного підключення кабелів; симетричні деталі, які дозволяють уникнути неправильного встановлення. - Полегшення: Використання певних методів і групування кроків полегшують виконання процесу збірки.
Приклад: Візуальні елементи управління, які включають кольорове кодування, маркування деталей. Проміжний ящик, який візуально контролює, щоб усі деталі були зібрані. Застосування характеристик для деталей. - Виявлення: Помилки виявляються до того, як вони перейдуть на наступний виробничий процес, щоб оператор міг швидко виправити проблему.
Приклад: Сенсорні датчики у виробничому процесі, які визначають, що деталі зібрані неправильно. - Пом’якшення: Спроба зменшити вплив помилок.
Приклад: Запобіжники для запобігання перевантаженню ланцюгів унаслідок коротких замикань.
Основні методи poka-yoke
Існує три типи методів захисту від помилок: контактні методи, методи зчитування, і методи послідовного руху.Контактні методи
Розрізняють, чи контактує деталь або продукт фізично, чи енергетично з чутливим елементом. Прикладом фізичного контакту може бути кінцевий перемикач, який притискається і подає сигнал, коли його рухомі механізми торкаються виробу. Приклад енергетичного контакту – фотоелектричні пучки, які відчувають, коли щось не так в об’єкті, який перевіряється.
Найкращі контактні методи – це пасивні пристрої, як-от направляючі стрижні або блоки, які не дають неправильно розмістити заготовки на конвеєрі.
Методи зчитування
Варто використовувати, коли робочий процес ділиться на фіксовану кількість операцій, або продукт складається з фіксованої кількості деталей. Відповідно до цього методу пристрій зчитує кількість деталей і передає продукт на наступний процес тільки тоді, коли досягнуте потрібне значення.
Методи послідовного руху
Визначають, чи виконана операція в заданий період часу. Вони також можуть використовуватися, щоб перевірити, чи виконуються операції в правильній послідовності. У цих методах зазвичай використовують сенсори або пристрої з фотоелектричними вимикачами, що під’єднані до таймера.
Типи чутливих пристроїв
Існує три типи чутливих пристроїв, які застосовують для запобігання помилок:
- сенсори фізичного контакту;
- сенсори енергетичного контакту;
- сенсори, які фіксують зміни фізичних умов.
Сенсори фізичного контакту
Цей тип пристроїв працює за методом фізичного дотику до деталі або частини обладнання. Зазвичай такий пристрій посилає електронний сигнал у момент контакту. Ось кілька прикладів таких пристроїв:- Кінцеві перемикачі – підтверджують наявність і положення об’єктів, що торкаються маленького важеля на перемикачі. Найпоширеніші та недорогі пристрої.
- Сенсорні перемикачі – аналогічні кінцевим вимикачам, але активуються легким дотиком об’єкта до тонкої «антени».
- Триметрон – це чутливі голчасті датчики, які посилають сигнали для звукового сповіщення або зупинки обладнання, коли показники об’єкта виходять за межі допустимого діапазону.
Енергетичні сенсорні датчики
У таких пристроях для виявлення помилки використовується не фізичний, а енергетичний контакт. Ось деякі приклади:- Безконтактні перемикачі – ці пристрої використовують промені світла для перевірки прозорих об’єктів, оцінювання зварних швів та перевірки правильності кольору або розміру об’єкта, проходження об’єктів на конвеєрі, постачання та подачі деталей на конвеєр.
- Променеві датчики – схожі на безконтактні перемикачі, але для виявлення помилок використовують промені електронів.
Сенсор перевіряє наявність кришок на пляшках. Якщо кришка відсутня або погано закручена, пляшку автоматично прибирають з конвеєра.
До інших типів енергетичних сенсорних пристроїв належать:
- Волоконні датчики
- Датчики площі
- Датчики положення
- Датчики габаритів
- Датчики вібрації
- Датчики переміщення
- Датчики для розпізнавання проходів металу
- Датчики кольорового маркування
- Датчики контролю подвійної подачі
- Датчики положення об’єкта зварювання
Сенсори, що визначають зміни фізичних умов
Цей тип датчиків визначає зміну умов виробництва, таких як тиск, температура або електричний струм. Як приклад можна навести датчики тиску, термостати, вимірювальні реле.7 ключів до впровадження ефективної системи захисту від помилок
Щоб ефективно впровадити метод нульової помилки, потрібно дотримуватися наступних рекомендацій:
- Створіть команду для впровадження poka-yoke і завжди враховуйте думку людей, які безпосередньо беруть участь у виробничому процесі. У цьому разі успіх більш імовірний, ніж у разі залучення зовнішніх технічних експертів.
- Застосовуйте систематизування потоку цінності, щоб визначити, де треба підвищити стабільність процесу. Це дозволить зосередитися на галузях, які будуть впливати на постійний потік.
- Використовуйте систематизацію процесу всередині обраної області, щоб чітко окреслити кожен крок процесу.
- Застосовуйте просту методологію розв’язання проблем, наприклад, діаграму причинно-наслідкових зв’язків, щоб знайти корінні чинники проблем усередині процесу. Таким чином ви визначите ті кроки процесу, що потребують впровадження системи захисту від помилок.
- Використовуйте найпростішу робочу технологію poka-yoke. У більшості випадків такі прості пристрої, як напрямні штифти та кінцеві вимикачі, відмінно впораються. Однак в інших випадках знадобляться складніші системи.
- Віддавайте перевагу системам, що контролюють, а не попереджають, оскільки системи, що контролюють, не залежать від оператора.
- Введіть стандартну форму для кожного пристрою poka-yoke з наступними полями:
- проблема;
- тривожний сигнал;
- дії в разі надзвичайної ситуації;
- спосіб і частота підтвердження коректності роботи;
- спосіб перевірки якості в разі несправності.
Poka-yoke пристрої навколо нас
Люди помиляються не тільки на виробництві, а й у процесі використання продуктів. Ці помилки призводять, як мінімум, до пошкоджень, як максимум, до виникнення суттєвої небезпеки. Саме тому виробники вбудовують захист від дурня в конструкцію своїх виробів.Poka-yoke в побуті
Наприклад, електрочайник вимкнеться сам, коли вода закипить, завдяки датчику пари. Ви не забудете його вимкнути. Свисток на звичайному чайнику для плити – теж щось на зразок poka-yoke пристосування.
Пральна машина не почне прати, поки ви щільно не закриєте дверцята, отже, потопу не буде.
Дитина не спробує ліки, які упаковані в баночку зі спеціальним захистом від дітей.
Ліфт автоматично відкриє двері, якщо наштовхнеться на перешкоду під час закриття.
Сучасна праска само вимкнеться, якщо ви про неї забудете.
Poka-yoke в авто
Сучасні автомобілі просто переповнені пристроями захисту від дурня. Щоправда, вони не такі вже й дешеві, як передбачається концепцією poka-yoke, проте вони рятують життя.
До них належать активні та пасивні системи безпеки, наприклад:
- система екстреного гальмування
- система розпізнавання пішоходів
- паркувальна система
- система кругового огляду
- система аварійного кермового управління
- система нічного бачення
- система розпізнавання дорожніх знаків
- система контролю втоми водія.
Poka-yoke в програмному забезпеченні
Класичний приклад Poka Yoke – елементи інтерфейсу, які запитують підтвердження на видалення даних, щоб користувач випадково не видалив потрібну інформацію. Аби ви випадково не видалили зміни у вордівському файлі, система запропонує вам його зберегти. Google пішов ще далі й сам зберігає зміни після введення кожного символу.Прикладами захисту від дурня можуть бути обов’язкові поля форм і поля із заданим форматом введення даних.
Книги на тему
Zero Quality Control: Source Inspection and the Poka-Yoke System / Shigeo Shingo
Книжка від творця системи poka-yoke Сігео Сінго, вперше опублікована 1986 року. У ній автор обґрунтовує важливість застосування пристроїв захисту від помилок для досягнення досконалої якості продукції. Він називає 112 прикладів пристроїв poka-yoke, що працюють у цехах. Впровадження таких пристроїв коштувало менш ніж $100.
Poka-Yoke: Improving Product Quality by Preventing Defects / Nikkan Kogyo Shimbun
Перша частина книжки в простій ілюстрованій формі розповідає про концепцію poka-yoke та її особливості. У другій частині автор наводить безліч прикладів пристроїв захисту від помилок, які використовуються на японських підприємствах.
Висновок
Система poka-yoke — ще один геніальний винахід японців. За 30 років пристрої poka-yoke еволюціонували разом із виробничим обладнанням. Вони перестали бути дешевими, як свідчить один із принципів концепції, проте стали набагато ефективнішими.
Нині це сучасні сенсори, датчики, конструктивні особливості ліній, які виявляють дефектні деталі та заготовки серед тисяч інших і самі вилучають їх з конвеєра.