SPC in Excel: Kunt u Excel nog steeds gebruiken voor statistische procesbeheersing (SPC)?

Excel is een van de meest gebruikte hulpmiddelen op het gebied van kwaliteitsbeheer in de productiesector. Het is vertrouwd, flexibel, voordelig en geschikt voor het uitvoeren van veel van de berekeningen die nodig zijn voor statistische procesbeheersing (SPC). Met Excel kunt u regelkaarten maken, de Cpk berekenen, variatie analyseren en rapporten opstellen. Waarom zou een fabrikant dan speciale SPC-software nodig hebben? Het antwoord is niet dat SPC niet in Excel kan worden uitgevoerd. Dat kan wel degelijk.

De echte vraag is: Kan Excel een betrouwbaar, schaalbaar en realtime SPC-systeem bieden naarmate uw productieactiviteiten groeien?

Voor een klein aantal processen en metingen kan Excel volstaan. Maar naarmate fabrikanten meer machines, operators, kenmerken, meetapparatuur, productielocaties en traceerbaarheidseisen toevoegen, kan het beheer van SPC via spreadsheets steeds moeilijker worden.

In dit artikel wordt uitgelegd in welke situaties Excel goed functioneert, wanneer het problemen begint te veroorzaken en wanneer gespecialiseerde SPC-software een betere keuze is.

Is het mogelijk om SPC in Excel uit te voeren?

Ja. Met Excel of met commerciële SPC add-ons kunnen tal van fundamentele SPC-taken worden uitgevoerd, waaronder:

Voor het leren van SPC, het analyseren van een kleine dataset of het onderzoeken van een specifiek proces kan Excel een uitstekend hulpmiddel zijn. Het probleem ontstaat wanneer Excel niet langer louter een analyse-instrument is, maar het primaire SPC-systeem voor de productie wordt. Dat stelt heel andere eisen. Een SPC-systeem voor de productie moet veel meer doen dan alleen statistieken berekenen.

Het systeem moet op betrouwbare wijze gegevens verzamelen, informatie snel beschikbaar stellen, mensen waarschuwen wanneer processen veranderen, de traceerbaarheid waarborgen, gebruikers beheren, historische informatie bewaren en koppelen met de systemen en apparatuur die op de fabrieksvloer worden gebruikt. Juist op dat vlak kan gespecialiseerde SPC-software een aanzienlijk voordeel bieden.

Excel versus gespecialiseerde SPC-software

De eenvoudigste manier om het verschil te begrijpen, is door te vergelijken waarvoor elk van beide is ontworpen.

Specifieke mogelijkheden op het gebied van naleving dienen altijd in overleg met de softwareleverancier te worden getoetst aan de vereisten van uw sector. Het is belangrijk om te beseffen dat Excel en SPC-software niet per se concurrerende statistische hulpmiddelen zijn. Het betreft verschillende benaderingen voor het beheer van productiegegevens en -processen.

Wanneer Excel goed werkt voor SPC

Alvorens de beperkingen ervan te bespreken, is het belangrijk om te beseffen in welke situaties het gebruik van Excel zinvol is.

1. Inleiding tot SPC

Als uw team zich verdiept in de werking van regelkaarten, procescapability en variatie, is Excel een handige omgeving om hiermee te experimenteren. Ingenieurs kunnen gegevens invoeren, aannames wijzigen, grafieken maken en zien hoe het statistische gedrag verandert.

2. Analyse op kleine schaal

Indien u beschikt over een kleine dataset afkomstig uit één enkel proces, biedt Excel u alles wat u nodig hebt voor een analyse. Zo heeft een ingenieur die de prestaties van een bewerkingsproces onderzoekt, wellicht geen speciaal SPC-platform nodig om de Cpk te berekenen op basis van enkele honderden metingen.

3. Eenmalige onderzoeken

Excel kan ook nuttig zijn voor tijdelijke analyses. U wilt wellicht onderzoek doen naar: een kwaliteitsprobleem, een proceswijziging, een kwestie met een leverancier, een bepaalde productiebatch of bepaalde historische meetgegevens. Excel biedt enorme flexibiliteit voor dit soort werkzaamheden.

4. Prototyping

Alvorens een formele SPC-workflow in te voeren, kunnen teams Excel gebruiken om inzicht te krijgen in welke gegevens zij nodig hebben en welke kenmerken van belang zijn. Met andere woorden: Excel kan een uitstekend uitgangspunt zijn. De uitdaging is om te weten wanneer u dit stadium bent ontgroeid.

Wanneer is Excel niet langer geschikt voor SPC?

Er is geen algemeen geldend aantal metingen of machines waarbij Excel plotseling niet meer werkt. De overgang vindt doorgaans plaats wanneer de processen rondom de spreadsheet ingewikkelder worden dan de spreadsheet zelf.

Hieronder volgen enkele veelvoorkomende waarschuwingssignalen.

1. Medewerkers voeren handmatig grote hoeveelheden gegevens in

Stelt u zich eens voor dat een medewerker een onderdeel meet met een digitale meetklok. De meetwaarde wordt op de meetklok weergegeven. Vervolgens doet de medewerker het volgende: hij leest de meetwaarde af > opent Excel > zoekt het juiste werkblad > zoekt de juiste rij > voert de waarde in > slaat het bestand op > gaat verder met de productie.

Dit leidt tot onnodig werk. Bovendien ontstaat er hierdoor kans op typefouten, verkeerde bestanden, ontbrekende metingen, vertraagde gegevensinvoer, onjuiste tijdstempels en het invoeren van gegevens onder de verkeerde kenmerk.

Een speciaal SPC-systeem kan de overdracht van meetgegevens vanuit ondersteunde apparaten en systemen automatiseren, waardoor handmatige gegevensinvoer wordt beperkt. Het doel is eenvoudig: de meetgegevens vanuit het proces met zo min mogelijk handmatige tussenkomst in het SPC-systeem invoeren.

2. U hebt realtime SPC nodig

Een van de grootste verschillen tussen SPC op basis van spreadsheets en een speciaal SPC-systeem is de tijd die verstrijkt tussen de meting en het nemen van maatregelen. Laten wij twee scenario’s eens bekijken.

Scenario A: SPC in een spreadsheet

Om 10.00 uur wordt een proces gemeten. De operator registreert de gegevens. Aan het einde van de dienst bekijkt iemand de spreadsheet en merkt op dat er een trend in het proces waarneembaar is. Tegen die tijd zijn er mogelijk al honderden of duizenden onderdelen geproduceerd.

Scenario B: SPC in realtime

Een meting wordt automatisch in het SPC-systeem ingevoerd. Het systeem toetst de meting aan de hand van geconfigureerde statistische regels. Er wordt een afwijking gedetecteerd. De verantwoordelijke operator of kwaliteitsingenieur ontvangt een waarschuwing. Het proces kan onmiddellijk worden onderzocht. Het verschil is niet louter technisch van aard. Het kan rechtstreeks van invloed zijn op de hoeveelheid geproduceerd product voordat een probleem wordt ontdekt.

3. U beschikt over meerdere operators, machines of productielijnen

Eén spreadsheet is nog wel te overzien. Tien spreadsheets zijn al lastiger. Honderd spreadsheets kunnen uitgroeien tot een ernstig probleem op het gebied van informatiebeheer. Naarmate organisaties groeien, krijgen zij vaak te maken met bestanden zoals: Line1_SPC.xlsx, Line1_SPC_Final.xlsx, Line1_SPC_Final2.xlsx, Line1_SPC_New.xlsx, Line2_SPC.xlsx, Machine17_SPC.xlsx enzovoort, enzovoort.

Uiteindelijk moet de organisatie een verrassend lastige vraag beantwoorden: in welk bestand staan de officiële gegevens? Een gecentraliseerde SPC-database lost dit probleem op door een gemeenschappelijke opslagplaats voor meet- en procesgegevens te bieden.

4. U hebt betrouwbare traceerbaarheid nodig

Bij moderne productie is het vaak niet voldoende om alleen de meetwaarde te kennen. U moet wellicht ook weten: Wat is er gemeten? Wanneer is de meting uitgevoerd en door wie? Op welke machine? Voor welk product? Welke productieopdracht? Welke partij en welk materiaalserie? Enzovoort, enzovoort.  

Dit is moeilijk consistent te beheren wanneer informatie verspreid is over spreadsheets, papieren documenten, netwerkmappen en andere systemen. Een speciaal SPC-platform kan deze relaties integreren in de gegevensstructuur, in plaats van te vertrouwen op gebruikers om deze handmatig bij te houden.

5. U hebt statistische waarschuwingen nodig

Een regelkaart is nuttig. Een regelkaart die automatisch een statistisch signaal herkent en aangeeft wat er moet worden ondernomen, is nog veel nuttiger. Afhankelijk van de gebruikte methodologie kan een SPC-systeem toezicht houden op omstandigheden zoals:

In plaats van te verwachten dat iemand honderden grafieken handmatig moet controleren, kan het systeem de aandacht vestigen op processen die nader onderzoek vereisen.

6. Bedieningspersoneel heeft duidelijke instructies nodig voor het reageren

Bij SPC gaat het niet alleen om het vaststellen van een probleem. Het gaat om het reageren op het probleem. Stel dat een proces een situatie veroorzaakt waarin het proces uit de hand loopt. Een operator moet dan wellicht:

1. Het proces stoppen of aanpassen
2. Controleer de machine
3. Controleer recente onderdelen
4. Stel een mogelijke oorzaak vast
5. Leg de handeling vast
6. Kwaliteit melden
7. Ga alleen door met de productie wanneer dit gepast is

Een spreadsheet kan instructies bevatten, maar biedt van nature geen gestructureerde werkstroom voor dit proces. Speciale SPC-software kan statistische signalen koppelen aan vooraf gedefinieerde oorzaak- en actiecodes, instructies, meldingen en registraties. Hierdoor verandert SPC van een eenvoudige grafiekopstelling in een operationeel proces.

7. Uw kwaliteitsteam besteedt te veel tijd aan het beheren van spreadsheets

Vraag uw kwaliteitsingenieurs hoeveel tijd zij besteden aan het verzamelen van bestanden, het opschonen van gegevens, het samenvoegen van spreadsheets, het corrigeren van formules, het bijwerken van grafieken, het controleren op ontbrekende metingen, het opstellen van rapporten, het onderhouden van sjablonen en het zoeken naar historische gegevens en het voorbereiden van audits.

Als er een aanzienlijke hoeveelheid tijd van de kwaliteitsafdeling wordt besteed aan het beheren van SPC-gegevens in plaats van aan het verbeteren van processen, is dat een belangrijk signaal. Het doel van SPC moet zijn om uw team te helpen de productie te verbeteren, niet om nog meer administratieve rompslomp te veroorzaken.

8. U hebt historische gegevens over meerdere jaren nodig

Fabrikanten moeten vaak het procesgedrag over langere perioden onderzoeken. U wilt wellicht het volgende vergelijken:

Het opslaan van deze informatie in duizenden afzonderlijke Excel-bestanden maakt historische analyse steeds moeilijker. Een gecentraliseerde database biedt een veel steviger basis voor historische analyse op de lange termijn. Bovendien maakt dit het eenvoudiger om binnen de hele organisatie consistente filter- en rapportagemethoden toe te passen.

9. U hebt integratie met andere productiesystemen nodig

Moderne fabrieken werken zelden met slechts één systeem. Mogelijk beschikt u al over ERP-, MES- en QMS-systemen, machinebewakingssystemen, PLC’s, historians, CMM-systemen, vision-systemen, laboratoriumsystemen en/of IoT-platforms.

Indien SPC in Excel afzonderlijk wordt beheerd, kan het zijn dat gebruikers gegevens handmatig tussen systemen moeten overzetten. Dit leidt tot extra werk en vergroot het risico op inconsistente gegevens. Speciale SPC-software biedt integratiemogelijkheden waarmee productie- en kwaliteitsgegevens tussen systemen kunnen worden uitgewisseld.

Dit kan met name van groot nut zijn wanneer informatie over producten, machines, operators, partijen of productieopdrachten automatisch aan metingen moet worden gekoppeld.

10. U hebt audit- of nalevingsvereisten

Dit is met name van belang in de gereguleerde productiesector. Afhankelijk van uw branche en uw vereisten kunt u behoefte hebben aan mogelijkheden zoals:

Excel kan worden geconfigureerd met diverse beveiligings- en controlemechanismen, maar het opzetten en onderhouden van een volledige, gevalideerde omgeving voor kwaliteitsgegevens rondom spreadsheets kan aanzienlijk complexer zijn. Indien uw organisatie onder specifieke wettelijke vereisten opereert, dient u deze vereisten zorgvuldig te beoordelen in samenwerking met uw kwaliteits-, regelgevings- en IT-teams. De vraag is niet louter: „Kan Excel SPC berekenen?”

De vraag luidt:„Kan ons volledig op Excel gebaseerde proces de gegevensintegriteit, traceerbaarheid, beveiliging en controle bieden die onze organisatie nodig heeft?”

11. U geeft leiding aan meerdere fabrieken

Een aanpak op basis van een spreadsheet die in één fabriek goed werkt, kan moeilijk te standaardiseren zijn voor meerdere vestigingen. Stelt u zich eens voor dat u het volgende zou moeten bijhouden:

verspreid over 5, 10 of 50 productielocaties in verschillende talen.

Een gecentraliseerd SPC-platform kan zorgen voor een gemeenschappelijke architectuur, terwijl individuele fabrieken toch hun eigen processen kunnen beheren. Dit is met name van grote waarde voor organisaties die hun kwaliteitspraktijken wereldwijd willen standaardiseren.

De verborgen kosten van SPC in Excel

De grootste kostenpost van op Excel gebaseerde SPC is niet per se de Excel-licentie. Het zijn juist de handmatige werkzaamheden rondom Excel. Denk eens aan alle activiteiten die nodig zijn om een op spreadsheets gebaseerd SPC-systeem te onderhouden: gegevensverzameling > gegevensinvoer > bestandsbeheer > gegevensopschoning > het maken van grafieken > controle > probleemidentificatie > melding > onderzoek > corrigerende maatregelen > rapportage

Elke handmatige stap brengt potentiële kosten en risico’s met zich mee. Speciale SPC-software is ontworpen om zoveel mogelijk van deze stappen te automatiseren.

SPC in Excel versus geautomatiseerde SPC

Het verschil kan eenvoudig worden samengevat aan de hand van de onderstaande werkprocessen:

De tweede werkwijze verkort de tijd die verstrijkt tussen een proceswijziging en de reactie van de organisatie. En dat is een van de belangrijkste redenen waarom fabrikanten SPC überhaupt invoeren.

7 tekenen dat Excel wellicht niet meer toereikend is voor uw SPC-behoeften

Misschien is het voor u het moment om gespecialiseerde SPC-software te overwegen als een aantal van de volgende uitspraken u bekend in de oren klinken:

Als u meerdere van deze problemen herkent, is de vraag wellicht niet langer of Excel SPC kan uitvoeren. De vraag is dan veeleer of Excel de meest efficiënte manier is om SPC toe te passen.

Wanneer dient u Excel te blijven gebruiken?

Niet elk bedrijf heeft speciale SPC-software nodig. Excel kan de juiste keuze blijven wanneer: u zich nog aan het verdiepen bent in SPC, u slechts een klein aantal metingen hebt, af en toe analyses uitvoert, eenmalige onderzoeken verricht, uw processen geen realtime monitoring vereisen, u beperkte integratie-eisen hebt en/of uw traceerbaarheidseisen relatief eenvoudig zijn.

Er is geen reden om een hulpmiddel te vervangen louter omdat er een meer gespecialiseerd hulpmiddel bestaat. De businesscase doet zich voor wanneer de beperkingen van het huidige proces meer gaan kosten dan de investering die nodig is om het te verbeteren.

Wanneer dient u te overwegen om gebruik te maken van speciale SPC-software?

Speciale SPC-software is met name interessant wanneer u aan meerdere van de volgende voorwaarden voldoet:

Op dat moment vraagt u Excel niet langer om statistische berekeningen uit te voeren. U vraagt het om te functioneren als een kwaliteitssysteem voor de productie. Juist op dat punt verschilt gespecialiseerde SPC-software fundamenteel qua architectuur en doel.

Hoe u de overstap kunt maken van Excel naar SPC-software

Het vervangen van Excel hoeft niet te betekenen dat u alles in één keer moet vervangen. Een succesvolle SPC-implementatie kan op kleine schaal van start gaan.

Stap 1: Bepaal de kwaliteitsbepalende kenmerken

Begin met de processen en kenmerken waarbij een betere beheersing de grootste meerwaarde kan opleveren.

Stap 2: Breng uw huidige werkproces in kaart

Leg vast hoe de meetgegevens momenteel van de machine naar het spreadsheet en uiteindelijk naar het kwaliteitsteam worden doorgestuurd.

Stap 3: Handmatige stappen in kaart brengen

Zoek naar mogelijkheden om handmatige gegevensinvoer, bestandsoverdrachten en het samenvoegen van spreadsheets, het handmatig opstellen van grafieken, rapportages en meldingen te elimineren.

Stap 4: Kies een proefproces

Begin met een overzichtelijk productiegebied in plaats van te proberen de gehele organisatie in één keer te digitaliseren.

Stap 5: Sluit de meetbronnen aan

Automatiseer, waar mogelijk, de gegevensstroom vanuit meetinstrumenten, machines, coördinatenmeetmachines, PLC’s of andere systemen.

Stap 6: Statistische regels en reactieplannen configureren

Zorg ervoor dat het systeem niet alleen problemen signaleert, maar mensen ook helpt om hierop op de juiste manier te reageren.

Stap 7: Meet de resultaten

Houd verbeteringen bij, zoals: minder handmatig werk, snellere reactie op procesproblemen, minder afval, minder herbewerking, verbeterde procescapability, verbeterde traceerbaarheid en snellere rapportage. Breid de implementatie vervolgens uit op basis van wat u leert.

Waar u op moet letten bij SPC-software

Als u tot de conclusie bent gekomen dat Excel niet langer de juiste basis vormt voor uw SPC-proces, is de volgende vraag: waar moet u op letten bij het kiezen van SPC-software?

Wij hebben een uitgebreidere handleiding opgesteld waarin de 28 vereisten worden behandeld die fabrikanten in overweging moeten nemen bij het kiezen van SPC-software.

Samenvattend

Het verschil wordt duidelijk naarmate uw behoeften toenemen. Wanneer u gegevens automatisch moet verzamelen, processen in realtime moet monitoren, statistische signalen moet detecteren, operators moet waarschuwen, de traceerbaarheid moet waarborgen, productiesystemen moet integreren en SPC over meerdere processen of fabrieken moet beheren, kan een speciaal hiervoor ontwikkeld SPC-platform mogelijkheden bieden die met spreadsheets moeilijk op betrouwbare wijze kunnen worden gerealiseerd.

Het doel is niet om Excel af te schaffen, louter en alleen omdat het Excel is. Het doel is om onnodig handmatig werk te elimineren en een snellere, betrouwbaardere koppeling tot stand te brengen tussen meting, analyse, actie en verbetering. Voor veel fabrikanten is Excel een uitstekend startpunt. Maar wanneer SPC een cruciaal onderdeel van uw productieproces wordt, is het wellicht tijd om de overstap te maken van SPC in Excel naar geautomatiseerde SPC-software.

Bent u klaar om te ontdekken hoe geautomatiseerde SPC er in uw productieomgeving uit zou kunnen zien?

Een praktische evaluatie begint bij uw huidige proces. Breng in kaart waar gegevens handmatig worden verzameld, waar vertragingen optreden en waar kwaliteitsteams tijd besteden aan het beheren van informatie in plaats van aan het verbeteren van processen.

Vergelijk vervolgens uw huidige werkwijze met wat een modern SPC-systeem kan automatiseren. Lees meer over de mogelijkheden van de Datalyzer SPC-software en vraag een demo aan.