La metodologia 6-Sigma (Six Sigma o 6σ) fornisce gli strumenti per migliorare la capability (in Italiano: idoneità, capacità) di ogni processo di business (industriale, operativo, commerciale, organizzativo, ecc.), aumentando la loro performance globale e diminuendo la loro variabilità.
Ciò porta alla riduzione della difettosità ed al miglioramento di profitti, morale delle persone e qualità del prodotto.
La metodologia utilizza informazioni (management per fatti) ed analisi statistiche per misurare e migliorare performance, strategie e sistemi d'impresa.
L'obiettivo primario della metodologia 6-Sigma è di ridurre la variabilità nell'output di un processo.
E' verosimile che molti processi possano essere influenzati da cause specifiche o speciali che creano un impatto negativo sulla performance globale di processo rispetto alle specifiche od aspettative del cliente del processo medesimo.
La metodologia 6-Sigma mira a: comprendere la variabilità - misurare la variabilità - ridurre la variabilità - monitorare la variabilità.
definizioni di base
Campione: un gruppo di unità, una porzione di materiale, od alcune osservazioni prese da un quantitativo più grande di unità, da un lotto più grande di materiale, o da molte più osservazioni. Un campione serve a fornire informazioni che possono poi essere utilizzate per prendere una decisione riguardante il quantitativo più grande (chiamato popolazione.
Esempio:
La SuperBanca vuole conoscere a quanto ammonta il tempo medio di attesa dei clienti in coda per le casse.
Allo scopo, si sceglie un campione di 20 clienti in coda in un certo giorno dalle 9:30.
In quello stesso giorno, l'intera popolazione di clienti che fecero la coda alle casse fu di 189 unità.
Distribuzione: un gruppo di dati numerici raccolti da un universo ben definito di misure possibili riguardanti una proprietà di una grandezza variabile oggetto dello studio.
Esempio:
Tempo di attesa in minuti dei clienti in coda alla SuperBanca (in quel giorno - a quell'ora - campione: 20 clienti)
Escursione: è una misura della dispersione in una Distribuzione, ossia la differenza tra il valore osservato più alto ed il più basso in un certo Campione
Esempio Superbanca:
Tempo di attesa dei clienti nel campione in minuti.
NB: per capire la variabilità di un processo, la Media e la Moda spesso non danno informazioni valide, mentre l'Escursione può dare un'indicazione falsa
Deviazione Standard σ: una misura molto significativa della variabilità.
La deviazione standard σ in un gruppo di N valori di un campione è una misura della variazione dei valori rispetto alla Media, definita dalla formula seguente:
Esempio Superbanca:
Tempi di attesa dei clienti in minuti.
La Deviazione Standard è = 0,57 minuti
Esempio di utilizzo pratico della Deviazione Standard.
La Superbanca vuole confrontare la performance delle sue casse con quella del suo concorrente principale, la IperBanca.
Pertanto un osservatore raccoglie in incognito i seguenti valori dei tempi di attesa alle casse Iperbanca per un campione di 20 clienti nello stesso giorno alla stessa ora (9:30):
La Media è la stessa: 2,2 minuti
La Moda è la stessa: 2,15 minuti (4 volte)
L'Escursione è più bassa: 0,75 minuti contro i 2,25 minuti della Superbanca
La Deviazione Standard è più bassa: 0,22 minuti (pari al 40% della DS alla Superbanca)
Se si allargasse l'esercizio, considerando:
- diversi giorni della settimana
- in diversi periodi dell'anno
- in diversi orari della giornata
- e con un campione di clienti più elevato
ed i risultati dell'esercizio fossero simili a quelli dell'esempio (semplificato) di cui sopra, la conclusione netta sarebbe che i Clienti della Iperbanca hanno una probabilità più elevata (più del doppio) di aspettare meno alle casse dei Clienti della Superbanca - e questo nonostante la "media" dei tempi di attesa sia la stessa nei due casi (le due banche hanno la stessa misura di "tendenza centrale").
Questo significa che il processo "effettuare una transazione bancaria" alle casse della Iperbanca è più stabile (ha meno variabilità) che non il corrispondente processo alla Superbanca. Questo per svariati fattori che influenzano i 2 processi.
Quale banca sceglieresti?
RAPPRESENTAZIONE GRAFICA DI UNA DISTRIBUZIONE
Tempi di attesa dei clienti (campione di 20 unità) alle casse della Superbanca, in quel giorno a quell'ora
Distribuzione Normale (Distribuzione Gaussiana): è la più comune Distribuzione "continua" che si incontra in studi 6-Sigma.
Quando la frequenza (densità di probabilità) dei valori della Distribuzione viene riportata graficamente, ne risulta la famosa "curva a campana" (curva normale o curva Gaussiana):
Una proprietà interessante della Curva Gaussiana è la regola del 3σ:
"la % di dati i cui valori sono compresi tra la media e +-3σ è del 99,73%"
Questo significa che tutti i valori di una curva normale, tranne una % trascurabile, cadono in un intervallo di ampiezza 6σ e centrato sulla media.
Limiti di Controllo: delimitano l'intervallo compreso tra 3 Deviazioni Standard da ciascuna parte rispetto alla Media (ampiezza dell'intervallo, quindi = 6 Deviazioni Standard).
I Limiti di Controllo riflettono la variazione dei dati attesa.
In generale, si definisce un Limite di Controllo Inferiore ed un Limite di Controllo Superiore:
Specifiche e Limiti di Tolleranza: una specifica è un criterio che deve essere rispettato da un prodotto, una sua parte, o, più in generale, da una caratteristica od un parametro di un processo.
In genere si associano ad una specifica dei limiti di tolleranza: un Limite di Tolleranza Inferiore ed un Limite di Tolleranza Superiore.
Esempio Superbanca:
Tempi di attesa dei clienti alle casse.
La Superbanca potrebbe decidere di fissare, come specifica, che il tempo di attesa alle casse di ogni cliente della banca non debba eccedere 1,75 minuti.
Ogni tempo di attesa superiore a 1,75 minuti cadrebbe fuori specifica.
Pertanto, 1,75 minuti è il Limite di Tolleranza Superiore.
comprendere: Difetto - Unità - Occasione
Ogni processo dovrebbe avere definizioni chiare di: difetto - unità - occasione
Primo: capire bene i bisogni del cliente del processo (ascoltare la voce del cliente....)!
Questo comporta un sano esercizio di QFD (Quality Function Deployment) (--> approfondisci): bisogna raccogliere commenti e feed-back del cliente e convertirli in specifiche qualitative.
Queste, in terminologia 6-Sigma, sono le cosidette CTQ (Critical to Quality): caratteristiche critiche che un prodotto o servizio (output del processo in argomento) devono possedere allo scopo di soddisfare le necessità, bisogni od aspettative del cliente.
Ecco le necessarie definizioni:
Difetto: un allontanamento o deviazione di una caratteristica qualitativa dal livello o stato che si intendeva ottenere - di gravità o severità sufficiente a far sì che il prodotto o servizio in argomento non possa soddisfare i requisiti d'uso normali o comunque previsti. [T. Pyzdek]
Un difetto di prodotto o servizio è la sua non facoltà di conformarsi a dei requisiti, sia che essi siano stati ben articolati e specificati, sia che essi siano impliciti.
In pratica, si chiama difetto qualsiasi componente di un prodotto o servizio che:
- non soddisfi specifiche o requisiti del cliente
- causi l'insoddisfazione del cliente
- non risponde a requisiti fisici o funzionali
Ogni volta che delle specifiche o dei criteri di accettazione non vengono soddisfatti si parla di difetto.
Un difetto significa che i valori di una certa grandezza cadono al di fuori dei Limiti di Tolleranza (superiore od inferiore).
Unità: una caratteristica che può essere quantificata dal cliente. Essa è parte dell'output di processo, è osservabile ed è misurabile.
Si può manifestare come unità fisica o, nel caso di un servizio, può avere punti di partenza ed arrivo specifici.
(Vedasi esempio più sotto)
Occasioni: il numero totale di chance che una Unità presenti Difetti.
Ogni Occasione deve essere indipendente da altre occasioni e, come nel caso dell'Unità, deve poter essere osservabile e misurabile.
Ogni occasione si interfaccia direttamente con i CTQ del Cliente.
Il numero totale di occasioni dà un'idea della complessità di un prodotto o servizio.
(Vedasi esempio più sotto)
CTQ (Critical to Quality): caratteristiche "chiave" di un prodotto o processo i cui Standard di Performance od i cui Limiti di Tolleranza debbono essere rispettati allo scopo di soddisfare il cliente.
Sono i CTQ ad allineare sforzi progettuali (di prodotto o processo) o iniziative di miglioramento (di prodotto o processo) con i requisiti del cliente.
I CTQ consistono nelle caratteristiche di un prodotto o servizio che sono imposte, richieste, attese o perfino "sognate" dal cliente. I CTQ possono includere dei Limiti di Tolleranza od ogni altra specifica ad hoc.
Spesso, allo scopo di identificare o definire un CTQ, bisogna letteralmente "tradurre" commenti od espressioni vaghe del cliente in specifiche di business pratiche e gestibili.
Detto in parole povere, i CTQ sono quello che un cliente vuole o si aspetta... espresso, dichiarato, implicito o solo sognato.
Esempio Superbanca:
Tempi di attesa clienti alle casse.
Specifica CTQ: il tempo di attesa non deve essere superiore a 1,75 minuti. Difetto: ogni tempo di attesa superiore ad 1,75 minuti Unità: Tempo di attesa (in coda) Occasione: ogni cliente della Superbanca in coda (quindi, tutti i clienti della banca che fanno coda)
Resa di Processo: si calcola sottraendo il numero totale di Difetti dal numero totale di Occasioni - dividendo il risultato per il numero totale di Occasioni - ed infine moltiplicando quest'ultimo risultato per 100.
Esempio Superbanca:
Nel campione sotto osservazione,
Conclusione: solo il 20% dei tempi di attesa cade entro il Limite specificato.
metodologia tradizionale e metodologia 6-Sigma
La metodologia di Qualità tradizionale definiva un processo capace e normale (quindi di performance accettabile) se l'escursione naturale (+ o - 3σ dalla media) dei parametri significativi di processo era entro i Limiti di Tolleranza.
Questo equivaleva a far coincidere i Limiti di Tolleranza Superiore ed Inferiore con i Limiti di Controllo "naturali" della variabilità attesa dei parametri di processo significativi.
Sotto questo assunto di "normalità" il Livello Qualitativo 3 sigma corrisponde ad una Resa di Processo del 99,73%. Pertanto:
Difetti di processo = 0,27%
La Motorola contribuì in modo sostanziale a rivedere la cosa, cambiando radicalmente l'approccio alla qualità: invece di misurare la difettosità in percento (parti difettose per cento), misurandola in per milione - ppm, parti per milione.
Il che è esattamente quello che il business odierno richiede: una qualità praticamente perfetta (o zero difetti).
La metodologia 6-Sigma punta a dei processi che operino in modo tale che i parametri più significativi cadano entro Limiti di Tolleranza che siano almeno sei sigma (+ -) dalla media (ecco perché si chiama Metodologia 6-Sigma).
Con una distribuzione parametrica di processo normale e "centrata" entro Limiti di Tolleranza di + - 6 sigma, solo 2 ppM (parti per Miliardo) cadono fuori specifica.
Quando la distribuzione è "centrata":
Limiti Toller.
Resa %
Difettosità ppm
+- 1 sigma
68,27
317300
+- 2 sigma
95,45
45500
+- 3 sigma
99,73
2700
+- 4 sigma
99,9937
63
+- 5 sigma
99,999943
0,57
+- 6 sigma
99,999998
0,002
Ma in realtà la distribuzione "centrata" è rara: in genere un processo può presentare un drift (letteralmente: andare alla deriva), detto anche shift (spostamento), di 1,5 sigma in entrambe le direzioni.
Questo dipende da moltissimi fattori.
In teoria, un processo potrebbe essere "perfetto" e produrre un output praticamente "perfetto", almeno nel breve termine: quando questo accade (ed accade in realtà) si parla di Capacità o Performancedi Processo a breve termine di 6 sigma. In questi casi si dice anche che il processo è titolato (Process Entitlement).
La differenza tra "il meglio" che un processo può dare (misurato dalla Capacità di Processo a breve termine), e quanto invece percepito dal cliente come esperienza nel tempo (Capacità di Processo a lungo termine), si definisce Shift, chiamato anche Zshift o σshift.
Per il processo "tipico" il valore dello ZShift è pari a 1,5 sigma.
Quando parliamo di "6 sigma", è inerente nella definizione che la Capacità di Processo a breve termine è di 6 sigma, mentre la Capacità di Processo a lungo termine è in realtà di 4,5 sigma (a causa dello ZShift).
Con un ZShift tipico di 1,5 sigma, la difettosità residua è di 3,4 ppm: questo è il target della metodologia 6-Sigma
In un mondo 3 sigma:
- nessun computer funzionerebbe
- ogni giorno una banca di grosse dimensioni si perderebbe 54.000 assegni
- ci sarebbero moltissimi atterraggi "corti" o "lunghi" nella maggior parte degli aeroporti in tutto il mondo
E' facile capire perché il mondo d'oggi richiede una qualità molto superiore a quella tradizionale di livello 3 sigma
Quando il Sigma di Processo assume valori elevati, il processo si avvicina ad una situazione di variabilità nulla: questo è quello che si chiama 0 difetti
perché sei sigma?
perché in un processo che consiste di vari sub-processi (come avviene in realtà), la Resa di Processo globale è il prodotto delle rese di ciascun sub-processo.
Ad esempio, per un semplice processo composto da 2 sub-processi, ove il sub-processo 1 abbia una resa dell'80% ed il sub-processo 2 una resa del 90%, la resa globale di processo è pari a 80% x 90% = 72%.
Quindi la resa globale di processo è sempre inferiore alla peggiore delle rese dei singoli sub-processi!
Se si adottasse la vecchia regola del 3 sigma (resa di processo = 99,97%) in un processo consistente di 10 sub-processi, il livello totale di difettosità alla fine del processo sarebbe di 26.674 ppm!
l'approccio 6-Sigma al miglioramento dei processi - il DMAIC
DMAIC è la sigla che sintetizza le 5 fasi interconnesse, tipiche di ogni esercizio 6-Sigma:
Ognuno dei 5 passi (ciclici) è necessario per conseguire risultati di rilievo.
DEFINIRE: definire il Cliente, definire il processo in argomento, definire i CTQ.
Tappa fondamentale: l'individuazione e la definizione del cliente (esterno o interno) e dei suoi requisiti o aspettative circa l'output di processo è il big-bang che dà vita ad un esercizio 6-Sigma.
Sono inoltre da definire: i confini dell'esercizio, ed i confini del processo.
La definizione del processo in genere si effettua "mappando" il flusso di processo.
L'esercizio 6-Sigma è un progetto: il piano di progetto, il suo programma e le sue pietre miliari debbono pure essere definiti.
Gli strumenti: Strumenti di Pianificazione/Programmazione progetti - Carte di flusso di processo - Diagramma SIPOC - Analisi di tutte le parti interfaccia - PBS (Project Breakdown Structure) - QFD -Quality Function Deployment (per la raccolta di dati provenienti dalla "voce del cliente").
MISURARE: misurare la capacità del processo sotto analisi.
Sviluppare un piano di raccolta dati di processo.
Importante raccogliere dati da sorgenti differenziate per determinare parametri metrici di processo e difettosità attuale.
Definire Difetto, Unità, Occasione.
Gli strumenti: Carte di flusso di processo - Piano Raccolta Dati - Benchmarking - Analisi del Sistema di Misura - QFD - Strumenti di Calcolo del sigma di processo.
ANALIZZARE: Analizzare i dati raccolti e la mappa di processo per determinare le cause profonde della difettosità (e variabilità) ed individuare opportunità di miglioramento.
Individuare e distinguere tra passi di processo a valore aggiunto e passi non a valore aggiunto.
Identificare e definire tutte le sorgenti di variabilità.
Identificare il delta tra la performance di processo attuale e quella in obiettivo (a sigma elevato).
Dare le giuste priorità alle varie opportunità di miglioramento.
Gli strumenti: Istogrammi - Diagramma di Pareto - Diagrammi di Dispersione - Analisi di Regressione - Diagramma Causa-Effetto - i 5 perché - Esame Critico della Mappa di Processo - Ipotesi di Analisi Statistica - Analisi Dati non-normale.
IMPROVE (MIGLIORARE): Escogitare soluzioni creative ed innovative per migliorare il processo, prevenire problemi ed eliminare difettosità e variabilità.
Individuare e valutare le modalità di guasto di possibili soluzioni.
Validare soluzioni di miglioramento possibili per mezzo di esperimenti pilota.
Preparare e validare il programma di implementazione delle soluzioni migliorative.
Gli strumenti: Brainstorming - Tecniche Poka-Yoke (a prova di errore) - Matrice di Pugh - Casa della Qualità - FMEA (Failure Modes and Effects Analysis) - Software simulativo.
CONTROLLARE: Verificare che i piani di miglioramento introdotti mantengano la performance di processo nel corso prefissato.
Prevenire che si "torni sulla vecchia strada" (capita)
Identificare, sviluppare e lanciare un piano di monitoraggio a medio/lungo termine. Istituzionalizzare il sistema di miglioramento introdotto - ufficializzarlo con degli "standards".
Verificare benefici, risparmi, ed incrementi di utile conseguenti al progetto 6-Sigma.
Festeggiare e celebrare!
Gli strumenti: Strumenti di calcolo del sigma di processo - Carte di Controllo (per variabili e per attributi) - strumenti di calcolo dei risparmi - Piano di Controllo
semplice esempio di applicazione pratica dell'approccio 6-sigma
Il Tasso di Performance (Performance Rate, o PR - uno dei 3 componenti della OEE - Overall Equipment Effectiveness) di una macchina è tenuto sotto stretto controllo. L'obiettivo che la Direzione Produzione ha imposto è di raggiungere un PR medio dell'80%.
Negli ultimi 30 turni sono stati ottenuti i seguenti valori di PR:
Il PR medio è 80,0067%. Quindi l'obiettivo è raggiunto.
Se la Direzione di Produzione, invece, stabilisse come obiettivo che la PR non dovrebbe cadere al di sotto del 79% e si facesse un'analisi 6-Sigma, quel che si scoprirebbe è che ben 7 turni hanno mancato l'obiettivo:
Il che condurrebbe ad un'iniziativa tipo DMAIC tesa a scoprire le cause della performance povera durante alcuni dei turni ed alla loro susseguente eliminazione.
metodologia six sigma - commenti finali
Quella su esposta è una presentazione panoramica semplice e molto succinta della metodologia 6-Sigma.
Ci sono alcuni commenti importanti da fare:
C'è un dibattito notevole nell'industria circa l'approccio migliore di oggigiorno al miglioramento della performance. Molti guru affermano che il cammino da intraprendere è quello snello. Molti altri insistono che il percorso migliore è quello del Six Sigma (ed altri ancora hanno inventato il "compromesso storico", che hanno chiamato con molta fantasia Lean Sigma.....).
Un dibattito del genere, a mio parere, non dovrebbe assolutamente esistere.
Gli approcci: snello e 6-Sigma, non sono antitetici, ma bensì complementari. Lean è prima di tutto una filosofia, quella del Lean Thinking (--> approfondisci) ed una direzione. Lo statussnello si raggiunge impiegando una serie di Discipline Snelle in modalità "integrata".
La metodologia 6-Sigmaè una di tali discipline, e rimane solo una disciplina ed una metodologia.
Per massimizzare la performance i target primari sono: l'esaltazione del valore e simultaneamente l'eliminazione degli sprechi. L'obiettivo zero difetti del 6-Sigmaè solo una parte del target globale!
Quando un processo (qualsiasi tipo di processo) è soggetto a variabilità ragguardevole (per qualsivoglia ragione), la metodologia 6-Sigma è probabilmente lo strumento migliore e più efficace per stabilizzarlo e portarlo sotto controllo.
In situazioni "estreme" (variabilità molto elevata) niente batte il 6-Sigma!!
Tuttavia, l'approccio 6-Sigma richiede in genere tempo (anche molto), sforzi notevoli, specialisti (le famose "cinture verdi" e "cinture nere"), pratica ed esperienza, calcoli statistici piuttosto complessi, ecc.
E' per questo che il 6-Sigma dovrebbe essere riservato a situazioni "estreme".
Nell'industria ci sono moltissime situazioni problematiche (la stragrande maggioranza) che possono ben essere affrontate con tipici strumenti "snelli" (dal Problem Solving Creativo, ai 5 perché, a tecniche TPM, a metodi Poka-Yoke, ecc.). In tutti questi casi è bene pensarci 2 volte (o anche più) prima di imbarcarsi in un progetto 6-Sigma (cosa che i fanatici del Six Sigma farebbero a spada tratta....).
Ed è bene ricordarsi sempre che moltissimi processi, anche soggetti ad elevata variabilità, possono essere poka-yokizzati con una frazione del tempo e degli sforzi richiesti da un progetto 6-Sigma (il quale, alla fine della giornata, è ben probabile che ricorra anch'esso proprio ad una soluzione poka-yoke per risolvere il problema....). Il Poka-Yoke (--> approfondisci) è semplice, economico ed estremamente efficace!
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