• No results found

Lean Six Sigma Analyze Phase Introduction. TECH QUALITY and PRODUCTIVITY in INDUSTRY and TECHNOLOGY

N/A
N/A
Protected

Academic year: 2021

Share "Lean Six Sigma Analyze Phase Introduction. TECH QUALITY and PRODUCTIVITY in INDUSTRY and TECHNOLOGY"

Copied!
20
0
0

Loading.... (view fulltext now)

Full text

(1)

TECH 50800

QUALITY and PRODUCTIVITY in INDUSTRY and TECHNOLOGY

Before we begin:

 Turn on the sound on your computer. There is audio to  accompany this presentation.

 Audio will accompany most of the online presentation  materials through‐out the semester.

1

Week 11 

Lean Six Sigma Basics: Analyze TECH 50800

QUALITY and PRODUCTIVITY in INDUSTRY and TECHNOLOGY

2

Lean Six Sigma Analyze Phase

Introduction

(2)

4

LEAN SIX SIGMA PROCESS…

Pilot Study  Implement‐

ation Plan

Champion Define Analyze Improve Control

Voice of the  Customer

Analysis

Complete  Project  Charter

Current  State Process 

Map

Create Basic KPOV 

Graphs

Develop/

Evaluate  Solutions

Future  State Process 

Map

Determine  Process  Control Plan Finalize

KPIVs

Full  Implement‐

ation Recognize/

Reward

Finalize  Financial  Estimates Identify 

Opportunities

Select Project

Determine  KPOVs

Data  Collection

Examine  Process and 

Data

KPIVs Verified Set Team 

Ground Rules

Measure Lean 101

Identify  Waste

Lean 201

Quick Hit  Improve‐

ments

Identify Constraints

Exploit  Constraints

Link KPOVs to  CTQs Launch Project Team

Potential KPIVs Identified

Link KPIVs to  KPOVs

Initial  Financial  Estimates

Analyze Phase

Analyze Phase Goals

Use Data Driven Decision Making  techniques

Continue to utilize statistical analysis  to understand the data.

Appropriately apply advanced  graphing techniques

o

Scatter Plots

Analyze Examine Process and

Data KPIVs Verified Link KPIVs to

KPOVs

THE ANALYZE PHASE

5

Analyze Phase Steps

Examine the process/data

Verify or eliminate KPIVs.

Conclusively link KPIVs to KPOVs using  data analysis and graphing 

techniques.

THE ANALYZE PHASE

6 Analyze

Examine Process and

Data KPIVs Verified Link KPIVs to

KPOVs

(3)

Analyze Phase Expected Outcomes

KPIV data collection completed

KPIVs Analysis used to determine  critical KPIVs

Critical KPIVs conclusively linked to  KPOVs

THE ANALYZE PHASE

Analyze Examine Process and

Data KPIVs Verified Link KPIVs to

KPOVs

7

8

Lean Six Sigma Analyze Phase Analyze Tools

LEAN SIX SIGMA TOOLS…

Voice of the  Customer

Analysis Project Charter

Process  Mapping

Basic Statistics  Measurement  Systems  Analysis Affinity 

Diagram

Project  Selection  Matrix

CTQ Tree Create Data  Collection Plan

Process  Observation  Worksheet

SIPOC Ground Rules 

Worksheet

Spaghetti  Diagram

5S

Visual Controls

Little’s Law Theory  Of Constraints

Variability Principle CTQ Tree

Ishikawa  Diagram

Advanced Pivot  Tables and 

Charts

Advanced  Graphing  Techniques KPIV Analysis

Pilot  Implementatio

n Checklist

Process  Modeling and 

Simulation Future State  Process Map Solution Matrix

Impact Effort Matrix

Process Control  Plan

Recognize Improvement 

Achieved 

ROI  Tool

Project  Management

Implementatio n Checklist ROI 

Tool

Champion Define Measure Lean 101 Analyze Improve Lean 201 Control

(4)

10

Lean Six Sigma Analyze Phase KPIV Analysis

Data Analysis

Using data to find patterns, trends and other clues to  support or reject KPIVs.

Process Analysis

A detailed look at existing processes to identify waste.

BECOMING a ‘DEFECT DETECTIVE’

11

Steps

1. Examine the process/data 2. Verify or eliminate KPIVs.

3. Conclusively link KPIVs to KPOVs using data analysis  and graphing techniques.

KPIV ANALYSIS

12

(5)

‘CSI Approach’ 

…you must create a robust case to ‘convict’ each KPIV….

We suspect that each of the KPIVs have an impact  on the KPOVs.

Use your data to build evidence to prove which  KPIVs have an impact on the KPOVs.

KPIV ANALYSIS

13

Time as a KPIV

• Time (Date/Time of day) should always        be considered as a KPIV

• If evidence is found, investigate further       into the time‐dependent variables that may be  impacting the KPOV

• What are the KPIVs that are typically responsible for  time dependencies within a process/service? 

SUMMARIZING and DISPLAYING DATA

14

DISPLAYING DATA EXAMPLE

(6)

Drive Thru Delays by Category

Food Not ready Waiting

CashierFor Customer

Adds to Order

Line SpeakerAt

Money readyNot

CC Machine

down Customer

Delay Other

KPOV PARETO CHART

16

Average Daily Drive Thru Time (minutes)

KPOV RUN CHART

17 CC Machine 

Down Cashier 

Absent

Additional  Cook Hired

18

LEAN SIX SIGMA TOOLS…

Additional Analyze Phase Tools:

Measurement Scales – Review 

Capability Analysis

Correlation and Regression

(7)

19

Lean Six Sigma Analyze Phase Measurement Scales

Scale Description Example

Nominal  (Categorical)

Data consists of categories only. No  ordering scheme possible.

Gender, Ethnicity,  Group, Department Ordinal

(Ranking)

Data arranged in some order but  differences between values cannot be  determined or are meaningless.

Service Arrival,  Sequence by Type

Interval

Data arranged in order and the  differences between values can be  found. However ratios are  meaningless.

Satisfaction Scale

Ratio Interval scale with a zero starting point  and values that are multiples.

Age, Length of  Service, Time

MEASUREMENT SCALES

20

MEASUREMENT SCALES

(8)

Scale Center Spread Significance  Tests

Nominal 

(Categorical) Mode Information Only Chi‐Square Ordinal

(Ranking) Median Percentages Sign or Run Test

Interval Arithmetic Mean Standard Deviation

F test, t test,  correlation 

analysis

Ratio

Arithmetic Mean Geometric Mean  Harmonic Mean

Standard Deviation  Percent Variation

F test, t test,  correlation 

analysis

MEASUREMENT SCALES

22

Lean Six Sigma Analyze Phase Capability

23

Capability indices are a statistical measure of process  capability:

o

Process capability  The ability of a process to  produce output within specification limits.

The concept of process capability only holds meaning  for processes that are in a state of statistical control. 

CAPABILITY INDICES

24

(9)

Capability indices:

o

Measure how much "natural variation" a process  experiences relative to its specification limits.

o

Allows different processes to be compared with  respect to how well an organization controls them.

o

Are important tools in process improvement  efforts.

CAPABILITY INDICES

25

VISUALIZING PROCESS CAPABILITY

26

Estimates what the process is capable of producing if the  process mean is centered between the specification  limits

p

U S L - L S L

C 6 ˆ

 

CAPABILITY INDEX C p

(10)

VISUALIZING C p

28

29

Capability indices use short term variation where the  standard deviation is estimated (    ).

Capability indices are based on ±3 or where the  process falls 99.7% of the time.

If the process mean is not centered within the  specifications, C

p

overestimates process capability.

p

U S L - L S L

C 6 ˆ

 

ˆ 

CAPABILITY INDEX C p

30

(11)

C

pk 

estimates what the process is capable of  producing when the process mean is not centered  between the specification limits. 

C

pk

can also be used for single sided metrics – upper  or lower specification only by selecting the  appropriate formula.

p k

U S L - ˆ ˆ - L S L

C m i n ,

3 3 ˆ ˆ  

 

 

    

ADDITIONAL INDICES

31

C

pL

 Estimates process capability for specifications  that consist of a lower limit only.

C

pU

 Estimates process capability for specifications  that consist of a upper limit only.

If the specification is two‐sided, the off‐centered  capability index is the smaller of C

pU

and C

pL

.

p L p U

- L S L U S L -

ˆ ˆ

C C

3 3 ˆ ˆ

 

 

 

ADDITIONAL INDICES

32

33

(12)

C

pk

Sigma level 

(σ) Process yield Process fallout  (PPM)

0.33 1 68.27% 317311

0.67 2 95.45% 45500

1.00 3 99.73% 2700

1.33 4 99.99% 63

1.67 5 99.9999% 1

2.00 6 99.9999998% 0.002

EVALUATING CAPABILITY

34

C

p

represents the potential capability C

pk

represents the current capability If C

pk

is worse than C

p

, it can be improved by 

centering the process. 

When centering is perfect, C

p

= C

pk

.  C

pk

can never be better than C

p

.

EVALUATING CAPABILITY

35

A process is said to be stable when only Common  Causes are present and no special cause is active.

A process can be Stable, but still incapable of meeting  customer specifications. 

Stability has nothing        to do with Capability

STABILITY and CAPABILITY

36 Control Limits

Process Limits

(13)

Process Performance Indices are an estimate of the  capability of a process using measured or long term  variation () and mean ().

Process and capability indices are formulaically  identical. However, the estimated  and  for  capability indices have a higher level of uncertainty:

C

p

 P

p

C

pk

 P

pk

C

pU

P

pU

C

pL

 P

pL

PROCESS PERFORMANCE INDICES

37

Lean Six Sigma Analyze Phase Correlation and Regression

38

Regression Analysis includes techniques for modeling  and analyzing several variables where the focus is on  the relationship between a dependent variable and  one or more independent variables. 

Regression Analysis attempts to explain how the  typical value of the dependent variable changes when  any one of the independent variables is varied while  the other independent variables are held fixed. 

REGRESSION ANALYSIS

(14)

Regression analysis is used for trend analysis,   prediction and forecasting

Regression analysis is also used to understand which  among the independent variables are related to the  dependent variable, and to explore the forms of  these relationships. 

Regression Analysis methods include:

o

Linear Regression

o

Non‐Linear Regression

o

Multiple Linear Regression

REGRESSION ANALYSIS

40

REGRESSION ANALYSIS

41

Sample is representative of the population.

Error is a random variable with a mean of zero  conditional on the explanatory variables.

Independent variable is measured with no error. 

Predictors are linearly independent, 

Errors are uncorrelated.

Variance of the error is constant across observations  (homoscedasticity). 

ASSUMPTIONS

42

(15)

Linear Correlation Coefficient (r), measures the  strength and the direction of a linear relationship  between two variables. 

Value of r range is ‐1 < r < +1 data. 

CORRELATION COEEFICIENT

43

Positive correlation: 

o

If x and y have a strong positive linear correlation, r  is close to +1. 

o

An r value of exactly +1 indicates a perfect positive  fit. 

o

Positive values indicate a relationship between x and  y variables such that as values for x increases, values  for y also increase. 

CORRELATION COEEFICIENT

44

Negative correlation: 

o

If x and y have a strong negative linear correlation, r  is close to ‐1. 

o

An r value of exactly ‐1 indicates a perfect negative  fit. 

o

Negative values indicate a relationship between x  and y such that as values for x increase, values for y 

CORRELATION COEEFICIENT

(16)

No correlation: 

o

If there is no linear correlation or a weak linear  correlation, r is close to 0. 

o

A value near zero means that there is a random,  nonlinear relationship between the two variables.

o

Note that r is a dimensionless quantity; that is, it  does not depend on the units employed.

CORRELATION COEEFICIENT

46

A perfect correlation of ± 1 occurs only when the  data points all lie exactly on a straight line. 

If r = +1, the slope of this line is positive. 

If r = ‐1, the slope of this line is negative. 

If r = 0, there is no correlation

CORRELATION COEEFICIENT

47

A correlation greater than 0.8 is generally described as  strong, whereas a correlation less than 0.5 is generally  described as weak. 

CORRELATION COEEFICIENT

48

(17)

Coefficient of Determination (r

2

) gives the proportion  (percentage) of the variance of one variable that is  predictable from the other variable.

It is a measure that allows us to determine how  certain one can be in making predictions from a  certain model/graph.

The Coefficient of Determination is the ratio of the  explained variation to the total variation.

COEFFICIENT of DETERMINATION

49

The range of r

is 0 < r

2

< 1

The Coefficient of Determination represents the  percent of the data that is the closest to the line of  best fit. 

o

For example, if r = 0.922, then r 

2

= 0.850. 

o

The value indicates that 85% of the total variation  in y can be explained by the linear relationship  between x and y.

o

The other 15% of the total variation in y remains  unexplained.

COEEFICIENT of DETERMINATION

50

COEEFICIENT of DETERMINATION

(18)

Examples of nonlinear functions include Exponential   Logarithmic, Polynomial, Power and Moving Average.

e.g. Exponential  The graph of y = e

x

is upward‐

sloping, and increases faster as x increases.

NON‐LINEAR REGRESSION

52

e.g. Logarithmic growth describes a phenomenon  whose size or cost can be described as a logarithm  function of some input. e.g. y = C log 

NON‐LINEAR REGRESSION

53

Excel performs Regression Analysis for plotted data  using the Trendline option in the Chart Tools: 

REGRESSION ANALYSIS

54

(19)

Excel performs both linear and non‐linear regression  and can calculate the Coefficient of Determination

REGRESSION ANALYSIS

55

Linear Correlation

REGRESSION ANALYSIS

56

5

th

Power Polynomial Correlation

REGRESSION ANALYSIS

(20)

When there is more than one independent variable,  the regression line cannot be visualized in the two  dimensional space

However a Multiple Linear Regression equations can  be computed and has the form: 

Y = a + b

1

*X

1

+ b

2

*X

2

+ ... + b

p

*X

p

MULTIPLE LINEAR REGRESSION

58

Resources:

• Paper “Diffusion of Innovations Theory”.

• Statistics Review I and II Assignment:

• Assignment Homework #4

END OF WEEK 11 MATERIAL

59

References

Related documents