生產線上的問題排除 - CMA Testing

文章  | 期號 27 | 2024.04 

撰寫人:尹亮恆;校對冼廷錥

背景

相信有生產管理經驗的讀者們都曾經遇到過大大小小的生產問題,但擁有豐富生產經驗的你相信對大部份的問題都能找到原因並加以解決。可是總有些問題是會重複並隨機地出現,而且每次出現時都找不到其確切的原因。

有時我們會猜測問題的成因,並作出相應的改善措施。但即使做了相應的措施,有時該問題還是會再次出現。遇著這些情況,很多時候根本不知道問題的根源,更不知該從那個方向入手。

討論重點:        

  1. 問題排除
  2. 案例分享

1. 問題排除

要解決不知原因的問題,最先決的條件當然要對自己的產品及生產流程有深入的了解。即使如此,在調查問題原因時很多時候都會欠缺調查方向,或是在調查中不知不覺地走進思考的誤區,結果可能是找不到原因,又或是以為已經找到了原因,但一段時間後才發現那個根本不是原因,因而浪費了不少精力和時間。

筆者過去搞生產管理時亦遇過不少這類問題,亦碰過不少釘子,亦有過不少成功的例子。在成功和失敗中,筆者嘗試總結一些經驗,並在這裏跟各位分享一下:

  • 善用直覺  

對自己的產品及生產流程熟悉的你,使用直覺會是一個很好的開始。雖然直覺並不會帶給你任何實質的證據,但直覺總會給你一個較實在的調查方向。  

  • 搜集實質證據

不論直覺告訴你甚麽,實質的證據是排除問題的根源。這些證據可以是觀察結果,統計資料,或是實驗結果。  

  • 身體力行  

這點我覺得是非常重要的。

在可行的情況下,應親身走到最前綫用雙眼進行觀察,了解發生甚麽事。親身觀察會遠勝過其他人的描述,或是報告或數據的資料。

  • 找出模式

當問題重複出現時,可以記下特定的資料,例如地點時間,產品類型或分析數據等等。當收集的資料足夠的時候,或許你會從中找到重複出現的模式而推敲出導致問題出現可能的根源。

  • 進行運算

廣東話有句俗語“大話怕計數",意思是不論想得如何天花亂墜,在經過計算後,真的永遠假不了,而假的亦會真不了。

  • 利用統計工具

數據是最客觀和有力的証據。收集到的數據越多越廣泛,事情便會越清析,走入盲點的機會便會越低。

面對一大堆數字的時候,若只用直覺去理解,數據便有可能令你作出錯誤結論。

要分析數據,最理想是使用統計工具。哪怕使用最簡單的統計方法(如計算平均數,標準差,或畫個棒形圖),亦可從中看到一些利用直覺看不到的事情,讓你對事情有更全面的理解。  

  • 按證據作結論,以實驗驗證結論

當你覺得已有足夠證據證明你的想法,可以先做結論,然後設計一些實驗以驗證這個結論是否正確。  

  • 跳出思路的陷阱:有關係並不代表有因果關係

即使以最科學的方法收集資料,但在解讀這些資料時我們有時會不自覺地掉進了一些謬誤,以至於得出錯誤的結論。

最常見的謬誤是把二件有關聯的事情結論為互有因果關係。但其實有可能是它們都受到同一個原因所影響,以致看起來它們好像是在相互影響。

  • 跳出思路的陷阱:倖存者偏差        

收集數據就像進食吸收營養一樣,切忌偏食。收集或整理証據時需特別留意手頭上的証據是否來自不同方面,特別是某些數據會否存在著系統性被遺漏的可能而不被收集到。

例如對客戶進行問卷調查收集意見,通常不是所有問卷都能被成功回收。假如收回來的問卷均顯示客戶對我們所提供的服務感到非常滿意,這是否表明我們已做得很好呢?

答案是未必的,因為在沒回覆的問卷中可能包含著對我們服務很不滿的客人,因此這些回應便被系統性地排除在我們的數據中,令之後作出的結論出現偏差。

倖存者偏差的故事:二戰時盟軍的戰機在執行完任務後飛回基地,機身上都會帶著一些由防空炮火造成的彈孔。除了某些地方之外,彈孔似乎遍布整架飛機。最後盟軍決定在沒有出現過彈孔的部分加厚裝甲,原因是這些部分若是中了彈,飛機便根本回不了基地。

2. 案例分享

案例分享(一) — 找出模式,走出辦公室,到現場實地視察,並以實驗驗証猜想

筆者之前在飲品廠做生產管理時有個問題困擾了我們多年,就是經常有客人投訴飲品裝不滿,而且其味道非常淡,像滲了很多水份似的。

當初我們最直接的想法當然是飲品在生產過程中意外地滲了水。但即使我們細察生產過程中的每一道工序,還是查不到會合理地意外滲水的地方;另外,在翻查投訴產品相關日期的生產記錄後,亦沒有找到有異常的情況出現過。我們最後在最有機會發生問題的地方做了很多次的模擬實驗,模擬出現了最壞的情況並嘗試製造被投訴產品的模樣,可是得出的結果還是跟那些被投訴的產品有一段很遠的距離。

就是這樣,曾經有很多年的時間都出現著類似的投訴,可是這些年來我們根本找不到任何解決問題的頭緒。

雖然如此,但這些日子並不是白過的。當收集到的投訴個案開始累積,一些模式便慢慢地出現在我們眼前:1,作出 投訢的都是食肆,並沒有超市、便利店、或一般的消費者;2, 入不滿和變淡永遠是一起出現的,從未出現過單獨投訴入不滿或變淡的產品;3, 問題只涉及樽裝飲品,從來沒有出現在罐裝或其他包裝的飲品上;4, 在外觀上,被投訴產品的樽蓋都非常完好和整齊,沒有一絲被動過手腳的痕跡。

既然在廠內找不到線索,我們便直接走到出現問題的現場,實地視察一下。

在一次再收到客人有入不滿的投訴後,我們便走到現場跟客戶溝通,並順道視察現場的環境。這時我發現這家食肆的生意很好,所以飲品的流轉都很快。為加速飲品冷卻的過程,食肆都會把冰箱的溫度調到在攝氏零度以下。看到這情況,我便想在食肆營業時間以外,若有產品依然被放置於零度以下,便有機會結冰。當飲品結後冰便會膨脹,而膨脹的水份便會導致樽內壓力上升。而上升的壓力是有可能推開樽蓋而造成泄漏,最後造成入樽不滿的假象。

為了証明筆者的理論,筆者特意做了個實驗:把一批樽裝和罐裝飲品冷藏至冰點以下,並維持一段時間。結果証明了裏面的飲品確實會膨脹並推開了樽蓋並造成泄漏。相反罐裝飲品卻會出現罐身變形,或是爆裂,並不會出現包裝完好但入罐不滿的現象。

由於飲品內結冰的成份是水,所以漏出來的都是沒有結冰的其他成份。在飲品解凍以後,之前結了冰的水份在融化後便會稀釋了瓶內餘下的飲料,造成飲品變淡的現象。這個實驗完美地重現被投訴產品所出現的現像,而且這現象只會發生在樽裝飲品上,並不會出現在其他包裝。隨後的幾日我們再做了多次的實驗結果也是一樣,再一次証實我的理論。    

在確認實驗結果後,我們便把這個結果交給相關的同事進行跟進。在實施了一系列的措施後,這類投訴便慢慢減少,最後更加幾乎消失了。  

案例分享(二) — 了解生產綫,善用直覺,以計算驗証猜想

這個個案的產品亦是一種飲料產品,但這次的飲料並非如前述的含有碳酸氣。

在多年前的某一個月內我們忽然從不同地方接到不同的顧客投訴買到的飲品已經變壞,不能飲用。被投訴的飲品皆來自不同的零售商,而且分佈港九各地,並沒有那個區收到的投訴特別多。由於被投訴的飲品均已經開封,而且在我們收到時亦已經過了好一段時間,所以這些收到的產品並不能提供太多可用的資料。

為了確認問題是在出貨前已存在,還是到達店舖才出現,我們便到自己的貨倉找相對應生產批次的存貨,然後再打開查看。在打開了幾十箱(一箱有24樽飲品)產品後,卒之在其中一箱找到幾支尚未開封但已經變壞的飲品。這些產品的味道已經改變,而且氣味像是經細菌發酵過似的,我們因此知道問題是由於細菌滋生所造成。這些出問題的飲品包裝都很正常,沒有泄漏的痕跡。我們也隨機在其他批次進行抽查,結果在打開了百多箱後再發現了小量變壞的飲品。

這次的難題是出現問題產品批次及時間並沒有明顯的關連。問題似乎是隨機地出現,而且規模亦不算很大,因為出問題的產品只佔整體成品不足百分之一,。翻查出問題批次的產品時亦沒有發現該日生產出現異常。

由於知道變壞是由細菌滋生造成,包裝沒有破損等特徵暗示了細菌在包裝前可能已存在於產品中,直覺告訴我問題是出在生產流程中的高溫消毒工序。現有的工序上可能存在著某種缺失,令部份產品未能得到適當的消毒處理。因此,調查範圍便縮窄到高溫殺菌的工序上。再確切的說,當時是收窄到用於高溫殺菌的鍋爐上。

這個鍋爐的操作是先把產品放入鐵籠中。鐵籠在蓋上蓋子後便會放入鍋爐中,然後便有高溫熱水注入爐中浸泡產品以達到殺菌的效果。由於變壞的問題只是小規模地出現,所以殺菌的溫度和時間應該是足夠的,否則問題會出現在整批產品而非小部份產品。

我拿著產品多番研究後,便發現產品是會浮在水面上 ,因此我心中便出現一個理論:當大批產品一起放在水裏時所產生的浮力會對鐵籠的蓋產生不少向上的推力。當這個推力比鐵籠蓋的重量大時便會把籠蓋推起而導致部份產品浮在水面上而不能完全浸在熱水中,從而令殺菌效果大打拆扣。在消毒完畢後爐裏的水會先被排放掉,鍋爐的閘門才能被打開,這樣剛才籠蓋被推開的情況便不會被察覺到,最終造成產品內殘餘的細菌以後能在裏面滋生而不能被及時發現的情況了。

之後我們做過一些簡單的計算,發現籠裏面產品的數量確實能提供足夠的浮力把籠蓋向上推開,這樣更進一步証明了我們的猜想。後來我們嚐試在鐵籠蓋上鐵蓋後用鐵釣把鐵蓋固定在鐵籠上,然後在殺菌時再把更多的熱水注入爐中以確保所有產品均能浸泡在熱水中。在實行這些措施後,這個問題便再沒有出現了。  

案例分享(三) — 搜集證據,跳出思路的陷阱,利用統計工具,並以實驗驗証猜想

有喝過碳酸飲料的朋友都知道流失了碳酸氣的碳酸飲料味道是會大打折扣的。所以碳酸飲料內碳酸氣的含量是一個很重要的品質指標,在生產時必需嚴格地受到控制。

可是在生產碳酸飲料時,由於在包裝過程會有一段很短的時間碳酸飲料會曝露在空氣中,所以包裝後通常會有小量碳酸氣流失。但只要這個流失在每次產品包裝時的變化不大,我們是可以在未包裝前把產品的碳酸含量調高一個定值,便可以令產品在包裝後達到一個特定的碳酸含量。

我們就曾經生產過一款碳酸飲料,在不同的生產時段所流失的碳酸氣都存在著很大差異,所以在同一個生產日期,即使在生產初段碳酸含量達標,但在較後時段便可能出現不達標的情況。

在經過討論,生產部的同事認為是因為室溫變化而導致碳酸氣不平均地流失。為此,同事們收集了不同日子產品碳酸氣流失的數據,及當時的氣溫,並把該月的平均氣溫和該月產品平均的碳酸氣流失數據製作成一個折線圖。在折線圖中隱約看到氣溫變化和碳酸氣流失數據的變化有關聯,所以便結論出溫度變化是導致碳酸氣流失的主因。要解決該問題便需要在灌裝機前加個有冷凍裝置的緩衝缸以減低氣溫對碳酸流失的影響。

由於加裝設備所投入的資源確實不少,所以管理層在作決定前找我再做一個獨立的調查以証實同事的結論。

對於這個任務,我本來是沒甚麽頭緒的。但由於正常生產時生產部都會收集很多不同類型的數據以作品質及效率監控,我便抱著試試的心態把所有能收集的數據都集齊起來,然後再用一些統計工具(那次我使用了變異數分析的統計方法(ANOVA))對數據進行分析,看看會有甚麽發現 。

當我把所有的數據都分析完以後,一些有趣的事情便呈現在我眼前了:分析顯示碳酸氣的流失跟環境溫度根本完全沒有關係;相反,流失卻跟灌注的飲品份量有非常密切的關係 — 當灌注的份量較少,碳酸氣流失便變高;反之灌注體積高,流失便減少。      

就如我前面說過,二者出現關係並不代表這關係必然是因果關係。因此我特地和生產部的同事聯合做了個實驗,以確認二者間的關係:在維持所有的環境因素均不變之下改變灌注的份量(受控實驗的自變量),再看看碳酸氣的流失(受控實驗的因變量)會否跟之前預測的一致。結果顯示碳酸氣流失跟灌注份量依然存在密切的關係,這樣便証明了灌注的份量確實是導致碳酸氣流失的原因。

管理層看過結果後都認同調查的結論。在經過討論後,他們便決定把改善工作集中在灌注機的運作,而把安裝緩衝裝置的計劃閣置了。

我想你們在生產管理過程中都會遇過生產質量問題,而其實這些問題若果處理得宜,要找到原因和把它們解決其實並不是一件很難的事。若果你們覺得不知如何解決這些問題時,歡迎你們找我們討論,看看我們能否幫忙解決。

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