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Tecnologie della qualità: il metodo Taguchi
di Paolo Blasi
22 novembre 2000. L'attuale sviluppo economico impone, a un parallelo aumento dei servizi, il conseguente miglioramento della qualità degli stessi. L'espressione che il cliente può percepire del livello di qualità non è che una minima parte del lavoro necessario per ottenerla e, in particolare, è solo l'espressione tangibile realizzata tramite differenti processi.
Il numero e la tipologia dei processi alla base dell'implementazione qualitativa di un prodotto, nonché il corretto funzionamento degli stessi, ne esplicano il livello.
Questo concetto apre nuovi tipi di approccio, ai quali si accede tramite l'analisi contestuale del fenomeno; una di queste è proprio quella proposta da Taguchi Gen'ichi.
Nell'espressione del livello qualitativo inteso da Taguchi, considerato come base ed espressione dell'ingegneria della qualità stessa, è di fondamentale importanza il concetto di perdita.
L'espressione "perdita" è intesa in un ambito più ampio rispetto a quello considerato normalmente: ogni prodotto che raggiunge il consumatore finale è considerato in funzione del valore di perdita apportata.
Questa forma di perdita include espressioni come: insoddisfazione del cliente, costi di garanzia, danno ricevuto dall'azienda per la cattiva reputazione riconducibile alla conseguente perdita di quote di mercato. Banalizzando ulteriormente il discorso si arriva a una conclusione: minimizzare le perdite per la società costituisce un valido approccio di sviluppo qualitativo per l'azienda stessa.
L'affermazione fatta ora appare rilevante se al fenomeno perdita, nell'ambito del lungo termine, si equipara una perdita per l'azienda: i due danni, in effetti, si equivalgono.
Il maggior problema che si deve affrontare per la risoluzione di questa tipologia di perdite, paradossalmente è costituito dall'individuazione e successiva qualificazione della perdita stessa. Come fare a gestire perdite dovute a tempi d'ingegnerizzazione e gestione così come all'insoddisfazione del cliente?
Si pongono in essere analisi specifiche e non lineari, espressione di valori perdita in lunghi periodi nei quali risiede il maggior contributo alla perdita totale per cattiva qualità.
Taguchi usa un'espressione che racchiude questo tipo di danno in una funzione perdita per cattiva qualità dalle caratteristiche assimilabili, nella maggioranza dei casi, a quelle di una semplice funzione quadratica:
L = K(y-T)²
L = perdita in dollari
K = coefficiente di costo
Y = valore della caratteristica di qualità
T = valore nominale (obiettivo)
Nell'ambito dei risultati di questa funzione è possibile stabilire dei valori considerati minimo e massimo di varianza rispetto a un valore nominale (difetti zero) considerato il riferimento, verso cui la produzione deve puntare.
Il modo con cui la funzione è determinata varia in base alla tipologia di perdita che è presa in esame, considerando in essa qualsiasi entità che possa essere misurata per valutare la prestazione di qualità stessa. In questo modo è possibile estendere il concetto stesso di qualità a tutte le componenti necessarie e sussidiarie alla produzione.
La flessibilità del metodo proposto consente di non focalizzare l'attenzione sul singolo elemento, ma di ampliare il "raggio d'azione" al campo e ambiente più idoneo allo sviluppo della soluzione, in termini d'efficacia e adeguatezza.
Esistono cinque tipi di qualità entro cui è possibile valutare parametri inerenti lo sviluppo del processo risolutivo. Le caratteristiche di qualità definita valutano un valore reale di produzione:
- nominale è il migliore: minimizzare la varianza;
- piccolo è meglio: minimizzare una risposta;
- grosso è meglio: massimizzare una risposta.
Le caratteristiche di qualità indefinita valutano un andamento o ambiente di produzione:
- per attributi: classificare e/o contare dei dati;
- dinamica: una risposta che varia in funzione di un imput.
Il metodo d'approssimazione porta a considerare in termini di perdita anche un valore positivo, rientrante nell'ambito delineato in fase produttiva tra valori di minimo e massimo, aumentando la soglia d'interesse verso l'obiettivo iniziale che rimane, tuttavia, un unico valore.
Di conseguenza è ragionevole pensare che la funzione perdita aumenti, quasi con andamento proporzionale, tanto più il valore si discosta dall'obiettivo posto inizialmente come riferimento; questo permette di classificare questa funzione come di tipo quadratico, cioè una parabola.
In ogni caso, l'approccio perseguito risulta quello di diminuire la varianza nelle caratteristiche di qualità di un prodotto, in questo modo è possibile ottenere la parallela riduzione di costo di un prodotto.
Esistono due tipi di fattori che possono influenzare direttamente le caratteristiche di qualità di un prodotto: fattori di controllo (fattori controllabili o di progetto) e fattori di disturbo (non controllabili).
Nei fattori di controllo rientrano tutti quei fattori per i quali è possibile variare l'andamento nel caso in cui questo discosti dal valore ottimale espresso in partenza, ad esempio: la scelta dei materiali, i tempi di ciclo, la temperatura di fusione, il processo di formatura o quello di iniezione, etc.
I fattori di disturbo, d'altra parte, racchiudono tutti gli aspetti di produzione per i quali non è possibile, o non conviene, perché troppo costoso o complicato, apportare una variazione di produzione.
In fase di produzione, è importante saper distinguere un aspetto che rientri nel primo oppure nel secondo ambito; per quel che riguarda i fattori di disturbo, in quanto l'elevato costo o l'impossibilità di modificare il processo di produzione in un secondo momento può pregiudicare il costo definitivo del prodotto stesso.
E' possibile stabilire, con buona approssimazione, tre tipologie per quel che riguarda i fattori di disturbo:
- disturbo esterno
- disturbo interno
- disturbo tra i prodotti
La variabilità dei processi di produzione ottenibile con questi parametri è direttamente proporzionale all'influenza e al peso degli stessi nel processo di produzione. I fattori di disturbo possono essere considerati, più in generale tutti quelli responsabili della variazione delle caratteristiche qualità.
Se si considerasse come primario l'obiettivo di rimuovere i fattori di disturbo si otterrebbe un aumento spropositato dei costi di produzione, sempre che sia possibile riuscire in tale intento.
Il compito, che deve essere preso in considerazione e portato al termine, è quello di rimuovere l'impatto delle cause di disturbo: rimuovere i fattori è solo un palliativo rispetto ad un problema più serio. Rimuovere le cause costituisce una soluzione efficace nel lungo periodo, rende i prodotti più resistenti ai fattori di disturbo, quando si lascia il luogo di produzione per arrivare al consumatore finale.
L'ingegneria della qualità, promossa da Taguchi, permette di ottenere prodotti e processi di produzione più "robusti", coinvolgendo sia attività di controllo fuori linea (qualità di progetto o processo), sia attività sulla linea (monitoraggio e controllo del processo).
La costruzione del processo di produzione è fatta, si potrebbe quasi dire, all'origine del prodotto, quando ancora non esiste che un'idea di partenza dello stesso.
Seguono tre passi principali che racchiudono un percorso costruttivo alla base del processo d'ottimizzazione: progetto del sistema, progetto dei parametri e progetto delle tolleranze.
Progettare un sistema non è affatto semplice e richiede non solo conoscenze specifiche di settore, ma anche collaterali, per le quali l'esperienza è un elemento fondamentale.
L'insieme dei processi deve essere pensato, studiato ed assemblato ancora prima che i singoli processi siano messi all'opera; la scelta delle attrezzature di produzione costituisce soltanto uno degli aspetti salienti.
Nella fase successiva, il progetto dei parametri, sono provati determinati intervalli dei valori per stabilire la combinazione ottimale dei livelli di produzione, calibrando la tipologia di strumenti in funzione del processo di produzione. Il progetto dei parametri determina i valori dei parametri del prodotto o i fattori del processo che sono meno sensibili ai cambiamenti delle condizioni ambientali e delle altre fonti di disturbo.
Questa rappresenta la fase cruciale per ottenere un prodotto d'elevata qualità senza aumentare i costi ed è in quest'ambito che si deve prestare la maggiore attenzione.
Infine, si utilizza il progetto delle tolleranze nel caso in cui la varianza prodotta tramite il progetto dei parametri non sia sufficiente. Il progetto delle tolleranze comporta il restringimento di queste sui parametri del prodotto o sui fattori del processo le cui variazioni hanno una forte influenza sulle variazioni delle caratteristiche in uscita.
Brevemente, il progetto delle tolleranze ha un costo elevato, rapportato ad altri aspetti di produzione, in quanto si dovranno comprare materiali e componenti o macchinari di produzione di qualità elevata. La strategia del progetto dei parametri è riconoscere i fattori di controllo e quelli di disturbo e trattarli separatamente.
Durante l'analisi dei dati si fa uso di una metodica segnale/disturbo per esprimere il valore di prestazioni ottenuto. Il rapporto così ottenuto quantifica in modo inversamente proporzionale la perdita valutata con la funzione perdita, quindi massimizzare il rapporto segnale/disturbo significa minimizzare la perdita e quindi migliorare la qualità.
In conclusione, vorrei portare un esempio che chiarisce come non basti solo applicare un metodo qualsiasi, fosse anche quello di Taguchi, per ottenere risultati validi. Un processo infatti può essere osservato differentemente secondo il contesto sociale in cui questo è applicato.
Si prenda ad esempio il metodo Taguchi fino ad ora riportato e si osservi il diverso comportamento che hanno rispettivamente i tecnici statunitensi e giapponesi. I primi omettono, nella maggioranza dei casi, il progetto dei parametri nella quale, fra l'altro, c'è la maggior probabilità di diminuire i costi di produzione. Viceversa, i tecnici giapponesi eccellono proprio in tale aspetto, consentendo in tal modo una più agevole produzione a prezzi contenuti. Il processo è quindi uguale per entrambe le parti, ma quello che ne fuoriesce varia in base all'indirizzo dello sviluppo apportato.
Il progetto dei parametri è la fase cruciale del metodo Taguchi ed è qui che è possibile guadagnare più in qualità senza aumentare progressivamente i costi. L'obiettivo che ci si prefigge per un buon progetto dei parametri è quello di recuperare valori nominali per fattori di controllo tali da raggiungere la massima prestazione del prodotto con la minima sensibilità al disturbo, e fare questo al più basso costo.
Bibliografia
Taguchi Gen'ichi. 1991. Introduzione alle tecniche per la qualità. Franco Angeli, Milano.
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