Application of Six Sigma Methodology for Enhancement of Soft Plastic Extrusion Process
Aplicación de la metodología Seis Sigma para la mejora del proceso de extrusión de plásticos blandos
Aplicação da Metodologia Seis Sigma para Aprimoramento do Processo de Extrusão de Plástico Macio
| 2025 | |
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Fabricación de juntas metodología DMAIC Six sigma Optimización de procesos reducción de desperdicios producción sustentable ANOVA Control estadístico de procesos Gasket manufacturing DMAIC methodology Six sigma Process optimization waste reduction sustainable production ANOVA Statistical process control Fabricação de juntas metodologia DMAIC Seis sigma otimização de processos redução de desperdícios produção sustentável ANOVA controle estatístico de processos |
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| Español | |
| Universidad de Montevideo | |
| REDUM | |
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https://revistas.um.edu.uy/index.php/ingenieria/article/view/1564
https://hdl.handle.net/20.500.12806/3421 |
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| Acceso abierto | |
| Atribución 4.0 Internacional |
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|---|---|
| author | Zaman Siddiqui, Muhammad Mansoor Uz |
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| dc.description.en-US.fl_txt_mv | The gasket manufacturing process in “Company A” faced significant challenges and inefficiencies because of high rejection rates and variation in extrusion machine, magnetic insertion machine and welding machine’s performance. All three machines were consistently generating major rejections on a daily basis including a high volume of purging rejections from the PVC soft extrusion machine, excessive trimming of oversized magnets during the magnetic insertion process, and significant rejection due to poor joint strength in the welding process of PVC profiles. In order to address these underlying issues, Six Sigma DMAIC (Define, Measure, Analyze, Improve, Control) methodology was employed in order to decrease rejection/waste, increase process efficiency and decrease defects of all three machines. The study involved process mapping, cause and effect analysis, quality function deployment (QFD) and statistical process tools such as ANOVA, regression and Cp/Cpk analysis. Root causes were identified and targeted improvements based on the data were introduced including optimized production planning, machine parameter optimization and standardization, improvement of production execution planning and storage availability, temperature controls on welding machines and encoder wheel knurling for magnetic insertion machine. The main objectives were to deal with problems including material waste, variance in magnetic strip size, issues in welding machines and frequent machine stoppages caused by improper production scheduling because of improper availability of storage space for batch production independent of door pre-assembly plan. Following implementation, results show a considerable decrease in extrusion machine rejection %age from 12% to 4.06%, a reduction in purging waste from 17 kg/day to 6.9 kg/day and an increase in machine efficiency from 50.1% to 83.3%. Furthermore, welding machine rejection %age fell from 7% to 3.7% as a result of enhanced temperature management and equipment maintenance. Size variation issue in magnet insertion machine was resolved by knurling of encoder wheel. Overall, these changes resulted in an annual cost savings of roughly 1.5 million PKR for the extrusion process and 1.2 million from magnet insertion machine. The significance of this project originates from its potential to streamline the gasket production process by reducing waste and faults while increasing machine efficiency. The results offer a replicable framework that can be employed across wide range of manufacturing industries for quality improvement and cost optimization. |
| dc.description.es-ES.fl_txt_mv | El proceso de fabricación de juntas en la “Empresa A” se enfrentaba a importantes desafíos e ineficiencias debido a las altas tasas de rechazo y a la variación en el rendimiento de las máquinas de extrusión, inserción magnética y soldadura. Las tres máquinas generaban rechazos importantes a diario, incluyendo un alto volumen de rechazos por purga de la máquina de extrusión blanda de PVC, un recorte excesivo de imanes de gran tamaño durante el proceso de inserción magnética y un rechazo significativo debido a la baja resistencia de las uniones en el proceso de soldadura de los perfiles de PVC. Para abordar estos problemas subyacentes, se empleó la metodología Six Sigma DMAIC (Definir, Medir, Analizar, Mejorar, Controlar) con el fin de reducir el rechazo/desperdicio, aumentar la eficiencia del proceso y disminuir los defectos en las tres máquinas. El estudio incluyó el mapeo de procesos, el análisis de causa y efecto, el despliegue de la función de calidad (QFD) y herramientas estadísticas de proceso como ANOVA, regresión y análisis Cp/Cpk. Se identificaron las causas raíz y se introdujeron mejoras específicas basadas en los datos, incluyendo la planificación optimizada de la producción, la optimización y estandarización de los parámetros de la máquina, la mejora de la planificación de la ejecución de la producción y la disponibilidad de almacenamiento, los controles de temperatura en las máquinas de soldar y el moleteado de la rueda del codificador para la máquina de inserción magnética. Los principales objetivos fueron abordar problemas como el desperdicio de material, la variación en el tamaño de la banda magnética, los problemas en las máquinas de soldar y las frecuentes paradas de la máquina causadas por una programación de producción incorrecta debido a la disponibilidad inadecuada de espacio de almacenamiento para la producción por lotes independientemente del plan de premontaje de la puerta. Después de la implementación, los resultados muestran una disminución considerable en el porcentaje de rechazo de la máquina de extrusión del 12% al 4,06%, una reducción en el desperdicio de purga de 17 kg/día a 6,9 kg/día y un aumento en la eficiencia de la máquina del 50,1% al 83,3%. Además, el porcentaje de rechazo de la máquina de soldar disminuyó del 7% al 3,7% como resultado de una mejor gestión de la temperatura y el mantenimiento del equipo. El problema de variación de tamaño en la máquina de inserción de imanes se resolvió mediante el moleteado de la rueda del codificador. En general, estos cambios resultaron en un ahorro anual de aproximadamente 1,5 millones de rupias pakistaníes (PKR) en el proceso de extrusión y 1,2 millones en la máquina de inserción de imanes. La importancia de este proyecto radica en su potencial para optimizar el proceso de producción de juntas, reduciendo el desperdicio y los fallos, a la vez que aumenta la eficiencia de la máquina. Los resultados ofrecen un marco replicable que puede emplearse en una amplia gama de industrias manufactureras para mejorar la calidad y optimizar los costes. |
| dc.description.pt-BR.fl_txt_mv | O processo de fabricação de juntas na "Empresa A" enfrentou desafios e ineficiências significativos devido às altas taxas de rejeição e à variação no desempenho da máquina de extrusão, da máquina de inserção magnética e da máquina de solda. Todas as três máquinas geravam consistentemente grandes rejeições diariamente, incluindo um alto volume de rejeições por purga da máquina de extrusão de PVC macio, corte excessivo de ímãs superdimensionados durante o processo de inserção magnética e rejeição significativa devido à baixa resistência da junta no processo de soldagem de perfis de PVC. Para abordar essas questões subjacentes, a metodologia Six Sigma DMAIC (Definir, Medir, Analisar, Melhorar, Controlar) foi empregada para diminuir a rejeição/desperdício, aumentar a eficiência do processo e diminuir os defeitos das três máquinas. O estudo envolveu mapeamento de processos, análise de causa e efeito, implantação da função de qualidade (QFD) e ferramentas estatísticas de processo, como ANOVA, regressão e análise Cp/Cpk. As causas-raiz foram identificadas e melhorias direcionadas com base nos dados foram introduzidas, incluindo planejamento de produção otimizado, otimização e padronização dos parâmetros da máquina, melhoria do planejamento da execução da produção e disponibilidade de armazenamento, controles de temperatura em máquinas de solda e recartilhamento da roda do encoder para máquina de inserção magnética. Os principais objetivos eram lidar com problemas incluindo desperdício de material, variação no tamanho da tira magnética, problemas em máquinas de solda e paradas frequentes de máquinas causadas por programação de produção inadequada devido à disponibilidade inadequada de espaço de armazenamento para produção em lote independente do plano de pré-montagem da porta. Após a implementação, os resultados mostram uma redução considerável na porcentagem de rejeição da máquina de extrusão de 12% para 4,06%, uma redução no desperdício de purga de 17 kg/dia para 6,9 kg/dia e um aumento na eficiência da máquina de 50,1% para 83,3%. Além disso, a porcentagem de rejeição da máquina de solda caiu de 7% para 3,7% como resultado do gerenciamento aprimorado de temperatura e manutenção do equipamento. O problema de variação de tamanho na máquina de inserção magnética foi resolvido pelo recartilhamento da roda do codificador. No geral, essas mudanças resultaram em uma economia de custos anual de aproximadamente 1,5 milhão de PKR para o processo de extrusão e 1,2 milhão da máquina de inserção magnética. A importância deste projeto se origina de seu potencial para agilizar o processo de produção de juntas, reduzindo desperdícios e falhas, enquanto aumenta a eficiência da máquina. Os resultados oferecem uma estrutura replicável que pode ser empregada em uma ampla gama de indústrias de manufatura para melhoria de qualidade e otimização de custos. |
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| description | The gasket manufacturing process in “Company A” faced significant challenges and inefficiencies because of high rejection rates and variation in extrusion machine, magnetic insertion machine and welding machine’s performance. All three machines were consistently generating major rejections on a daily basis including a high volume of purging rejections from the PVC soft extrusion machine, excessive trimming of oversized magnets during the magnetic insertion process, and significant rejection due to poor joint strength in the welding process of PVC profiles. In order to address these underlying issues, Six Sigma DMAIC (Define, Measure, Analyze, Improve, Control) methodology was employed in order to decrease rejection/waste, increase process efficiency and decrease defects of all three machines. The study involved process mapping, cause and effect analysis, quality function deployment (QFD) and statistical process tools such as ANOVA, regression and Cp/Cpk analysis. Root causes were identified and targeted improvements based on the data were introduced including optimized production planning, machine parameter optimization and standardization, improvement of production execution planning and storage availability, temperature controls on welding machines and encoder wheel knurling for magnetic insertion machine. The main objectives were to deal with problems including material waste, variance in magnetic strip size, issues in welding machines and frequent machine stoppages caused by improper production scheduling because of improper availability of storage space for batch production independent of door pre-assembly plan. Following implementation, results show a considerable decrease in extrusion machine rejection %age from 12% to 4.06%, a reduction in purging waste from 17 kg/day to 6.9 kg/day and an increase in machine efficiency from 50.1% to 83.3%. Furthermore, welding machine rejection %age fell from 7% to 3.7% as a result of enhanced temperature management and equipment maintenance. Size variation issue in magnet insertion machine was resolved by knurling of encoder wheel. Overall, these changes resulted in an annual cost savings of roughly 1.5 million PKR for the extrusion process and 1.2 million from magnet insertion machine. The significance of this project originates from its potential to streamline the gasket production process by reducing waste and faults while increasing machine efficiency. The results offer a replicable framework that can be employed across wide range of manufacturing industries for quality improvement and cost optimization. |
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In order to address these underlying issues, Six Sigma DMAIC (Define, Measure, Analyze, Improve, Control) methodology was employed in order to decrease rejection/waste, increase process efficiency and decrease defects of all three machines. The study involved process mapping, cause and effect analysis, quality function deployment (QFD) and statistical process tools such as ANOVA, regression and Cp/Cpk analysis. Root causes were identified and targeted improvements based on the data were introduced including optimized production planning, machine parameter optimization and standardization, improvement of production execution planning and storage availability, temperature controls on welding machines and encoder wheel knurling for magnetic insertion machine. The main objectives were to deal with problems including material waste, variance in magnetic strip size, issues in welding machines and frequent machine stoppages caused by improper production scheduling because of improper availability of storage space for batch production independent of door pre-assembly plan. Following implementation, results show a considerable decrease in extrusion machine rejection %age from 12% to 4.06%, a reduction in purging waste from 17 kg/day to 6.9 kg/day and an increase in machine efficiency from 50.1% to 83.3%. Furthermore, welding machine rejection %age fell from 7% to 3.7% as a result of enhanced temperature management and equipment maintenance. Size variation issue in magnet insertion machine was resolved by knurling of encoder wheel. Overall, these changes resulted in an annual cost savings of roughly 1.5 million PKR for the extrusion process and 1.2 million from magnet insertion machine. The significance of this project originates from its potential to streamline the gasket production process by reducing waste and faults while increasing machine efficiency. The results offer a replicable framework that can be employed across wide range of manufacturing industries for quality improvement and cost optimization.El proceso de fabricación de juntas en la “Empresa A” se enfrentaba a importantes desafíos e ineficiencias debido a las altas tasas de rechazo y a la variación en el rendimiento de las máquinas de extrusión, inserción magnética y soldadura. Las tres máquinas generaban rechazos importantes a diario, incluyendo un alto volumen de rechazos por purga de la máquina de extrusión blanda de PVC, un recorte excesivo de imanes de gran tamaño durante el proceso de inserción magnética y un rechazo significativo debido a la baja resistencia de las uniones en el proceso de soldadura de los perfiles de PVC. Para abordar estos problemas subyacentes, se empleó la metodología Six Sigma DMAIC (Definir, Medir, Analizar, Mejorar, Controlar) con el fin de reducir el rechazo/desperdicio, aumentar la eficiencia del proceso y disminuir los defectos en las tres máquinas. El estudio incluyó el mapeo de procesos, el análisis de causa y efecto, el despliegue de la función de calidad (QFD) y herramientas estadísticas de proceso como ANOVA, regresión y análisis Cp/Cpk. Se identificaron las causas raíz y se introdujeron mejoras específicas basadas en los datos, incluyendo la planificación optimizada de la producción, la optimización y estandarización de los parámetros de la máquina, la mejora de la planificación de la ejecución de la producción y la disponibilidad de almacenamiento, los controles de temperatura en las máquinas de soldar y el moleteado de la rueda del codificador para la máquina de inserción magnética. Los principales objetivos fueron abordar problemas como el desperdicio de material, la variación en el tamaño de la banda magnética, los problemas en las máquinas de soldar y las frecuentes paradas de la máquina causadas por una programación de producción incorrecta debido a la disponibilidad inadecuada de espacio de almacenamiento para la producción por lotes independientemente del plan de premontaje de la puerta. Después de la implementación, los resultados muestran una disminución considerable en el porcentaje de rechazo de la máquina de extrusión del 12% al 4,06%, una reducción en el desperdicio de purga de 17 kg/día a 6,9 kg/día y un aumento en la eficiencia de la máquina del 50,1% al 83,3%. Además, el porcentaje de rechazo de la máquina de soldar disminuyó del 7% al 3,7% como resultado de una mejor gestión de la temperatura y el mantenimiento del equipo. El problema de variación de tamaño en la máquina de inserción de imanes se resolvió mediante el moleteado de la rueda del codificador. En general, estos cambios resultaron en un ahorro anual de aproximadamente 1,5 millones de rupias pakistaníes (PKR) en el proceso de extrusión y 1,2 millones en la máquina de inserción de imanes. La importancia de este proyecto radica en su potencial para optimizar el proceso de producción de juntas, reduciendo el desperdicio y los fallos, a la vez que aumenta la eficiencia de la máquina. Los resultados ofrecen un marco replicable que puede emplearse en una amplia gama de industrias manufactureras para mejorar la calidad y optimizar los costes.O processo de fabricação de juntas na "Empresa A" enfrentou desafios e ineficiências significativos devido às altas taxas de rejeição e à variação no desempenho da máquina de extrusão, da máquina de inserção magnética e da máquina de solda. Todas as três máquinas geravam consistentemente grandes rejeições diariamente, incluindo um alto volume de rejeições por purga da máquina de extrusão de PVC macio, corte excessivo de ímãs superdimensionados durante o processo de inserção magnética e rejeição significativa devido à baixa resistência da junta no processo de soldagem de perfis de PVC. Para abordar essas questões subjacentes, a metodologia Six Sigma DMAIC (Definir, Medir, Analisar, Melhorar, Controlar) foi empregada para diminuir a rejeição/desperdício, aumentar a eficiência do processo e diminuir os defeitos das três máquinas. O estudo envolveu mapeamento de processos, análise de causa e efeito, implantação da função de qualidade (QFD) e ferramentas estatísticas de processo, como ANOVA, regressão e análise Cp/Cpk. 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Após a implementação, os resultados mostram uma redução considerável na porcentagem de rejeição da máquina de extrusão de 12% para 4,06%, uma redução no desperdício de purga de 17 kg/dia para 6,9 kg/dia e um aumento na eficiência da máquina de 50,1% para 83,3%. Além disso, a porcentagem de rejeição da máquina de solda caiu de 7% para 3,7% como resultado do gerenciamento aprimorado de temperatura e manutenção do equipamento. O problema de variação de tamanho na máquina de inserção magnética foi resolvido pelo recartilhamento da roda do codificador. No geral, essas mudanças resultaram em uma economia de custos anual de aproximadamente 1,5 milhão de PKR para o processo de extrusão e 1,2 milhão da máquina de inserção magnética. A importância deste projeto se origina de seu potencial para agilizar o processo de produção de juntas, reduzindo desperdícios e falhas, enquanto aumenta a eficiência da máquina. 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