Datainnsamling og dataanalyse

Transkript

1 Datainnsamling og dataanalyse - Forsterker verktøykassen for Lean - Tilfredsstiller krevende kunders behov - - Et skritt inn i industri 4 og store data Kursbeskrivelse Kurset gir en grundig innføring i systematisk identifikasjon av problemstillinger knyttet til prosesskarakterisering, valg av informasjonsbehov og etablering av en plan for innsamling og analyse av data. Det vil si en forsterkning av verktøykassen for Lean, tilfredsstillelse av krevende kunders behov og et skritt i retning av industri 4 og store data. Kurset videreføres med praktisk bruk av statistiske metoder. Dette omfatter: Forståelse av betydningen av representative prøveuttak. Utarbeide og bruke prosessadferds/kontrolldiagram ved karakterisering og styring av produksjons- og måleprosessen. Bruke av kapabilitets/dugelighetsindikatorer som beskriver prosessens evne til å innfri toleransekrav. Bruke sannsynlighetsfordelinger til å forutsi de innsamlede datas utfallsområde innenfor toleransegrenser og til å forutsi feilenheters utfallsområde. Beregne og forstå usikkerhet i gjennomsnitt, varians, standardavvik og feilandeler. Beregne krav til stikkprøve/utvalgsstørrelser avledet av valgt usikkerhetsnivå. Planlegge, gjennomføre og analysere innsamlede data fra et kapabilitetsstudium/prosesskarakterisering. Beregnede mest sentrale lokasjons- og Prøveuttak Hensikt Hensikten med innsamling og analyse av data er å bidra til at din bedrift øker konkurransekraft og forbedrer lønnsomhet gjennom redusert variasjon i produksjons- og måleprosessen. Derigjennom forbedret kvalitet og punktlighet, som bidrar til kostnadsreduksjoner. GeNor Geir Nordgaard og GeNor har erfaring med Datainnsamling, Statistisk Prosesstyring og målesystemsanalyse fra en rekke bedrifter i hele Norge og kan vise gode resultater som følge av dette verktøyet. Forutsetningen er at bedriften identifiserer og velger relevant styringsinformasjon, opparbeider forståelse for variasjoners betydning for kvalitet og leveringspunktlighet og reduserer variasjon i prosessen. Målgruppe Produksjons, kvalitets/hms og Lean ledere Medarbeidere i prosessavdeling og forskere Prosesseier. og prosess/driftsingeniører Produksjons. og laboratorie/måleteknikere Særskilt godt kvalifiserte operatører/laboranter Green og Black Belts (Six-Sigma) som ønsker en oppgradering/oppfrisking av faget Forkunnskaper Matematiske forkunnskaper er avgrenset til de fire regneartene, potensoppløfting og uttrekking av kvadratrot. Kursdeltakerne må være fortrolig med bruk av Excel. 1

2 Kursinndeling og nivå Kurset er inndelt i fem moduler. Hver modul har en varighet på 2 dager ( ) + oppgavearbeid mellom samlingene. Alle moduler er på bachelornivå. De to første modulene er obligatoriske. Modul 1: Systematiske forberedelser for innsamling og analyse av data. Modul 2: Prøveuttak, kontroll/prosessadferdsdiagram og kapabilitet. Modul 3: Ny sammensetning av kursinnhold Analyse av undergrupper, herunder introduksjon til målesystemsanalyse, sannsynlighetsfordelinger og glidende gjennomsnitt. Modul 3 kan utvides med flerprosessanalyse, som bl.a. brukes ved små seriestørrelser. Varighet for utvidet utgave er 3 dager. Pris for utvidet utgave (3 dager) er modulpris * 1,5. Modul 4: NB! Ny utgave vår 2017 (Tidligere modul 3) Usikkerhet og beregning av krav til stikkprøve/utvalgsstørrelser ved prøveuttak. Modul 5: NB! Ny utgave høst 2017 (Tidligere modul 4) Kapabilitetsindikatorer og kapabilitetsstudium. Inngående beskrivelse av dette under Kursinnhold. MERK: For at læringsmålene for de enkelte kursmodulene skal innfris, forutsettes løsning og innsending av oppgaver tilpasset eget arbeidsområde og refleksjon på tilbakemelding av oppgave-løsningen mellom samlingene. Oppgavene for modul 1 er tid-krevende. Pris pr. deltaker pr. modul kr 6 800,- Medlemspris: kr 5 450,- Prisene pr. deltaker forutsetter minimum 11 deltakere pr. modul. Maksimum antall deltakere er 15 personer pr. gruppe. Har virksomheten potensielt 2-3 deltakere kan flere virksomheter gå sammen i en kursgruppe for å få ned kostnadene. Reise og oppholdsutgifter for kursholder kommer i tillegg. Dette gjelder også leie av lokaler og servering, der flere virksomheter går sammen i en kursgruppe. For å oppnå størst mulig effekt, foreslås kurset definert som et prosjekt og at det videre arbeidet med prosessforbedringer inkluderes i bedriftens handlingsplaner. 2

3 Kursinnhold Modul 1: Systematiske forberedelser og innsamling og analyse av data Dag 1 Introduksjon Identifikasjon av overordnede problemstillinger 2 timer Perspektiver for innsamling og analyse av data Datainnsamlingsprosessen Systematisk identifikasjon Problemstillinger 6 timer av problemstillinger Introduksjon til og bakgrunn for prosesskarakterisering Identifikasjon av prosessens utganger (Operative mål) Identifikasjon av prosesstrinn og fysiske ressurser (maskin og instrumentering) Identifikasjon av faktorer med tilhørighet til prosesstrinn Identifikasjon av faktorer med tilhørighet til fysiske ressurser Identifikasjon av prosessens innganger Identifikasjon av menneskelige faktorer Identifikasjon av materialfaktorer Identifikasjon av miljøfaktorer Metode Øvrige problemstillinger Parallelle produksjonsressurser Ytelse, tilgjengelighet og kvalitet Hjemmeoppgave 1 Dag 2 Prioritere problemstillinger og velge informasjonsbehov for innsamling og analyse av data. (Siste forberedelser til datainnsamlingsplan) Utarbeide datainnsamlingsplan. Identifikasjon av problemstillinger Informasjonsbehov Metode for prioritering av problemstilling Prosessens utganger mål Faktorer med tilhørighet til prosesstrinn og fysisk ressurser Menneskelige faktorer Materialfaktorer Miljøfaktorer Metode Metodekrav Datainnsamlingsmetode Primære versus sekundære data Beskrive informasjonsbehovets målebarhet Måleskalaer Målingens pålitelighet Sporbarhet Kjedesporing Fabrikksporing Dataregistreringer Datainnsamlingsprosessens øvrige faser Prøveuttak Plan og styring av datainnsamlingen Datainnsamlingsplan Organisering av datainnsamlingen Personell Informasjonsflyt Gjennomføring Oppfølging Styring Hjemmeoppgave 2 Informasjonsbehov og datainnsamlingsplan Eksamen Avsluttende oppgave med oppsummering av modul 1 5 timer 3

4 Modul 2: Prøveuttak, kontroll/prosessadferdsdiagram og kapabilitet Dag 1 Introduksjon Innblikk i dataanalyse Forberedelser til dataanalyse Dataanalyse som prosess Forhåndskontroll av innsamlede data Oppsummeringer av innsamlede data Oversikt over aktuelle statistiske metoder Envariabel dataanalyse (Univariat) Tovariabel dataanalyse (Bivariat) Flervariabel dataanalyse (Multivariat) Velge, og begrunne valg av utvalgsprosedyrer Enkel stikkprøveplan Utvalgsprosedyrer Tilfeldig utvalgsprosedyre Systematisk (sekvensiell utvalgsprosedyre) Beregne de mest sentrale lokasjons og variabilitetsmål Utarbeide og tolke kontrolldiagram Lage histogram Opparbeide innsikt i bruk av kapabilitetsindikatorer. Tid som utvalgsprosedyre Grunnstatistikk Lokasjonsmål (alle forekomster og stikkprøve) Gjennomsnitt Median Modus Variabilitet (alle forekomster og stikkprøve) Variasjonsbredde Gjennomsnitt av kortintervall Varians og standardavvik Variasjonskoeffisient/relativt standardavvik Kontroll/prosessadferdsdiagram (Individuelle målinger) To beregningsmåter (Kortintervall og standardavvik) Tolkingsregler Sammendrag Lage histogram med bruk av Excel Utarbeide korttidskapabilitetsindikatorer (Cp, Cp k ) Hjemmeoppgave 1 Enkel stikkprøveplan, kontrolldiagram og tolking Dag 2 Velge, og begrunne valg av Multippel stikkprøveplan utvalgsprosedyrer Utvalgsprosedyrer Tilfeldig utvalgsprosedyre Systematisk (sekvensiell utvalgsprosedyre) Tid som utvalgsprosedyre Paralleller/klyngeutvalg Beregne de mest sentrale lokasjons og variabilitetsmål Utarbeide kontrolldiagram og tolke plottene i et kontrolldiagram. Opparbeide forståelse for hvordan gjennomsnitt og standardavvik påvirker evnen til å overholde toleransegrenser Opparbeide forståelse for beslutningsusikkerhet og bruk av beslutningstabeller Hjemmeoppgave 2 Grunnstatistikk ved multippel stikkprøveplan (undergrupper) Lokasjonsmål og variasjonsmål Undergruppenes totalgjennomsnitt Undergruppenes innbyrdes variasjon Variasjon mellom undergrupper Kontroll/prosessadferdsdiagram (Undergrupper) Gjennomsnitt og standardavvik Kortintervall for variasjon mellom undergrupper Kontrolldiagram for ulike undergruppestørrelser Tolkingsregler Kapabilitetsindikatorer Kapabilitetsindikatoren Cp (Variasjonens betydning) Kapabilitetsindikatoren Cp k (Variasjon og gjennomsnitt) Kapabilitetsindikatoren Cp U (Bare øvre toleransegrense) Kapabilitetsindikatoren Cp L (Bare nedre toleransegrense) Samlet beslutningstøtte To typer feil (vinkles mot oppstartskontroll Utarbeide beslutningstabell Multippel stikkprøveplan, kontrolldiagram, tolking og kapabilitet Eksamen Avsluttende oppgave med oppsummering av modul 2 4,5 timer 2 timer Hvis tid eller etter nærmere avtale. 1 time 1,5 time 4,5 timer 1 time 1 time 4

5 Modul 3- Analyse av undergrupper, herunder introduksjon til målesystemsanalyse, sannsynlighetsfordelinger og glidende gjennomsnitt. Dag 1 Utvidet variasjonsforståelse Analyse av undergrupper og introduksjon til 8 timer målesystemsanalyse Repetisjon. Kontrolldiagram for undergrupper 1,00 time Gjennomsnitt og standardavvik Intuitiv forståelse av hvordan variasjonen innenfor og Variasjonskildene ved undergrupper Undergruppenes totalvariasjon mellom undergrupper påvirker totalvariasjonen. Hva skiller variasjonen mellom og innenfor undergrupper Utføre varianstest med bruk av variasjonen mellom og innenfor undergrupper. Beregne lokasjons- og variabilitetsmål for data gruppert i en frekvensfordeling. Videreføring av vasjonsforståelse. Beregne og vurdere om en skjevfordeling er påvisbar Beregne og opparbeide forståelse for forskjellen mellom kort- og langtidskapabilitet. Beregne usikkerheter for måleinstrumentets «sanne» verdi (nøyaktighet), presisjon og drift. Beregne kombinert måleusikker og sammenstille denne i en usikkerhetstabell. Beregne målingens kvalitet og kapabilitetsindikator. Korrigere toleransegrenser med måleusikkerhet. Utarbeide utvidet belutningstabell og kontrollplan. Repetisjon av kursdag 1 Test av stabilitet versus ustabilitet Varianstest Sammendrag av innsamlede data i en frekvensfordeling En frekvensfordelings lokasjons- og variabilitetsmål Sammendrag av data med nivåforskjeller Veiet variansberegning Utvidet varianstabell Symmetri versus skjevhet Symmetrisk bjelleformet fordeling Skjevfordeling Kapabilitet Korttidskapabilitet Langtidskapabilitet Introduksjon til målesystemsanalyse Måletekniske begrep Karakterisering av måleinstrumentets usikkerhet etter kalibrering Karakterisering av målesystemets presisjon Karakterisering av måleinstrumentets stabilitet versus drift Kombinert måleusikkerhet Målingens kvalitet (Målekapabilitet) Endring av toleransegrenser Beslutningstabell og datainnsamlingsplan Beslutningstabell Datainnsamlingsplan (1. versjon av en kontrollplan) Case Produksjonsprosess og måleprosesskarakterisering 1,00 time 2 timer Hjemmeoppgave 1 Analyse av undergrupper og introduksjon til 6,5 timer målesystemsanalyse Dag 2 Sannsynlighetsfordelinger og glidende gjennomsnitt 8,0 timer Bruke sannsynlighetsfordelinger til beregning av overskridelse av toleransegrenser og beregne p.p.m. Sannsynlighetsfordelinger for målingens utfallsområde Normalfordelingen Student t- fordelingen 4,0 timer Bli kjent med sannsynlighetsfordelinger for varians og standardavvik. Bruke diskrete sannsynlighetsfordelinger til å forutsi feilenheters utfallsområde. Beregne glidende gjennomsnitt og standardavvik og kontrolldiagram. Sannsynlighetsfordelinger tilpasset variabilitet Kji- kvadratfordelingen F- fordelingen Diskrete/attributte sannsynlighetsfordelinger Binomialfordelingen Poissonfordelingen Hypergeometrisk fordeling Glidende gjennomsnitt Forberedelser Grunnstatistikk og kontrolldiagram Betraktninger ved systematiske variasjoner 1,0 timer 2,5 timer 5

6 Hjemmeoppgave 2 Sannsynlighetsfordelinger og glidende gjennomsnitt Modul 3 utvidet med flerprosessanalyse følger på neste side. Modul 3 utvidet med flerprosessanalyse Dag 3 Flerprosessanalyse 8 timer Beskrive hvilke produkter som skal inngå i en flerprosessanalyse. Forberedelser til datainnsamling Bakgrunn for flerprosessanalyse Definisjon av populasjon og informasjonsbehov r Gjennomføre prøveuttak fra heterogene (stratifiserte) populasjoner og begrunne antall nivåer for prøveuttaket. Velge sentreringsmåte og utarbeide aktuelle kontrolldiagram. Overføre vanlige tolkingsregler til flerprosessanalyse. Repetisjon av analyse av undergrupper. Beregne variasjonskoeffisient tilpasset flerprosessanalyse Utarbeide 1. versjon av en kontrollplan. Utarbeide kontrolldiagram tilpasset oppstarts- og regulær prosesskontroll. Utarbeide interne kvalitetskrav og bevise statistisk at kundens kvalitetsforventninger blir innfridd. Hjemmeoppgave 3 Stratifiserte prøveuttak Stratifisert stikkprøve En- trinns stratifisert utvalgsprosedyre To- trinns stratifisert utvalgsprosedyre Tre- trinns stratifisert utvalgsprosedyre Kontrolldiagram tilpasset flerprosessanalyse Sentrering av data Kontrolldiagram for individuelle sentrerte data Kontrolldiagram for like undergruppestørrelser Kontrolldiagram for delpopulasjoner (serier) med ulike størrelser Kontrolldiagram for strataene (produktene) Tolking av diagrammenes plott Individuelle sentrerte data Tolking av gjennomsnitt og standardavvik for like undergruppestørrelser Tolking av delpopulasjonene (seriene) Sammendrag av innsamlede data Sammendrag i en frekvensfordeling og symmetri versus skjevhet. Tilpasning av variasjonskoeffisienten til sentrerte data Kontroll- og varselgrenser for totalgjennomsnitt og standardavvik Variansanalyse Kort- og langtidskapabilitet Datainnsamlingsplan og prosesskontroll Datainnsamlingsplan Prosesskontroll Krevende kunders forventninger Forventninger til kvalitet Forventninger til prosessen Flerprosessanalyse Eksamen Avsluttende oppgave med oppsummering av modul 3 1,0 timer 2,0 timer r 2,0 timer 1,0 timer 1,0 timer 6

7 Modul 4- Sannsynlighetsfordelinger og usikkerhet ved prøveuttak Dag 1 Dag 2 Bruke sannsynlighetsfordelinger til beregning av overskridelse av toleransegrenser og beregne p.p.m. Bli kjent med sannsynlighetsfordelinger for varians og standardavvik. Bruke disse til utarbeidelse av kontroll og varselgrenser for undergruppers innbyrdes variasjon med bruk av akseptansesannsynligheter. Opparbeide forståelse for usikkerheter ved en enkel stikkprøveplan og hvordan usikkerheter påvirker krav til stikkprøvens størrelse. Hjemmeoppgave 1 Dag 2 Opparbeide forståelse for usikkerheter ved en multippel stikkprøveplan og hvordan usikkerheter avledes av utvalgsprosedyre påvirker krav til stikkprøvens størrelse. Sannsynlighetsfordelinger Sannsynlighetsfordelinger for målingens utfallsområde Normalfordelingen Student t- fordelingen Sannsynlighetsfordelinger tilpasset variabilitet Kji- kvadratfordelingen F- fordelingen Diskrete/attributte sannsynlighetsfordelinger Binomialfordelingen Poissonfordelingen Hypergeometrisk fordeling Usikkerhet- Enkel stikkprøveplan Repetisjon av utvalgsprosedyrer Tilfeldig, systematisk og tid Konfidensintervall (usikkerhet) Gjennomsnitt (uendelig og endelig populasjoner) Standardavvik Beregning av krav til stikkprøve/utvalgsstørrelse Standardavvik kjent på forhånd Plotprøve Estimat av totalen Punkt- og intervallestimat Sannsynlighetsfordelinger + Usikkerhet- enkel stikkprøveplan Usikkerhet- Multippel stikkprøveplan Enveis variansanalyse Variasjonskilder Test av stabilitet Usikkerhetsberegninger avledet av utvalgsprosedyre Representativt utvalg Klynge/gruppert utvalgsprosedyre Kombinasjon av representativitets og klyngeutvalg Beregning av stikkprøve/undergruppestørrelse og frekvens Representativitets og klyngeutvalg Tilpasning til kontrolldiagram/kontrollplan Estimat av totalen Punkt- og intervallestimat 6 timer 5 timer 8 timer Hjemmeoppgave 2 Konfidensintervall (kontinuerlige/variable data) Eksamen Avsluttende oppgave med oppsummering av modul 3 Tid Læringsmål- utvidet utgave Beskrivelse av utvidet utgave Varighet Dag 3. Diskrete/attributte sannsynlighetsfordelinger 3 timer Binomial, Poisson og Hypergeometrisk fordeling Konfidensintervall Attributte/binære data 5 timer Usikkerhet- Diskrete data (Enkel og multippel stikkprøveplan) Punkt- og intervallestimatestimat Store stikkprøveandeler + antall Små stikkprøveandeler + antall Stikkprøvestørrelse Store stikkprøveandeler Små stikkprøveandeler Estimat av totalen Punkt og intervallestimat Hjemmeoppgave 3 Sannsynlighetsfordelinger + konfidensintervall Eksamen Avsluttende oppgave med oppsummering av modul 3 7

8 Modul 5- Kapabilitetsindikatorer og kapabilitetsstudium Dag 1 Repetisjon av klassiske 3 timer korttids- og langtidskapabilitetsindikatorer. Videreutvikle kapabilitetsforståelse med bruk av kapabilitetsindikatorer avledet av Taguchis kvalitetstapsfunksjon Planlegge, forberede og gjennomføre et kapabilitetsstudium. Formulere mål/ hypoteser for gjennomsnitt og standardavvik avledet av kapabilitets/dugelighetskrav. Hjemmeoppgave 1 Dag 2 Bruke beskrivende/desskriptiv statistikk for lokasjons- og variabilitetsmål, kapabilitetsindikatorer, de innsamlede dataenes symmetriske egenskaper og kurvatur, datamønster og bruk av normalfordelingsplott. Opparbeide forståelse for usikkerhet ved deskriptiv statistikk med bruk av konfidensintervall. Bruk av statistiske metoder ved beslutningsstøtte/hypoteseprøving av formulerte hypoteser. Kapabilitetsindikatorer Klassiske kapabilitetsindikatorer Korttidskapabilitet Langtidskapabilitet Kapabilitetsindikatorer avledet av Taguchis tapsfunksjon Tapsfunksjon Korttidskapabilitet Langtidskapabilitet Kapabilitetsbetraktninger Klassiske versus Taguchi Finansielle tap Støy versus signalkomponenter Kapabilitetsstudium del 1 Forberedelser til kapabilitetsstudiet Bakgrunn for et kapabilitetsstudium Definisjon av populasjon og informasjonsbehov Formulering av mål/hypoteser Datainnsamlingsmetode Prøveuttak Datainnsamlingsplan Gjennomføring/feltarbeid Oppfølging av datainnsamlingen Kapabilitetsindikatorer + forberedelser til kapabilitetsstudium Kapabilitetsstudium del 2 Estimat av populasjonskarakteristikker Sammendrag av innsamlede data Autosamvariasjon/autokorrelasjon Normalfordelingsplott Sannsynlighet for normalfordeling Kapabilitetsindikatorenes usikkerhet (konfidensintervall) Estimat av populasjonskarakteristikker med bruk av undergrupper Kapabilitetsindikatorenes punkt og intervallestimat Samlet betraktning av punkt- og intervallestimat Beslutningsstøtte/direkte hypoteseprøving Test av symmetri og kurvatur Test av autokorrelasjon Variansanalyse Test av gjennomsnittskrav Test av variasjonskrav Test av treffsikkerhet Rapportering av kapabilitetsstudiet Rapport i tabellformat Hjemmeoppgave 2 Estimat av populasjonskarakteristikker + direkte hypoteseprøving + rapportering Eksamen Avsluttende oppgave med oppsummering av modul 4 5 timer 1 dag 8