EXAMENSARBETE

Tillämpning av statistisk försöksplaneringvid industriell brödtillverkning

Oliver Angelöv2015

CivilingenjörsexamenIndustriell ekonomi

Luleå tekniska universitetInstitutionen för ekonomi, teknik och samhälle

Tillämpning av statistisk försöksplanering vid industriell brödtillverkning

Application of design of experiments in industrial bread manufacturing

Examensarbete utfört inom ämnesområdet kvalitetsteknik vid Luleå tekniska universitet och ett företag i livsmedelsbranschen.

Av: Oliver Angelöv Luleå 2015-06-10

Handledare: Erik Vanhatalo, Luleå tekniska universitet Identiteten på företagets handledare är sekretessbelagd

I

Förord

Examensarbetet markerar slutet av mina fem års studier inom civilingenjörsprogrammet industriell ekonomi vid Luleå tekniska universitet. Det har varit en fantastisk upplevelse att spendera denna tid vid universitetet där jag inte bara har tagit del av utbildning i världsklass utan även skapat oförglömliga minnen tillsammans med många vänner jag träffat genom studierna. Detta tar jag med mig när jag nu påbörjar en ny fas i livet där jag ser fram mot nya spännande utmaningar.

Examensarbetet har varit mycket intressant och lärorikt. Hela arbetsprocessen har lärt mig mycket om försöksplanering men även mycket om mig själv, då vägen inte var utstakad och där det fullständiga ansvaret vilade på mina axlar.

Det finns många som förtjänar ett tack, över den resa som nu är över. Jag vill tacka Carina för att du tog dig tid för mig när jag behövde det som mest. Du gav mig råd och idéer men också ett lugn, när saker inte gick som planerat. Jag vill också tacka min handledare Erik Vanhatalo för dina ovärdeliga åsikter. Du hjälpte mig utveckla examensarbetet till något större än vad jag själv planerat. Till slut vill jag tacka mina nära och kära som hjälpt mig under examensarbetets gång. Pernilla, Rickard och Erik, tack.

Luleå, Juni 2015

Oliver Angelöv

II

Abstract

In a world where quality is increasingly important, the industry has a need to continuously improve product quality. One way to improve quality is through the use of statistical methods which can produce information needed to better understand cause and effect relationships in production processes. Several of these statistical methods, such as design of experiments and statistical process control, are however not used in a large scale in industry due to usage barriers. This thesis aims to lower one of these barriers which is the lack of a tangible approach to design of experiments, which is one of the least used statistical methods in the industry.

This thesis consists of a case study at a company within the food industry where several cycles of design of experiments are executed in order to identify improvements to the design of experiments process as well as improving product quality. A bread product is chosen to be investigated. The case study includes analysis of historical production data and previous studies as well as interviews with employees in order to identify possible affecting factors. Based on this screening, three cycles of design of experiments are performed. The mixing time of the dough is investigated in the first cycle. The second cycle includes the mixing time, the fermentation time of the bread as well as the fermentation temperature. The last experiment once again focuses on the mixing time of the dough. The result shows that the mixing time does not affect the bread quality but the fermenting time and temperature affects the height of the products.

While performing the design of experiments process several complications and differences from the recommended approaches in the literature occurred. For example this thesis uses historical data, interviews and previous studies as means for screening while the literature typically recommends the use of fractional factorial experiments. Based on these complications and differences the recommendations of the thesis are constructed to improve the design of experiment process.

The recommended design of experiments approach includes includes six phases. One of the phases is newly developed by the author and the purpose is to make use of the production operators and their experiences from performing the experiments. The contents of the phases are also developed from the case study where a new checklist is made for the planning of future experiments. The checklist is based on the literature as well as conclusions from this study and it aims to address complications that occurred in this thesis.

III

Sammanfattning

I en värld där kvalitet blir allt viktigare behöver industrin fortsätta att kontinuerligt förbättra produktkvaliteten. Genom statistiska metoder kan organisationer skapa kunskap om produkter och processer som sedan kan användas i förbättringsarbete. Dock används statistiska metoder såsom försöksplanering och statistisk processtyrning i en relativt liten utsträckning inom industrin på grund av användningsbarriärer. Syftet med examensarbetet är att försöka reducera en barriär till en av de minst använda statistiska metoderna, försöksplanering. Den valda barriären är en oklar arbetsgång vid användning av försöksplanering.

Examensarbetet genomförs som en fallstudie på ett företag inom livsmedelsbranschen, där flera omgångar av försöksplanering utförs i syfte att identifiera förbättringsmöjligheter i försöksplaneringsprocessen och att förbättra företagets produkt. Den utvalda produkten är en typ av bröd. Fallstudien innefattar analys av historisk data och tidigare studier samt intervjuer med anställda inom företaget för att identifiera potentiellt påverkande faktorer. Därefter utförs experiment i tre omgångar där tre olika faktorer undersöks. Först studeras rörtidens påverkan. Därefter görs experiment med rörtiden, jästiden samt jästemperaturen och slutligen utförs ytterligare experiment med rörtiden. Slutsatsen är att rörtiden inte påverkar produktkvaliteten medan jästiden och jästemperaturen påverkar höjden av produkterna.

Under försöksplaneringens gång påträffas flertalet komplikationer samt skillnader i jämförelse med litteraturens rekommendationer. Exempelvis används granskning av tidigare data, intervjuer och tidigare studier för att identifiera inressanta försöksfaktorer i detta examensarbete. Detta skiljer sig då litteraturen normalt rekommenderar användning av reducerade faktorförsök vid screening. Utifrån dessa komplikationer och skillnader skapas en rekommenderad arbetsgång för försöksplanering.

Arbetsgången innehåller sex faser. En av faserna är ny och innebär att produktionspersonalen ger feedback till försöksplaneringsansvarig hur de uppfattade försöken och vad de observerade i produktionen när försöken utfördes. Flera av fasernas innehåll utvecklas också. Exempelvis ska framtida planeringar av försök göras via en checklista. Checklistan baseras på litteratur och utvecklas för att minska problemen som upplevdes inom examensarbetet.

IV

Innehållsförteckning 1 Introduktion .................................................................................................................................. 1

1.1 Bakgrund ............................................................................................................................... 1 1.2 Problembeskrivning ............................................................................................................. 2 1.3 Syfte och avgränsningar ...................................................................................................... 3 1.4 Rapportens struktur ............................................................................................................. 4

2 Företagspresentation .................................................................................................................... 5 2.1 Företaget ................................................................................................................................ 5

3 Teoretisk referensram .................................................................................................................. 7 3.1 Försöksplanering .................................................................................................................. 7 3.2 Analys av faktorförsök ...................................................................................................... 12 3.3 Kritiska faktorer för försöksplaneringsprocessen .......................................................... 13 3.4 Industriell brödbakning ..................................................................................................... 15

4 Metod ........................................................................................................................................... 16 4.1 Sammanfattning av metod ................................................................................................ 16 4.2 Forskningssyfte ................................................................................................................... 16 4.3 Forskningsansats ................................................................................................................ 18 4.4 Forskningsstrategi .............................................................................................................. 19 4.5 Datainsamling och analys ................................................................................................. 19 4.6 Validitet och reliabilitet ..................................................................................................... 21

5 Resultat ........................................................................................................................................ 24 5.1 Resultatkapitlets struktur .................................................................................................. 24 5.2 Analys av befintlig data ..................................................................................................... 24 5.3 Mätsystemanalys ................................................................................................................ 31 5.4 Försök med jäseffekt och rörtid ........................................................................................ 32 5.5 Utredning om rörtidens påverkan ................................................................................... 39 5.6 Försöksplaneringsprocessen ............................................................................................. 43

6 Slutsatser och rekommendationer ............................................................................................ 45 6.1 Försöksplaneringsprocessen ............................................................................................. 45 6.2 För företaget ........................................................................................................................ 48

7 Diskussion ................................................................................................................................... 50 7.1 Validitet och reliabilitet ..................................................................................................... 50 7.2 Examensarbetets övergripande syfte ............................................................................... 51 7.3 Examensarbetets underliggande syfte ............................................................................. 52 7.4 Förslag till fortsatt arbete ................................................................................................... 53

Litteraturförteckning .......................................................................................................................... 54

Bilagaförteckning Bilaga 1 – Samtliga variabler ............................................................................................................ a-b Bilaga 2 – Analys av befintlig data .................................................................................................. c-o

1

1 Introduktion Introduktionen presenterar att försöksplanering inte används i en tillräckligt stor utsträckning och identifierar tänkbara anledningar till detta. Kapitlet börjar med bakgrund samt beskrivning av problemet för att ge en förståelse av kontexten. Därefter definieras examensarbetets syfte och sist presenteras rapportens struktur.

1.1 Bakgrund Kvalitet har definierats av Juran & Gryna (1988) som ”fitness for use” vilket betyder lämplighet för användning. De fortsätter sedan med att beskriva produkter som inte bara fysiska, utan allt som är resultatet av en process. Kvalitet är en essentiell del i ett företags framgångar enligt Montgomery (2009). Gavin (1984) understryker detta genom att påvisa en positiv korrelation mellan kvalitet och marknadsandelar. Offensiv kvalitetsutveckling är ett system av värderingar, arbetssätt och verktyg som användas för att arbeta med ständiga förbättringar. Begreppet definieras enligt Bergman och Klefsjö (2012, s. 38) som ”att man ständigt strävar efter att uppfylla och helst överträffa kundernas behov och förväntningar till lägsta möjliga kostnad genom ett kontinuerligt förbättringsarbete i vilket alla är engagerade och som har fokus på organisationens processer”, där kunskap om processer används för att bedriva förbättringar. Detta är viktigt även ur ett hållbarhetsperspektiv då resurseffektivisering har pekats ut som en kritisk faktor för en hållbar utveckling globalt sett (Fegler & Unemo, 1999/2000).

Statistiska metoder är viktiga i kvalitetsutveckling enligt Ryan (2011) då de utgör besluthjälpmedel för att till exempel avgöra när variationen i en process är onormal eller identifiera faktorer som påverkar processen. Statistiska metoder bidrar därför med ökad kunskap om processen. Bergman och Klefsjö (2012) håller med föregående och beskriver att vanligt använda statistiska metoder inom kvalitetsutveckling inkluderar statistisk processtyrning (SPS), tillförlitlighetsberäkningar, duglighet och försöksplanering. SPS används enligt Montgomery (2009) för att synliggöra variationer i processer och är en grund för förbättringsarbete vars mål är att reducera variation. Tillförlitlighetsberäkningar består bland annat av att tiden mellan fel, tiden det tar att reparera samt tiden innan reparationer kan påbörjas utvärderas för att få högsta möjliga tillförlitlighet i ett system (Bergman & Klefsjö, 2012). Duglighet används för att kontrollera i hur stor grad produkternas egenskaper uppfyller kundernas specifikationskrav (Stuart, Mullins & Drew, 1996).

2

Enligt Lye (2005) är försöksplanering en metod för att systematiskt applicera ett statistiskt angreppssätt vid planering, genomförande och analys av experiment. Metoden har under en längre tid varit en viktig del i kvalitetskoncept såsom Sex Sigma (Montgomery, 2009) och Total Quality Management (TQM) (Powell, 1995). Försöksplanering är enligt Montgomery (2013) ett arbetssätt för att identifiera kausala samband mellan försöksfaktorer och en eller flera responsvariabler (kvalitetsparametrar) hos produkten eller processen. Bergman (1992) beskriver på ett liknande sätt syftet med försöksplanering som att skapa kunskap om processer, att få fram underlag till att lösa kvalitetsproblem samt att förbättra processutbytet.

1.2 Problembeskrivning Enligt Bergman (1992) har industrin ett stort behov av att använda sig av försöksplanering. Det finns inga tecken på att detta har förändrats de senaste 20 åren. Det har gjorts flertalet undersökningar på hur utspridd användningen av försöksplanering är och det verkar finnas en stor potential till ökad användning.

Gremyr, Arvidsson och Johansson (2003) visade i en studie av tillverkningsindustrin i Sverige att 53 % av de 105 intervjuade företagen använde sig av någon form av försöksplanering där stora företag använder det i högre utsträckning. I en liknande undersökning av alumner från Luleå tekniska universitet av Bergquist och Albing (2006) visade användningen av försöksplanering vara låg. Speciellt i de viktigaste processerna där endast 4 % av företagen använde sig av metoden. Nyligen gjordes en uppföljningsstudie där det konstaterades att användningen av försöksplanering gått upp generellt, men att användningen fortfarande är låga 4 % i de viktigaste processerna (Lundkvist, Bergquist & Vanhatalo, 2014). Detta är ett problem eftersom många företag då inte antas ha anammat ett statistiskt tänkande fullt ut. Enligt Hoerl och Snee (2010) är det endast när statistiska metoder används i de viktigaste processerna, som det statistiska perspektivet får fäste i företaget samt de statistiska metoderna blir som effektivast.

Det finns tendenser att vissa industrier använder sig av försöksplanering i högre utsträckning än andra. Exempelvis identifierade Allias, Perrot, Curt och Trystam (2007) att processer i traditionella livsmedelsindustrier oftare styrs utifrån de anställdas erfarenheter. Med detta som grund uppmärksammade Purlis (2014) att behovet av att implementera ett statistiskt kvalitetsutvecklingsarbete är stort i livsmedelsindustrier.

3

Undersökningar har även gjorts i andra länder än Sverige, en studie av tillverkningsföretag i Baskien visade att endast 20 % av företagen använde sig av en statistisk metodologi vid experiment (Tanco, Viles, Ilzarbe & Álvarez, 2008). Till följd av detta gjordes en uppföljningsstudie av Tanco, Viles, Ilzarbe och Álvarez (2010) som undersökte anledningarna varför försöksplanering inte används i tillverkningsindustrin i större utsträckning. Studien identifierade en brist på en konkret arbetsgång som en stor barriär i användandet av försöksplanering. Bristen uppstår då utbildningar fokuserar mer på numerisk analys än själva implementeringen av försöksplanering (Tanco, Viles, Ilzarbe & Alvarez, 2009).

Sammanfattningsvis har det identifierats att industrin i allmänhet och livsmedelsindustrin i synnerhet har ett behov av att använda sig av försöksplanering. En viktig barriär till varför industrin inte använder försöksplanering i större utsträckning är att försöksplaneringens arbetsgång inte är tillräckligt konkret.

1.3 Syfte och avgränsningar Examensarbetets övergripande syfte är att beskriva och exemplifiera hur initial användning av försöksplanering kan se ut inom ett företag. Examensarbetet utförs för att visa en konkret arbetsgång för metoden då en otydlig arbetsgång tidigare identifierats som en stor barriär för användandet av försöksplanering. Förhoppningen är att examensarbetet kan exemplifiera en tydlig arbetsgång och därmed bidra till ökad användning av försöksplanering. Syftet avgränsas genom att fokusera på ett företag som inte använt sig av metoden tidigare, inom en bransch där försöksplanering används i mindre omfattning. Avgränsningen är gjord av författaren då det bedöms viktigt att påvisa att företag som inte tidigare använt sig av försöksplanering kan ha nytta av metoden. Branschen i det akuella fallet är livsmedelsbranschen.

För att exemplifiera en tydlig arbetsgång samt hitta förbättringar till arbetsgången behöver försöksplanering utövas, därför skapades ett sekundärt syfte. Det sekundära syftet innefattar användning av försöksplanering för att höja kvaliteten på produkter samt eventuellt förbättra processutbytet hos det aktuella företaget. Utifrån det sekundära syftet dras slutsatser som används för att skapa en konkret arbetsgång, se Figur 1-1. Enligt Montgomery (2013) ligger det i försöksplaneringens natur att endast kunna undersöka en produktionslinje och en produkt samtidigt. Av den anledningen innebär avgränsningarna i examensarbetet att endast en produktionslinje och en produkt inkluderas.

4

FIGUR 1-1. ILLUSTRATION AV DE TVÅ SYFTENS RELATION. FÖRSÖKSPLANERING UTÖVAS FÖR ATT EXEMPLIFIERA EN KONKRET ARBETSGÅNG FÖR FÖRSÖKSPLANERING.

1.4 Rapportens struktur Examensarbetet uppfyller syftet genom att först beskriva företaget och dess processer. Nästkommande kapitel är ett teorikapitel som beskriver tidigare studier samt teorier och modeller inom det aktuella området. Vidare presenteras metoder för datainsamling och analys. Därefter redovisas resultatet som innehåller både analyser och presentation av empiri. Utifrån resultatet dras slutsatser och rekommendationer skapas. Sista delen av rapporten diskuterar validiteten, reliabiliteten, rekommendationer samt ger förslag på hur fortsatt arbete inom samma område kan utformas. Rapportens struktur kan ses i sin helhet i Figur 1-2.

Konkret arbetsgång

Försöksplanerings-

utövning

FIGUR 1-2. RAPPORTENS STRUKTUR

5

2 Företagspresentation Kapitlet behandlar information om det studerade företaget. I arbetet kan känslig data förekomma, av den anledningen vill företaget vara anonymnt samt att viss data maskeras. Först presenteras generell information om företaget och sedan presenteras en karta över processen som examensarbetet behandlar.

2.1 Företagsinformation Företaget har tillverkat bröd i flera generationer och har idag en omsättning på cirka en miljard kronor. De arbetar i dagsläget inte med Sex Sigma eller TQM, men de vill undersöka vilka möjligheter de har att utveckla sitt kvalitetsarbete genom att använda sig av försöksplanering.

2.1.1 Övergripande processkarta Produktionslinjen som studeras börjar med blandaren, där brödets ingredienser tillsätts i kärl som blandas på olika sätt beroende på vilket bröd som tillverkas. I detta steg kan ingrediensernas mängder bestämmas. En komplett lista på inställningarna som kan göras på linjen finns i Bilaga 1. Degen jäses sedan på transportband som slutar i en utmatning av degen på produktionslinjen där det finns ett kontinuerligt flöde av deg.

Det finns automatiska kavlar på produktionslinjen som imiterar manuell kavling, sedan tunnas degen ut genom att föras mellan lansar där brödens tjocklek bestäms i två steg. I nästa delprocess stansas brödens form ut för att i nästa steg transporteras fram till en av de två jäsugnarna där bland annat temperaturen, tiden och luftfuktigheten kan bestämmas. Till sist gräddas bröden i ugnen för att sedan kylas i spiralkylen och slutförvaras i frysen innan leverans till kund. I Figur 2-1 finns en schematisk bild av brödtillverkningsprocessen. Längs produktionslinjen finns delprocesser som strör mjöl både på och under degen, maskiner som strör frön på brödet samt en delprocess som sprayar en spraylösning på brödet som får frön att fastna lättare. Mellan lansarna och stansningen finns också ”naggar” som gör ett mönster på degen. Deg som uteblir efter stansningen återanvänds och transporteras tillbaka till utmatning på linjen.

6

Det finns tre kvalitetskontroller på produktionslinjen (representeras av röda cirklar i figuren), den första är efter stansningen av bröden. Där kontrolleras vikten på 10 stycken bröd samtidigt för att avgöra om de är tillräckligt tjocka. Vid den andra kvalitetskontrollen mäts brödets vikt, höjd, bredd samt längd på 10 stycken individuellt utvalda bröd. Dessa två kvalitetskontroller tar prover kontinuerligt under produktion i fasta intervaller.

Den sista kvalitetskontrollen sker när brödet varit fryst under minst 24 timmar, vilket är ett krav innan leverans till kund. Brödet tinas och sedan mäts fukt, höjd, vikt, mögel (hur många dagar det tar för bröden att mögla) och textur (hur mjukt brödet är). Efter utförd mätning kasseras produkterna vilket gör att nya bröd testas varje gång. Mögelmätningar görs genom visuell inspektion medan textur-, höjd- och fuktighetsmätningar görs maskinellt. Höjd- och texturmätningar görs med 3 bröd staplade på varandra. I detta examensarbete används data från den sista kvalitetskontrollen. I Tabell 2-1 redovisas kvalitetsresponserna samt hur de bedöms.

TABELL 2-1. TABELL SOM BESKRIVER VAD SOM MENAS MED ETT KVALITATIVT BRÖD UTIFRÅN KVALITETSRESPONSERNA.

Kvalitetsrespons: Önskat värde: Vikt Över ett visst värde Fukt Så högt värde som möjligt Höjd Över ett visst värde Mögel Över ett visst värde Textur Så lågt värde som möjligt

FIGUR 2-1. SCHEMATISK BESKRIVNING AV BRÖDTILLVERKNINGSPROCESSEN DÄR DE RÖDA RINGARNA VISAR KVALITETSKONTROLLERNAS PLACERINGAR.

7

3 Teoretisk referensram Kapitlet beskriver litteratur som använts vid planering och analys av försöksplanering i examensarbetet. Kritiska faktorer till lyckad försöksplanering och tidigare studier inom industriell brödbakning introduceras även för att ge läsaren en grundläggande förståelse för området.

3.1 Försöksplanering Enligt Montgomery (2013) måste processers variabler ändras för att orsak och verkan ska förstås i processen. Då försöksfaktorer ändras, observeras förändringar i den utåtgående produkten eller i andra processvariabler, se illustration i Figur 3-1. Försök inkluderar ofta flertalet faktorer. Syftet med försöksplanering är att bestämma vilka variabler som påverkar och hur de påverkar en viss egenskap av produkten

(Bergman, 1992).

8

FIGUR 3-1. ILLUSTRATIV BILD HUR FAKTORER PÅVERKAR EN PROCESS OCH PRODUKTERNA SOM UTKOMMER FRÅN DEN (MONTGOMERY, 2013).

När en faktor i taget undersöks krävs många försök, vilket resulterar i höga kostnader inom industrin (Bergman & Klefsjö, 2012). En-faktor-i-taget-försök medför också att samspel mellan variabler (flerfaktorsamspel) inte kan undersökas (Montgomery, 2013).

3.1.1 Faktorförsök Faktorförsök utvecklades för att maximera informationsutbytet av försöken samt för att reducera kostnaderna. Montgomery (2013) definierar faktorförsök som ”att alla möjliga kombinationer av faktorernas nivåer undersöks genom experiment” (s. 183) där faktorernas effekter beskriver ändringen hos slutprodukten när faktorn ändras. De vanligaste faktorförsöken är tvånivåers faktorförsök då de snabbt ger en överskådlig bild över påverkande faktorer. Faktorförsök betecknas som 𝐹𝑘, där k representerar antalet faktorer (variabler) som undersöks och F representerar antalet nivåer (Barker, 1994).

Montgomery (2013) påpekar att tvånivåers faktorförsök endast kan upptäcka linjära samband och att försök med fler än två nivåer kan upptäcka kurvaturer i effekterna. Med kurvaturer menas effekter som har ett kvadratiskt samband med responsvariabeln (Bergman, 1992). Centrumpunkter (försök vars nivåer är i mitten av den höga och den låga nivån) inkluderas ofta i försöksplaner för att utvärdera om det finns indikationer på kvadratiska effekter.

Om sannolikheten för flerfaktorsamspel bedöms liten kan det vara fördelaktigt att använda reducerade faktorförsök (Bergman & Klefsjö, 2012). Detta görs genom att ytterligare variabler överlagras på samspel, vanligast samspelen som har flest faktorer i sig (Bergman, 1992). Detta medför en osäkerhet, om det är samspelseffekten eller överlagringen som påverkar processen då de har samma teckenföljd. Ett exempel på en sådan överlagring finns i tabell Tabell 3-1.

TABELL 3-1. EXEMPEL PÅ EN 𝟐𝟒−𝟏 REDUCERAD FÖRSÖKSPLAN DÄR FAKTORN D ÖVERLAGRAS PÅ SAMSPELET AXBXC.

Delförsök nr:

A B C AxB AxC BxC AxBxC D

1 - - - + + + - 2 + - - - - + + 3 - + - - + - + 4 + + - + - - -

9

5 - - + + - - + 6 + - + - + - - 7 - + + - - + - 8 + + + + + + +

I Tabell 3-1 kan det genom visuell inspektion identifieras att de två samspelen CxD samt AxB har samma teckenföljd vilket gör det problematiskt att avgöra vilka samspel som är aktiva (påverkande). Hur dessa samspel överlagras på varandra kallas för överlagringsmönster (Bergman, 1992). I Tabell 3-1 överlagrades D=AxBxC vilket enligt Bergman (1992) benäms som den definierade likheten. Genom matrismultiplikation med faktorn D på båda sidor kan enhetsmatrisen I=AxBxCxD beräknas, vilket kallas för försöksplanens definierade relation. Enligt Bergman (1992) kan försöksplanens upplösning identifieras genom att titta på den kortaste ordlängden i den definierade relationen hos en försöksplan. Upplösning tre innebär att tvåfaktorssamspel finns överlagrade på huvudeffekterna, upplösning fyra innebär att trefaktorsamspel finns överlagrade på huvudeffekterna och så vidare. De vanligaste upplösningarna som används är tre, fyra och fem (Montgomery, 2013).

Generellt anses samspel mellan tre faktorer och högre osannolika vilket gör att de ofta bortses vid analysen enligt Montgomery (2013). Genom reducerade faktorförsök kan fler variabler testas vilket gör att färre försök behövs. Kraftigt reducerade faktorförsök används ofta enligt Barker (1994) för screeningförsök. En screening innebär initiella försök som ger en generell uppfattning om vilka faktorer som är aktiva (påverkar responsen) (Bergman, 1992).

Enligt Montgomery (2013) borde screeningförsök maximalt stå för 25 % av försöksbudgeten. Screening är viktigt då icke-påverkande faktorer sållas bort i ett tidigt stadie vilket sparar tid, material och andra resurser. Även Bergman (1992) anser att screening är viktigt och han rekommenderar tre stycken försöksomgångar som ett vanligt försöksupplägg. Hans strategi är att först använda ett hårt reducerat försök, följt av ett mindre hårt reducerat försök och slutligen ett fullständigt försök med centrumpunkter. Enligt Bergman (1992) och Montgomery (2013) är det viktigt att bedriva sekventiell försöksplanering då de inblandande personerna lär sig mycket om processen under experimentens gång.

Utöver de beskrivna faktorförsöken ovan finns en speciell variant som kallas för split-plot försök. Enligt Montgomery (2013) innebär split-plot försök att randomisering frångås, istället anpassas försöken till att vissa faktorer är svårare att

10

variera än andra. Konkret medför ett split-plot försök färre ändringar av nivåer på en eller flera variabler, vilket innebär att det är svårare att upptäcka effekter på de faktorerna. Fördelen med split-plot försök är att experimenten blir lättare att utföra. Ett split-plot försök innebär att de olika försöken delas in i subplots och wholeplots där wholeplotsen beskrivs som varje ändring av den svårare variabeln. Inom dessa wholeplots finns ett antal subplots som beskriver nivåerna av de övriga faktorerna (Montgomery, 2013).

3.1.2 Planering av försök Coleman och Montgomery (1993) skapade en checklista för hur planering av försök kan göras och den presenteras i Tabell 3-2. Listan är konstruerad för att hantera komplexa experiment på ett strukturerat sätt. Den kommer enligt författarna till mest nytta när den används i tidigt skede inom projekt. Checklistan ska enligt Montgomery (2013) användas i syfte om att skapa diskussion hos de inblandande i projektet för att diskutera både design av försöksplan och hur försök ska genomföras från olika perspektiv.

Vidare påpekar Montgomery (2013) vikten av att utföra mätsystemsanalyser för att garantera att mätningarna representerar det de är avsidda att göra. Oavsett mätinstrumentens precision är det viktigt att ha kunskap om mätsäkerheten innan experimenten utförs, eftersom åtgärder kan införas för att hantera problem som ett oprecist mätinstrument medför.

Begreppen reproducerbarhet och repeterbarhet är viktiga inom mätsystemsanalyser enligt Montgomery (2009). Reproducerbarhet utvärderar om andra personer/instrument kan utföra mätningen och erhålla samma resultat. Repeterbarhet utvärderar om samma resultat fås när mätningar är gjorda under samma förutsättningar. En mätsystemsanalys är svårare att utföra då det inte är möjligt att mäta samma produkt flera gånger, vid till exempel förstörande provtagningar. Det normala tillvägagångssättet för att hantera dessa problem är att flera produkter inom samma batch tas ut och testas där inomgruppsvariaitonen antas

11

vara noll (Phillips, Jeffries, Schneider & Frankoski, 1997). Metoden innebär att all variation som uppmätts tillskrivs mätsystemet.

TABELL 3-2. CHECKLISTA VID PLANERING AV FÖRSÖK (COLEMAN & MONTGOMERY, 1993).

Nr: Vad ska göras: 1 Namn, organisation och titel: Bestäm namn och organisation för utföraren av

experimenten samt titel för arbetet. 2 Mål: Beskriv målet med experimenten. Målet ska vara specifierat, mätbart och

praktiskt. 3 Bakgrund: Beskriv bakgrunden till responsvariablerna. Bakgrunden kan bestå

av teoretiska resonemang, erfarenheter och tidigare experiment. 4 Responsvariabler: Bestäm vilka responsvariabler som ska mätas, vilka nivåer

som är normala för variabeln samt precisionen den kan mätas på. 5 Försöksfaktorer: Bestäm vilka försöksfaktorer som ska mätas, vilka nivåer som

är normala för faktorn, hur mycket den kan varieras, precisionen som den kan mätas på samt vad för förväntad effekt den har på responserna.

6 Konstanta variabler: Bestäm vilka variabler som ska hållas konstanta, vilka nivåer som de får varieras under, precisionen som de kan mätas på, hur de kan kontrolleras samt förväntad effekt de har på responserna.

7 Störfaktorer: Identifiera störfaktorer, hur de kan mätas, hur de ska förhindras att påverka resultatet samt vad den förväntas påverka.

8 Samspel: Identifiera eventuella samspel som tros påverka. 9 Avgränsningar: Beskriv avgränsningar för experimenten, till exempel hur

många försök som får göras eller svårigheter i hur variabler kan varieras. 10 Design/Försökspreferenser: Beskriv vald design och skälen för dessa, till

exempel om randomisering är att föredra, hur många försök som ska göras och vilken upplösning som är tänkbar.

11 Analys- och presentationstekniker: Beskriv om möjligt hur data ska analyseras

12

och presenteras. 12 Ansvarig: Bestäm ansvarig för experimenten. 13 Provförsök: Ska provförsök användas, varför / varför inte?

3.2 Analys av faktorförsök För att avgöra vilka faktorer som påverkar responserna måste data från experimenten analyseras. Detta delkapitel presenterar tre vanliga metoder som används för att analysera data vid försöksplanering.

3.2.1 Hypotestest (vid försök av endast en faktor) Enkla experiment analyseras ofta med hypotestester (Montgomery, 2013). Generellt kan en modell som beskriver när en faktor ändras mellan två nivåer beskrivas som:

𝑌𝑖𝑗 = µ𝑖 + ϵ𝑖𝑗 �𝑖 = 1,2

𝑗 = 1,2, … . ,𝑛𝑖 [1]

µ representerar medelvärdet av kvalitetsresponsen när faktorn är på nivå i och ϵ representerar variationen runt medelvärdet på faktornivån i och experiment j. Därefter kan t-tester utifrån värden på µ och ϵ göras för att avgöra om responsen skiljer sig åt mellan de olika nivåerna (Montgomery, 2013).

3.2.2 Normalfördelningsplot (vid icke upprepade försök) Vid analys av icke upprepade experiment används oftast

FIGUR 3-2. EXEMPEL PÅ NORMALFÖRDELNINGSPLOT DÄR SAMSPELSEFFEKTEN AB ÄR AKTIV. FRÅN DESIGN EXPERT VERSION 9.

13

normalfördelninsplot (Bergman, 1992). Tekniken innebär att faktorernas effekter plottas i en normalfördelningsplot för att visuellt identifiera påverkande faktorer. Metoden bygger på antagandet att icke påverkande faktorers effekter är normalfördelade med väntevärde noll. Om detta inte uppfylls är det troligt att det rör sig om en påverkande faktor (Bergman, 1992). Nedanför återfinns ett exempel där en effekt är klart påverkande, se Figur 3-2.

3.2.3 Variansanalys (ANOVA) (vid upprepade försök) ANOVA står för ANalysis Of VAriance och används när två eller fler experiment görs med samma inställningar i åtminstone ett delförsök (Montgomery, 2013). ANOVA utgår enligt Montgomery (2013) från att den totala variansen i data kan delas in i två komponenter. Den ena komponenten beskriver skillnaderna i medelvärdet vid olika inställningar av faktorerna. Den andra komponenten är det totala medelvärdet, plus variationerna inom de olika replikaten. Sammanfattningsvis representerar ena delen hur faktorerna påverkar responsen och den andra delen respresenterar den naturliga variansen, det vill säga hur processen normalt varierar.

Variansanalysen har tre grundvillkor som data måste följa enligt Barker (1994) och först är ett antagande om att varianserna oavsett processens inställningar ska vara liknande. Felaktiga slutsatser kan dras om varianserna inte är liknande. Andra villkoret är att observationerna måste vara normalfördelade, på grund av att F-tester för att jämföra de olika kvadratsummorna görs. F-tester görs bland annat för att bestämma sannolikheten att en faktor påverkar responsen. Det sista villkoret är att den naturliga variansen i processen är oberoende oavsett inställningar. Riskerna för att detta inte stämmer minimeras genom att randomisera försöken vilket gör att eventuell systematisk variation minimeras.

Det finns andra analysmetoder som exempelvis Maximum Likelihood Estimation of the variance components (MLE), som har fördelar jämfört med ANOVA. Den största fördelen är att konfidensintervaller lättare kan beräknas på de olika variationskomponenterna (Montgomery, 2013). Den vanligaste MLE metoden är REML (REstricted Maximum Likelihood) och används ofta vid split-plot försök på grund av att metoden kan uppskatta flera olika variationskomponenter. I fallet med split-plot försök handlar variationskomponenterna om subplots och wholeplots.

3.3 Kritiska faktorer för försöksplaneringsprocessen Flertalet studier har undersökt svårigheterna vid användandet av försöksplanering. Tanco, Viles, Ilzarbe och Alvarez (2009) identifierar totalt 16 barriärer till användandet av försöksplanering, som delas upp i tre stycken områden: barrärer på

14

grund av utbildning, tekniska barriärer samt barriärer inom företaget. Tanco et al. (2009) belyser att publicerade böcker och artiklar ofta fokuserar på matematiska problem istället för att fokusera på försöksplanerings utförande. Utöver detta fokuserar 70-80 % av försöksplaneringsutbildningar på val av design och analys vilket leder till ett mindre fokus på praktiska problem. Tekniska barriärer som Tanco et al. (2009) identifierat inkluderar att försöksplanering anses vara en komplex metod vilket minskar användandet. Vidare finns inte tillräckligt många metoder som guidar användare av försöksplanering vid implementering inom industrier. En sammanfattning av samtliga barriärer identifierade av Tanco et al. (2009) finns i Tabell 3-3.

Tanco et al. (2009) beskriver förändringsmotstånd som en stor barriär samt att chefer inte är tillräckligt engagerade i användandet av försöksplanering. Det låga engagemanget hos chefer är troligtvis grundat i att chefer har en oförståelse för statistiska metoder (John och Johnson, 2002). Costa och Pires (2006) beskriver att resursallokering är viktigt samt att lagarbete är kritiskt för en framgångsrik användning av försöksplanering. Även Anderson och Shari (1999) identifierade nyckelfaktorer till användning av försöksplanering där de argumenterar att det alltid måste göras verifieringsförsök för att vara säker på att försöksplaneringens resultat säger.

TABELL 3-3. SAMTLIGA BARRIÄRER TILL FÖRSÖKSPLANERING ENLIGT TANCO ET AL. (2009).

Barriärer inom företaget: Barriärer på grund av utbildning:

Tekniska barriärer:

Förändringsmotstånd Publikationer når inte ingenjörer

Begränsad programvara

Lågt engagemenag från chefer

Brist på statistisk bakgrund

Statistiskt språk används för att beskriva försöksplanering

För lite resurser Försöksplanering lärs inte ut på universitet

Brist på metoder som guidar användare

Brist på teamwork Försöksplanering lärs ut på ett briställigt sätt

Tidigare dåliga erfarenheter av försöksplanering

Negativ bild av statistisk Bristande konsultering av statistisker

Brist på teoretiska metoder att lösa praktiska problem

Komplext verktyg

15

3.4 Industriell brödbakning I över 12000 år har bakning utövats men processen är relativt outforskad. Flertalet studier har gjorts, med syfte att undersöka vilka delar i bakprocessen som är viktiga för brödets kvalitet (Mondal & Datta, 2008). En sammanfattning av delkapitlet kan hittas i Tabell 3-4.

En studie utförd på platta bröd uppmärksammade att en degblandning på totalt 10 minuter var bra för att få ett poröst bröd och en lång jäsning precis innan gräddning är viktig för att få en lång hållbarhet (Jahromi, Yazdi, Karimi & Mortazavi, 2014. En annan studie av Theirdthai, Zhou och Adamczak (2002) undersökte temperaturen och tiden i ugnen i syfte om att förbättra brödet med hänsyn till ytans färg, temperaturen i brödet samt förlusten av fukt. Resultatet visade att värmen i ugnen borde vara runt 115-176°C utspritt på 4 olika zoner där zon 1 (den första zonen i processens riktning) borde ha lägst temperatur och den sista zonen bör ha högst temperatur.

TABELL 3-4. SAMMANFATTNING AV FAKTORER SOM ÄR VIKTIGA FÖR BRÖDETS KVALITET.

Del av produktionslinje: Vad den påverkar för egenskap i brödet: Ugn Ytans färg, viktminskning i brödet (fukthalt i

brödet) Jäsningsbana Hållbarhet Degblandning Textur (poröst bröd)

16

4 Metod Kapitlet beskriver hur examensarbetet utförts och bakgrunderna till valen. Metodkapitlet innefattar val av forskningssyfte, ansats, strategi och datainsamling. Sist beskrivs åtgärder som tagits för att säkerställa arbetets validitet och reliabilitet.

4.1 Sammanfattning av metod För att presentera metodvalen i examensarbetet konstruerades en sammanfattande tabell, se Tabell 4-1.

TABELL 4-1. SAMMANFATTNING AV METODVAL.

Område: Val av inriktning: Forskningssyfte Explorativ/Hypotesprövande Forskningsansats Abduktiv Metodiskt angreppssätt Mixmetod med fokus på kvantitativ data Forskningsstrategi Fallstudie med experimentella inslag Datainsamling Sekundärdata: Tidigare mätningar

Primärdata: Experiment, intervjuer samt observationer

Validitet och Reliabilitet Triangulering Tidigare mätningar endast gjorda under samma förutsättringar Transkribering av intervjuer Mätsystemsanalys

4.2 Forskningssyfte Enligt Saunders, Lewis och Thornhill (2008) och Cargan (2007) finns tre vanligt använda studiesyften; explorativ, beskrivande och hypotesprövande. Dessa används för att klargöra vilken sorts studie som gjorts och vilken kunskap den resulterar i. Vilket av dessa syften som användes är beroende av studiens ämne. Studien kan också klassificeras utifrån hur mycket information som fanns om problemet innan studien påbörjas (Patel & Davidson, 2003).

Den hypotesprövande studiens syfte är enligt Saunders, Thornhill och Lewis (2012) att undersöka hur en variabel påverkar en annan variabel i en viss situation eller inom ett visst problem. Cargan (2007) håller med Saundersk Thornhill och Lewis (2012) och beskriver målet som att kunna förutse vad som händer när en variabel

17

ändras och varför. Dessa studier kräver enligt Patel och Davidson (2003) att det finns en förståelse om problemet i form av tidigare studier, litteratur och modeller för att kunna förklara varför situationen eller problemet uppstår och hur.

Enligt Cargan (2007) fokuserar den beskrivande studien på att identifiera variabler som normalt karakteriserar en viss företeelse. En företeelse kan till exempel vara en situation eller en grupp av människor (Kothari, 2004). Enligt Saunders et al. (2008) krävs en klar bild över fenomenet för att kunna specificera data som ska samlas in. Detta innebär att en beskrivande studie kräver att det finns tidigare forskning gjord inom området vilket också Patel och Davidsson (2003) håller med om.

Enligt Saunders et al. (2008) ska en explorativ studie undersöka en viss företeelse för att medföra nya insikter. Detta bekräftas av Kothari (2004) och han adderar att det är viktigt att en explorativ studie är utformad för att smalna av under studiens gång. Vidare beskriver Cargan (2007) att en explorativ studie karaktäriseras av ett relativt ostuderat område där målet är att ge rekommendationer för framtida forskning.

Ett hypotesprövande syfte kan användas för att utreda om försöksplanering kan användas i vissa branscher. Ett sådant syfte kan användas för ett liknande examensarbete, men passar inte i detta examensarbete då det är barriärerna för användning av försöksplanering som ska minskas. En hypotesprövande studie skulle kunna undersöka hur dessa barriärer ser ut, men inte minska dem i sig.

Vidare skulle en beskrivande studie kunna användas, för att undersöka hur försöksplaneringens arbetsgång ser ut i företag som använder sig av metoden, i branscher där försöksplanering normalt inte används. Detta alternativ valdes dock bort, då det bedömdes som ett för stort område och att resursåtgången skulle bli för omfattande för ett examensarbete.

Ett explorativt syfte passar examensarbetets övergripande syfte, då nya insikter ska erhållas angående arbetsgången vid en initiell användning av försöksplanering. Ett tidigare relativt icke-undersökt område ska undersökas, vilket stödjer valet av ett explorativt syfte ytterligare.

Utöver det explorativa syftet har examensarbetet ett syfte relaterat till användningen av försöksplanering som har ett hypotesprövande syfte, där målet är att undersöka vilka faktorer som påverkar.

18

4.3 Forskningsansats Enligt Saunders et al. (2012) finns tre forskningsansatser: induktion, deduktion och abduktion. Ghauri och Grønhaug (2005) beskriver induktion som att dra slutsatser från observationer och bygga teori utifrån dessa. Vidare beskriver Ghauri och Grønhaug (2005) att deduktion innebär att slutsatser dras genom logiska resonemang. Abduktion beskrivs som en blandning mellan induktion och deduktion (Saunders et al, 2012). Examensarbetets sekundära syfte innebär att processinställningar undersöks i omgångar, vilket är en abduktiv ansats. Även examensarbets övegripande syfte passar in på den abduktiva karaktären, då befintliga teorier används som sedan anpassas till empirin i ett abduktivt förhållningssätt.

Det metodiska angreppssättet kan vara kvalitativt eller kvantitativt. Angreppssättet beskriver hur insamling, bearbetning och analys av data ska utföras. I den kvalitativa forskningen är målet att få ett djup i den insamlade informationen vilket innebär att intervjuer är vanliga (Kothari, 2004). Dock påpekar Saunders et al. (2008) att det finns risker med att intervjuer blir skeva (partiska) vilket är negativt för resultatet. En kvantitativ studie skiljer sig mot den kvalitativa då den innehåller numerisk data genom bland annat undersökningar eller grafiska och statistiska hjälpmedel (Saunders et al, 2009).

De kvalitativa och kvantitativa synsätten kan dock kombineras till en mix-metod enligt Weathington, Cunningham och Pittenger (2012). Bryman (2013) beskriver att det vanligaste är att enkätundersökningar kompletterar kvalitativa studier och att intervjuer kompletterar kvantitativa studier.

Fokus i detta examensarbete ligger på kvantitativ data i form av mätningar från produktionslinjen. Vikten av att erfarenheter om processen tas till vara är belyst i den teoretiska referensramen. Av den anledningen är det aktuellt att samla kvalitativ data om produktionspersonalens erfarenheter. Det är särskilt viktigt då det inte finns tidigare studier som kan användas för att få kunskap om processen i fråga. Slutligen är det viktigt att kvalitativ data relaterad till examensarbetets övergripande syfte samlas in. Sammanfattningsvis användes en mixmetod med fokus på kvantitativ data.

19

4.4 Forskningsstrategi Enligt Saunders et al. (2012) finns flera forskningsstrategier såsom experimentell studie, fallstudie, enkätstudie och arkivsökningsstudie. En fallstudie baseras på en organisation eller en plats och har fokus på ett verkligt fall där kontexten är viktig (Bryman & Bell, 2011).

Enligt Patel och Davidson (2003) och Saunders et al. (2008) syftar en experimentell studie till att undersöka variabler medan kontexten hålls under kontroll. Examensarbetet är en fallstudie då det övergripande syftet är att exemplifiera hur en initiell användning av försöksplanering kan se ut på ett företag, där kontexten är viktig. Kontexten är viktig då försöksplanering bedrivs på olika sätt beroende på hur företagets processer ser ut. Examensarbetet innehåller även experimentella delar kopplat till det sekundära syftet då processvariabler undersökts via experiment.

4.5 Datainsamling och analys Enligt Kothari (2004) finns två sorters data, primär och sekundärdata. Primärdata samlas in första gången till studien medan sekundärdata samlas in med ett annat syfte än att inkluderas i den aktuella studien (Saunders et al. 2009). Examensarbetets datainsamling i sin helhet kan ses i Figur 4-1, kapitlet börjar med att beskriva

sekundärdata då den samlades in först.

4.5.1 Sekundärdata Enligt Saunders et al. (2008) finns olika typer av sekundärdata där dokumenterat nerskrivet material är en typ. Enligt Bryman (1989) kan mätvärden som exempelvis lönsamhet, användas som sekundärdata och Saunders et al. (2008) påpekar även att mätvärden från produktionen kan ingå.

Tidigare mätningar Intervjuer Experiment Observationer

FIGUR 4-1. EXAMENSARBETETS DATAINSAMLING DÄR DEN LJUSBLÅA FÄRGEN RESPRESENTERAR SEKUNDÄRDATA OCH DEN MÖRKBLÅ FÄRGEN REPRESENTERAR PRIMÄRDATA.

20

Examensarbetet har använt sekundärdata då viss data utgår ifrån tidigare mätningar från produktionslinjen. Sekundärdata användes för att förstå hur processen har fungerat och därmed hur den kan fungera i framtiden. Informationen samlades in via produktionshistorik som fanns att tillgå, där produktionsvariabler och kvalitetsresponser loggats. Totalt fanns data lagrad från över ett år bakåt i tiden, men har i flertalet fall fall inte varit komplett. Sekundärdatan fanns i excelformat som sammanställdes av författaren.

4.5.2 Primärdata Enligt Kothari (2004) finns flera sätt att samla in primärdata, bland annat experiment, intervjuer och observationer. Experiment kan användas i syfte att samla in både kvantitativ och kvalitativ data (Luna-Reyes & Andersen, 2013). Det finns tre sorters intervjuer där graden av flexibilitet skiljer dem åt. De olika intervjuformerna är strukturerad, semistrukturerad och ostrukturerad (Kothari, 2004). Enligt Saunders et al. (2012) kan observationer användas för att samla in kvalitativ data.

I examensarbetet användes kvantitativ data (mätningar) från produktionslinjen utifrån försöksplaneringen. Utöver detta intervjuades anställda inom produktionen, totalt utfördes två intervjuer. Semistrukturerade intervjuer genomfördes där respondenterna belyste erfarenheter om produktionslinjen och tolkade den visuella analysen. Intervjun utfördes genom att respondenten fick ta del av analyserna och sedan beskriva hur de tolkade dem. Därefter ställdes följdfrågor om respondenternas erfarenheter om produktionslinjen. Intervjuerna krävde viss struktur då de utgick från tidigare analyser. Samtidigt var det viktigt att låta den intervjuade tala relativt fritt då författaren själv inte hade erfarenheter av processen. En sammanfattning av intervjuernas innehåll redovisas i resultatkapitlet, ingen komplett transkribering bifogas.

Slutligen är det nödvändigt att samla in data angående försöksplaneringsprocessen (arbetsgången av försöksplaneringen). Datainsamlingen behövs då slutsatser ska dras relaterat till examensarbetets övergripande syfte. Datainsamlingen gjordes via observationer av hur försöksplaneringen genomfördes samt komplikationer som uppstod under tiden.

4.5.3 Analys av data Sekundärdata analyserades i programvaran Statgraphics Centurion via spridningsdiagram för att undersöka hur variablerna påverkar processen. Med hjälp av diagrammen kan korrelationer mellan processens inställningar och kvalitetsresponserna uppskattas. Eftersom sekundärdata inte utgått från

21

strukturerad försöksplanering, finns en viss osäkerhet i analysen. Denna brist gör att kausalitet mellan oberoende variabler och kvalitetsparametrar inte kan garanteras.

Information om intervjuernas tillvägagångssätt kan ses i delkapitel 4.5.2. Intervjuerna utfördes för att kontextualisera spridningsdiagrammen vilket kan ge ökad säkerhet i tolkningen. Respondenternas erfarenheter om produktionslinjen tillsammans med historisk data och tidigare studier användes för att bedöma vilka faktorer som skulle undersökas genom försöksplanering. Kompletterade försök gjordes i fallet där historisk data saknades.

Mätinstrumenten analyserades genom att undersöka variationen i mätningarna, för att säkerställa att de hade tillräckling hög precision och därmed minimera risken att felaktiga slutsatser dras. Därefter utarbetades en försöksplan som genomfördes och analyserades med hjälp av variationsanalys, där faktorer som påverkar kvalitetsresponsen kunde urskiljas. Analysen gjordes i programvaran Design Expert 9. Resultatet blev motsägelsefullt jämfört med de tidigare försöken och av den anledningen gjordes ytterligare en försöksomgång för att säkerställa att rätt slutsats drogs. Mätningarna analyserades med hjälp av hypotestest i programvaran Statgraphics Centurion.

Slutligen användes observationer om försöksplaneringsprocessen för att jämföra litteraturen med genomförd försöksplanering. Jämförelsen gjordes för att få mer kunskap om komplikationer som uppkom under arbetsgången. Detta för att utveckla en försöksplaneringsprocess utifrån lärdomar av genomförd försöksplanering.

4.6 Validitet och reliabilitet För att minimera risken för felaktiga resultat har två dimensioner som är viktiga för studiers trovärdighet identifierats, validitet och reliabilitet (Saunders et al, 2012).

4.6.1 Validitet Johnston och Pennypacker (2008) definierar validitet som, vilken grad den observerade informationen representerar det den ska göra. Exempelvis kan tidigare händelser leda till att resultatet får låg validitet då intervjurespondenten undanhåller information eller att situationen ändras under studiens gång (Saunders et al. 2009). Den externa validiteten beskriver hur generaliserbar en studie är, där en hög extern validitet innebär att studien är generaliserbar utanför den studerade kontexten (Saunders et al. 2012).

22

Intervjuer gjordes i examensarbetet vilket enligt Bell (2006) innebär risk för skevhet. Denna risk minimeras genom att fler intervjuer utförs, då risken för skevhet minskar när information från olika intervjuer jämförs. Totalt utfördes två intervjuer, vilket innebär att risken för skevhet inte är stor. Om intervjuerna blir skeva är risken för felaktiga slutsatser liten då intervjuresultatet testas genom experiment. Detta gör att resultatet kommer vara trovärdigt men det kan innebära att onödigt mycket resurser slösas grund av skevhet i intervjuerna. Examensarbetet använder triangulering vilket enligt Saunders et al. (2012) innebär att fler datakällor används för att stärka validiteten. I detta fall används datakällor i form av tidigare mätningar (sekundärdata) samt två intervjuer som sedan jämförs.

Det finns risk att sekundärdata inte är applicerbar på produktionslinjen i dagsläget, då linjen kan förändrats sedan data samlades. Risken har minimerats genom att endast använda mätdata som samlats in när produktionslinjen såg ut som den gjorde under arbetets gång.

Den externa validiteten i examensarbetet bedöms hög då arbetsgången som rekommenderas är ett ramverk som inte är känsligt för yttre omständigheter. Av den anledningen kan ramverket användas inom tillverkande företag utanför livsmedelsbranschen. Det bör dock påpekas att arbetsgången är beroende av produktionens utformning, därför borde arbetsgången alltid anpassas till den aktuella situationen.

4.6.2 Reliabilitet Johnston och Pennypacker (2008) definierar reliabilitet som stabiliteten av förhållandet mellan observerade värden och händelsen som skedde. Enligt Saunders et al. (2012) finns skevhet och misstag som kan drabba både författaren och andra delaktiga i studien.

Som tidigare nämnts finns risk för skevhet vid intervjuer. Risken minimerades genom en kontinuerlig dialog mellan författare och respondenter, i syfte om att fylla i eventuella luckor av information. Intervjuerna spelades in och transkriberades, vilket gav båda parter möjlighet att korrigera eventuella missförstånd i efterhand. Viss information i rapporten kommer från informella samtal som inte spelades in eller transkriberades.

Mätningarna utvärderades med mätsystemsanalys, vilket innebär att det finns underlag för hur precisa mätinstrumenten är. Inställningarna som görs i datorn antas representera korrekta värden inom produktionslinjen.

23

24

Befintlig data

Analys

Intervjuer

Kompletterande experiment med

rörtid

Analys

Mätsystemanalys

Analys

Försök med jäseffekt och rörtid

Planering och genomförning av

försök

Analys

Motsägelser i resultaten

Utredning om rörtidens påverkan

Planering och genomförning av

försök

Analys

Utvärdera mot föregående resultat

Försöksplanerings-processen

Analys

FIGUR 5-1. RESULTATKAPITLETS STRUKTUR

5 Resultat Avsnittet inleds med granskning av historisk data tillsammans med intervjuer och resultat från tidigare studier för att fokusera försöksplaneringen på intressanta faktorer direkt. Därefter presenteras emperi och analyser i omgångar.

5.1 Resultatkapitlets struktur Insamling av empiri och analyser sker i omgångar eftersom kunskapen om de påverkande faktorerna utvecklades över tid när experiment och analyser utfördes, se kapitlets struktur i Figur 5-1. Arbetsgången inleddes med analys av sekundärdata och en uppfattning om påverkande faktorer skapades. Därefter intervjuades två anställda som är väl insatta i produktionslinjen för att undersöka deras erfarenheter.

Dessa två datainsamlingar tillsammans med granskning av tidigare studier användes för att uppskatta vilka faktorer och responsfaktorer som var intressanta att undersöka. Därefter gjordes en mätsystemsanalys för att utvärdera dess precision. Nästa steg var att planera, genomföra och analysera försöket med jäseffekten och rörtiden. Försöket blev underlag för kommande försöksomgång. Därefter utfördes och analyserades utredningen om rörtidens påverkan. Samtliga analyser av data utfördes genom att applicera verktyg från den teoretiska referensramen, oftast med stöd av programvaror. Slutligen jämfördes försöksplaneringsprocessen med litteratur om hur försöksplanering bör bedrivas.

5.2 Analys av befintlig data

Sekundärdata saknar värden för ett antal variabler och det finns få mätvärden generellt vilket försvårar analysen. Utöver detta har flera variabler inte varierats vilket försvårar analysen ytterligare då ingen korrelation kan identifieras mellan

25

variablerna. Spridningsdiagram väljs som analysmetod då mer avancerade verktyg inte bedöms passa den bristfälliga datamängden.

Utifrån samtliga variabler (se Bilaga 1) uppmärksammades 28 misstänkta korrelationer mellan responser och faktorer, se Bilaga 2. Ett exempel på misstänkt korrelation redovisas i Figur 5-2. Sambandsdiagrammen behöver dock sättas i en kontext, vilket kommer göras via intervjun i nästa delkapitel. Vissa responser var svårtolkade då det fanns få mätvärden, av den anledningen fokuseras intervjuerna i större omfattning på dessa responser. Exempelvis hade responsen fukthalt i brödet endast 9 mätvärden.

5.2.1 Redovisning av intervjuer Nedan presenteras information från de två utförda intervjuerna. Informationen summerades för att underlätta för läsaren.

De två respondenterna betonade vikten av att degen blir rätt gjord från början då det är svårt att korrigera resultatet senare på produktionslinjen. Det finns variation i

FIGUR 5-2. DIAGRAM FRÅN STATGRAPHICS CENTURION SOM VISAR EN MISSTÄNKT KORRELATION MELLAN ÖVRE VALSAR SAMT VIKTEN OCH HÖJDEN.

26

råvarorna, vilket gör att det ofta krävs inställningsändringar mellan produktionstillfällena. Variationerna är större i den aktuella produkten vilket inneburit problem historiskt. Variationerna medför att degen behöver olika mycket bearbetning. Den bearbetas mestadels genom jäsning och blandning där det senare är att föredra på grund av att produkten tappar i höjd om den jäser för mycket. Om degen inte bearbetas tillräckligt uppstår problem med bland annat släpp1.

Respondenterna anser att jäsningen och blandningen av degen är viktig då faktorerna påverkar de viktigaste kvalitetsparametrarna: texturen, möglet och höjden. Det anses mest fördelaktigt att ha en lång jästid och en låg jästemperatur. Men eftersom produktionspersonalen haft problem med den aktuella produkten har de tvingats öka jästemperaturen vilket påverkar brödets kvalitet negativt. Processen uppfattas även bli mer robust när jästemperaturen är lägre.

Ugnen är viktig, då den kan påverka brödets höjd samt hur stor andel fukt som behålls i brödet. Men det är oklart hur inställningarna påverkar brödet eftersom respondenterna inte har experimenterat med ugnen tidigare. Vidare påpekade den ena respondenten att han tror att det finns förbättringspotential i hur produkterna kyls ner efter bakning. Detta är inte heller något som företaget experimenterat med. De olika valsarna på produktionslinjen anses påverka hur degen bearbetas vilket innebär att de påverkar slutprodukterna. Det rådde dock konsensus om att valsarna har en mindre påverkan på kvaliteten.

Höjden är en viktig kvalitetsparameter då en ökad höjd medför en lägre textur, vilket är positivt då det leder till ett mjukare bröd. Texturen anses viktig då brödet håller sig mjukare över tid och att det blir en trevligare upplevelse för kunden att äta brödet. Med andra ord innebär en lägre textur en högre kvalitet för produkten. Brödens vikt anses också vara viktig kvalitetsparameter men responsen ska bara vara över ett minimumvärde och detsamma är det för möglet, där brödet ska hålla ett antal dagar utan att det möglar.

5.2.2 Bedömning av intervjudata Respondenterna uttryckte områden på produktionslinjen som kan undersökas närmare genom försöksplanering. Dessa redovisas i Tabell 5-1.

TABELL 5-1. INTRESSANTA OMRÅDEN ATT FOKUSERA FORTSATT ARBETE PÅ SAMT POTENTIELLA FÖRSÖKSFAKTORER SOM INKLUDERAS I VARJE OMRÅDE.

Område: Potentiella försöksfaktorer:

1 Innebär att brödet får större luftbubblor i inkråmet.

27

Blandning av deg samt jäsning Rörtid, Jästid och Jästemperatur. Kyl Kyltid, Kyltemperatur och Inställning av fläktar. Ugn Ugnstemperaturer, Förvärmning, Turbofläktar

och Gräddningstid. Blandningen och jäsningen av degen har varit ett problemområde för den aktuella produkten under en tid. Respondenterna identifierar att rörtiden har stor påverkan, faktorn har dock inte varierats i sekundärdata vilket betyder att det inte gick att genomföra någon analys på den faktorn. Respondenternas synpunkter (förutom rörtiden) stödjs av tidigare analys vilket innebär att blandning och jäsning av deg är högintressant att undersöka samt att rörtiden med hög sannolikhet också påverkar.

Spiralkylen antas ha en påverkan för nedkylningen anses påverka hur fukten binds i brödet. Produktionspersonalen har dock inte experimenterat med kylen tidigare vilket gör att det finns ett behov av att undersöka kylen närmre. Det finns dock inget starkt stöd för att kylen påverkar kvalitetsresponserna enligt tidigare analys.

Ugnen är ett område som bör undersökas eftersom produktionspersonalen inte har tillräcklig förståelse för dess påverkan hos slutprodukten. Analysen av sekundärdata visar att ugnen är en viktig faktor för höjden och texturen hos brödet. Tidigare studier har också identifierat att ugnen påverkar brödens kvalitet.

Blandning och jäsning av deg bedöms intressantast att undersökas vidare genom försöksplanering då området stödjs mest av datainsamlingen. Dessutom bedöms området ha störst förbättringspotential. Det är svårt att undersöka flera områden samtidigt då det är för många faktorer som behöver inkluderas vilket skulle föra med sig att examensarbetets omfattning blir för stor. Texturresponsen identifierades som ett problemområde i intervjuerna och därför görs avgränsningen att framtida försöksplanering ska förbättra texturen. Då jäsning och blandning av deg anses ha en stor påverkan på brödets textur passar avgränsningen bra.

Under examensarbetets gång bedrevs ett liknande projekt hos företaget vilket resulterade i en ändring av receptet. Ändringen medför att en optimering av jäsning och blandning av deg är nödvändig. Examensarbetet bedöms passa som fortsättning på det tidigare projektet. Beslutet möjliggör ett mindre experiment då det ska utvärderas om receptändringen kräver ändringar i andra inställningar. I experimentet väljs rörtiden ut eftersom faktorn inte var inkluderad i analysen av sekundärdata. Experimentet med rörtiden kommer användas som underlag för ett

28

bestämmande av faktornivåer samt för att bedöma hur faktorn påverkar brödens kvalitet.

5.2.3 Kompletterande experiment med rörtid Det aktuella testet utvärderar endast en faktor och därför görs inte en fullständig planering som redovisat i den teoretiska referensramen då det inte bedöms fördelaktigt. Testet analyseras genom hypotestest. Då tiden är starkt begränsande väljs två replikat på två nivåer vilket innebär totalt fyra försök. Testet bör ge en bra bild av rörtiden och hur den påverkar brödet. Responsvariablerna höjd och textur väljs ut för försöket då dessa två responser är de viktigaste för brödets kvalitet. Rörtiden antas endast påverka dessa två responser. Texturen kan mätas under flera dagar, men i detta experiment görs endast mätningen dag ett då det ger en fingervisning hur texturen ser ut övriga dagar. Faktornivåerna bestäms till 25 % respektive 50 % längre än standard, då intervjurespondenterna misstänker att degen behöver bearbetas under en längre tid. Försöksplanen redovisas i Tabell 5-2.

TABELL 5-2. FÖRSÖKSPLAN INFÖR UTVÄRDERING AV FAKTORN RÖRTID.

Försök nr: Rörtid: 1 Ursrungsläget +25 % 2 Ursprungsläget + 50 % 3 Ursprungsläget + 25 % 4 Ursprungsläget + 50 %

På grund av kommunikationsproblem (produktionspersonalen uppfattade inte att två replikat skulle tillverkas), utfördes endast ett replikat på varje nivå. Detta medför att resultatet av analysen blir mindre säker. Mätningen av bröden utfördes genom att

FIGUR 5-3. LÅDADIAGRAM ÖVER HÖJDENS PÅVERKAN DÅ RÖRTIDEN ÖKAS MED 25 RESPEKTIVE 50 %, FRÅN STATGRAPHICS CENTURION.

29

15 stycken bröd från samma batch mättes när rörtiden var på respektive nivå, totalt 30 bröd testades. Bröden staplades 3 och 3 inför mätning och valdes ut slumpmässigt vilket ytterligare minimerade inomgruppsvariationerna. Anledningen till att bröden togs ur samma batch var för att minska påverkan av annan variation från processen som till exempel råvaruvariationer. Resultaten från analysen presenteras i Figur 5-3 och Figur 5-4.

Resultatet visar att texturen förbättras när rörtiden ökas (medelvärdet har minskat med 13 %) vilket höjer brödets kvalitet samtidigt som variansen halveras. Sannolikheten att rörtiden påverkar texturens medelvärde beräknas till 96,5 % enligt Statgraphics Centurion. Resultatet bekräftar både tidigare studier inom området samt vad respondenterna uttryckte. Detta betyder att en ökad rörtid leder till en minskad textur i brödet och kvaliteten på brödet blir högre. Det finns också tendenser att höjden ökar med ökad rörtid. Dessa skillnader är dock betydligt mindre (medelvärdet har ökat med 0,8 %) samt har en betydligt lägre sannolikhet (53,7 %). De låga värdena innebär att inga konkreta slutsatser kan dras om rörtiden effekt på brödens höjd. De statistiska testerna som gjordes på försöken redovisas ej då de innehåller känslig data i form av konfidensintervaller för responsernas värden.

FIGUR 5-4. LÅDADIAGRAM ÖVER TEXTURENS PÅVERKAN DÅ RÖRTIDEN ÖKAS MED 25 RESPEKTIVE 50 %, FRÅN STATGRAPHICS CENTURION.

30

31

5.3 Mätsystemanalys En mätsystemsanalys görs för att minimera risken att felaktiga slutsatser dras. Det finns problem i mätningen av textur och höjd då bröden kasseras efter mätning. Av den anledningen utvärderas mätsystemet med metoden beskriven i den teoretiska referensramen. Kort sagt innebär metoden att inomgruppsvariaionen antas vara noll och all uppmätt variation tillskrivs mätsystemet (då produkterna tas från samma batch). Vidare kommer inte skillnaden mellan operatörer eller instrumenten att undersökas då det endast finns en operatör och ett instrument som utför kvalitetsmätningarna. Detta innebär att endast repeterbarheten kan utvärderas.

Höjdens och texturens mätsystem utvärderas genom att 24 stycken bröd mäts i 8 omgångar (brödet staplas 3 och 3 inför mätning). Bröden i staplarna och mätordningen randomiseras för att minska eventuella systematiska variationer i mätsystemet. Resultatet för höjden är att standardavvikelsen motsvarar 1,12 % av medelvärdet, motsvarande siffra för texturen är 5,45 %. Det kan konstateras att den uppmätta variationen i mätsystemet verkar vara liten och av den anledningen behövs direkta åtgärder för att minska mätsystemsvariationen. Framtida mätningar utgår därför från den normala proceduren hos företaget, det vill säga att 9 slumpmässiga bröd väljs ut och testas i tre omgångar per experiment.

32

5.4 Försök med jäseffekt och rörtid Försöket med jäseffekt och rörtid är en fortsättning av tidigare experiment. Delkapitlet beskriver hur försöket planeras, genomförs och analyseras.

5.4.1 Planering och utförande av försök med jäseffekt och rörtid Vid planering används checklistan beskriven i den teoretiska referensramen. I Tabell 5-3 återfinns en beskrivning över vad som ska undersökas, hur det ska undersökas samt vad målet med försöket är.

TABELL 5-3. FULLSTÄNDIG PLANERING INFÖR FÖRSÖK MED JÄSEFFEKT OCH RÖRTID.

Steg: Val: 1 Namn, organisation och titel: Planerare av experimentet är författaren,

organisationens namn är under sekretess och experimentens titel är: Försök med jäseffekt och rörtid.

2 Mål: Målet med experimenten är att undersöka vilka faktorer som påverkar brödets kvalitet. Specifikt textur och höjden är responserna som kommer utvärderas. Dock är det viktigt att påpeka att det främst är texturen som ska undersökas då företaget har haft problem med texturen i denna produkt tidigare.

3 Bakgrund: Produktionspersonalen anser att rörtiden, jästiden och jästemperaturen spelar stor roll för tillverkning av bröd, främst för texturen. Detta bekräftas både av tidigare analyser och experiment gjorda i delkapitel 5.2 samt tidigare studier.

4 Responsvariabler: Det finns 5 responsvariabler (se Tabell 2-1) som kan mätas men detta bör avgränsas. Försöket fokuseras på texturen och höjden av bröden då det är dessa responser som tros påverkas av jäsning och blandning av deg. Texturen kan mätas under flera dagar men då texturen under första dagen ger en bra fingervisning hur responsen ser ut de övriga dagarna mäts den endast dag ett. Responserna mäts i samma maskin vid samma tillfälle. Normala nivåer för responserna är under sekretess då det anses vara känslig data. Precisionen som responserna kan mätas på är hög och responserna mäts med hög säkerhet enligt tidigare gjord mätsystemsanalys. Normalt görs 3 mätningar i varje kvalitetsmätning och detta kommer också göras på varje enskilt prov i denna försöksomgång.

33

FORTSÄTTNING 1 AV TABELL 5-3. FULLSTÄNDIG PLANERING INFÖR FÖRSÖK MED JÄSEFFEKT OCH RÖRTID.

5 Försöksfaktorer: Försöksfaktorerna som utvalts är jästiden, jästemperaturen samt rörtiden. På grund av att jästiden och jästemperaturen är starkt beroende av varandra väljs det att dessa ska varieras tillsammans. Detta medför att en ny ”faktor” som kallas för jäseffekt skapas. Jäseffekten kommer variera mellan en längre tid med lägre temperatur (låg nivå) och en kortare tid med en högre temperatur (hög nivå).

Rörtidens nivåval är standardtiden plus 25 respektive 50 % men nivåvalet för jäseffekten hålls under sekretess. Faktorerna får inte varieras utöver det som är planerat. Precisionen som faktorer kan mätas på är väldigt hög då det är inställningar i en dator som görs.

En längre jästid och en lägre jästemperatur anses leda till ett högre bröd samt en lång rörtid anses leda till ett mjukare bröd. Det är troligt att faktorerna har samspelseffekter, men det är oklart hur de ser ut.

6 Konstanta variabler: Övriga variabler ska hållas konstanta under experimentens gång, men problem kan uppkomma. Det riskerar att medföra ändringar av variabler för att stabilisera produktionen, dock bedöms möjliga ändringar inte påverka texturen eller höjden av produkterna.

Ugnens inställningar kommer ändras samtidigt som jäseffekten vilket kommer påverka brödens kvalitet. Denna ändring görs då produktionen sker på rullande band vilket innebär att gräddningstiden måste ändras när jästiden ändras. Ugnens inställningar kommer dock att kompenseras med hjälp av produktionspersonalens expertis till att påverka i minsta möjliga mån, främst genom att ugnstemperaturen sänks. Av den anledningen är det inte troligt att ugnens ändringar kommer påverka resultatet.

Inställningarna mäts med hög precision och de loggas vilket gör det lätt att gå tillbaka och se ändringar i efterhand.

7 Störfaktorer: En störfaktor är att det tar lång tid för ändringar av processinställningar att få effekt då ledtiden är lång. Det kan också ta tid innan produktionslinjen blir stabil efter ändringar görs. Dessa störfaktorer minimeras genom att noga bokföra när och hur faktorer ändras samt att endast produkter som produceras när linjen är stabil släpps igenom till packetering och provtagning.

8 Samspel: Se steg 5.

34

FORTSÄTTNING 2 AV TABELL 5-3. FULLSTÄNDIG PLANERING INFÖR FÖRSÖK MED JÄSEFFEKT OCH RÖRTID.

9 Avgränsningar: Det finns svårigheter i hur jäseffekten kan varieras då hela linjens hastighet måste ändras med den. Detta innebär att försöksplanen bör ta till hänsyn till att minska antalet omställningar som görs med denna faktor. Totalt finns 24 timmars produktion vilket medgör att ungefär 10-15 försök kan göras.

10 Design/Försökspreferens: Då jäseffekten är svår att ändra är det fördelaktigt att använda split-plot försök. Problematiken med att använda split-plot är att det blir svårare att upptäcka vilken effekt jäseffekten har på brödet. Detta innebär att flertalet replikat bör göras vilket ökar antalet försök. Försöket kan också använda sig av en 22 försöksplan men det medför att jäseffekten måste ändras många gånger vilket bedömdes vara för tidskrävande. Designen som väljs är ett split-plot försök med 3 replikat där jäseffekten ändras 2 gånger. Det blir totalt 12 försök.

11 Analys- och presentationstekniker: Data analyseras genom programvaran Design Expert 9 och presenteras i text samt figurer i denna rapport.

12 Ansvarig: Författaren är ansvarig för experimenten. 13 Provförsök: Provförsök kommer inte användas då produktionspersonalen

är van vid att göra experiment, tidigare experiment visar också att faktornivåer är rimliga.

Utifrån Tabell 5-3 skapas följande försöksplan (se Tabell 5-4) som är ett split-plot försök som syftar till att minska antalet tillfällen som faktorn jäseffekt behöver ändras. Det är enligt denna plan som försöken kommer genomföras.

TABELL 5-4. FÖRSÖKSPLAN INFÖR FÖRSÖK MED JÄSEFFEKT OCH RÖRTID.

Försök nr: Jäseffekt: Rörtid: 1 Låg Hög 2 Låg Låg 3 Låg Hög 4 Låg Låg 5 Hög Låg 6 Hög Hög 7 Hög Hög 8 Hög Låg 9 Hög Hög 10 Hög Låg 11 Låg Hög

35

FIGUR 5-5. REML ANALYS AV RESPONSEN TEXTUR FRÅN FÖRSÖKET MED JÄSEFFEKT OCH RÖRTIDEN DÄR INGA FAKTORER ÄR AKTIVA, FRÅN DESIGN EXPERT 9.

12 Låg Låg Experimenten utfördes som planerat och produktionspersonalen upplevde inte några större komplikationer medan experimenten gjordes. Jäseffekten varierades utan problem förutom att de första bröden blev mer färgade än vanligt. Dessa produkter sållades bort och successivt sänktes ugnstemperaturen för att få normal färg på bröden igen. Det innebär att komplikationen inte ska påverka resultatet då produkterna inte nådde kvalitetskraven och således kasserades innan slutförvaring (där alla produkter som mäts erhålls).

5.4.2 Analys av försök Försöken analyserades genom REML-metoden i programvaran Design Expert 9. Varken rörtiden eller jäseffekten påverkar texturen då p-värdena är betydligt högre än 5 %, se Figur 5-5. I samtliga analyser i delkapitlet redovisas inte modellernas förklaringsgrader då REML uppskattar förklaringsgraden på ett sätt som resulterar i negativa förklaringsgrader vilket är mycket svårt att tolka.

36

FIGUR 5-6. FAKTORER SOM EVENTUELLT PÅVERKAR BRÖDENS HÖJD, FRÅN DESIGN EXPERT 9.

Faktorn jäseffekt har en signifikant påverkan (p-värde < 5 %) på brödens höjd där en ökad jästid och minskad jästemperatur leder till ett högre bröd, resultatet redovisas i Figur 5-6.

I de kompletterande testen identifierades rörtiden ha påverkan på texturens variation, därför ska varianserna undersökas även i denna analys. Variationerna i höjden bedöms också intressant att undersöka. Variansen beräknas som den kvadrerade standardavvikelsen utifrån de 3 mätningarna som gjordes på varje försök. Variationsmåttet infogades i Design Expert 9 som en ny respons för att undersöka om faktorerna påverkar variansen. Responsen logaritmerades vilket är standardförförande vid sådan analys. Enligt analysen finns inga tendenser att faktorerna påverkar variationen i varken texturen eller höjden. Detta då p-värdena är alldeles för höga vilket kan ses i Figur 5-7 och Figur 5-8.

37

FIGUR 5-7. FÖRSÖKETS FAKTORER OCH DERAS EVENTUELLA PÅVERKAN PÅ TEXTURENS VARIAITON FRÅN DESIGN EXPERT 9.

FIGUR 5-8. FÖRSÖKETS FAKTORER OCH DERAS EVENTUELLA PÅVERKAN PÅ HÖJDENS VARIATION FRÅN DESIGN EXPERT 9.

38

5.4.3 Motsägelser i resultaten I de två försöksomgångarna framkom motsägelser. Den första analysen visade att texturen minskades med 13 % till en hög sannolikhet och att variationen halverades när rörtiden ökade. Split-plot försöket visade en annan bild nämligen att rörtiden inte spelade någon roll för vare sig nivån av texturen eller variationen inom den. Detta gör att ingen entydig slutsats kan dras utifrån analyserna. Av den anledningen beslutas att rörtiden ska undersökas en gång till för att kunna dra en slutgiltig konklusion om faktorn.

Utöver rörtiden kan slutsatsen dras att jäseffekten troligen påverkar höjden på bröden vilket inte är intressant då försöksplaneringen fokuserar på texturen. Med detta sagt kommer jäseffekten att vara på låg nivå (lång jästid och låg jästemperatur) i framtida försök när endast rörtiden ändras.

39

5.5 Utredning om rörtidens påverkan Försöket i detta delkapitel utgår från tidigare analyser och är ytterligare ett steg i den sekventiella försöksplaneringen som bedrivits. I kapitlet planeras, genomförs och analyseras försöket.

5.5.1 Planering och genomförande av försöken Även vid detta försök används checklistan beskriven i den teoretiska referensramen. I Tabell 5-5 presenteras detaljerna om de kommande försöken som involverar rörtiden.

TABELL 5-5. FULLSTÄNDIG PLANERING AV UTREDNING OM RÖRTIDENS PÅVERKAN.

Steg: Val: 1 Namn, organisation och titel: Planerare av experimentet är författaren,

organisaitonens namn är under sekretess och experimentens titel är: utredning om rörtidens påverkan.

2 Mål: Målet med experimenten är att undersöka hur rörtiden påverkar kvaliteten i bröden.

3 Bakgrund: Det finns erfarenheter hos produktionspersonalen som påtalar att rörtiden spelar stor roll när det gäller texturen i bröden. Detta bekräftades både av experiment gjorda i delkapitel 5.2 samt tidigare studier. Dock gjordes ett split-plot försök som visade att rörtiden inte påverkade texturen i brödet. Detta medför en otydlighet i vad som gäller för den aktuella produkten.

4 Responsvariabler: I detta försök likt de tidigare försöken mäts responsvariablerna textur och höjd. Detta på grund av att det är dessa variabler som antas påverkas av en ändring av rörtiden. Texturen kan mätas under flertalet dagar men då det finns stark kausialitet mellan de olika dagarna mäts bara texturen för dag ett. Responserna mäts i samma maskin vid samma tillfälle och totalt mäts varje experiment 3 gånger.

5 Försöksfaktorer: I detta försök är det endast rörtiden som undersöks. Nivåerna hålls under sekretess och faktorern får inte varieras utöver det som är planerat. Precisionen som den kan mätas på är väldigt hög då det är inställningar i en dator som görs. Förväntningen är att en ökning av rörtiden påverkar brödens kvalitet till det bättre genom sänkt textur och eventuellt att variationerna i texturen minskar. Nivåvalen på rörtiden kommer att utgå från standardinställningen samt två nivåer på 25 % samt 50 % längre rörtid än standard. Två av dessa nivåer har redan undersökts men produktionspersonalen bedömer att det inte är önskvärt att använda en kortare tid än standard och inte heller en längre tid än en ökning med 50 %.

40

FORTSÄTTNING 1 AV TABELL 5-5. FULLSTÄNDIG PLANERING AV UTREDNING OM RÖRTIDENS PÅVERKAN.

6 Konstanta variabler: Alla variabler förutom rörtiden ska hållas konstanta men det kan uppkomma problem under produktionens gång vilket kan medföra att vissa variabler måste ändras för att stabilisera produktionen. Dessa ändringar loggas vilket gör att det är lätt att inkludera när tolkningen av analysen görs.

7 Störfaktorer: En störfaktor i experimentet är att det finns risk för systematisk variation, till exempel att produktionslinjen inte är stabil. Det kan finnas många faktorer som kan påverka detta såsom råvarorna eller att linjen behöver en uppstartstid. Produktionslinjen har en lång ledtid, därför tar det lång tid för ändringar att få effekt vilket ses som en störfaktor. Denna felkälla minimeras genom att det noga noteras när ändringar görs och att de görs på ett strukturerat sätt.

8 Samspel: I detta försök ändras endast en faktor och därför kan inga samspel identifieras.

9 Begränsningar: Försöket avgränsas till 25 timmars produktionstid, vilket innebär att cirka 12-20 försök förväntas utföras. Antalet försök som kan utföras är beroende av hur mycket problem produktionen upplever under produktionstiden vilket medför en osäkerhet i hur många experiment som kan göras.

10 Design/Försökspreferenser: Det är viktigt att så mycket information som möjligt erhålls om faktorn och därför bör rörtiden varieras på fler än två nivåer för att upptäcka eventuella kurvaturer. Men då det är viktigt att göra många replikat bedöms tre nivåer vara tillräckligt. Detta medför att 4-7 replikat kan göras på varje nivå vilket bedöms vara tillräckligt många för att ge en bra uppfattning hur faktorn påverkar. Randomisering används då rörtiden är lätt att ändra utan att den påverkar de andra inställningarna på produktionslinjen. Nivåerna som kommer användas är standardinställningen, 25 % mer än standard och 50 % mer än standard.

41

FORTSÄTTNING 2 AV TABELL 5-5. FULLSTÄNDIG PLANERING AV UTREDNING OM RÖRTIDENS PÅVERKAN.

11 Analys- och presentationstekniker: Data kommer analyseras genom hypotestest då endast en faktor ändras. Resultatet kommer presenteras i grafer och text som utkommer från programmet Statgraphics Centurion.

12 Ansvarig: Författaren är ansvarig. 13 Provförsök: Kommer inte användas då flertalet tester redan gjorts och det

väntas ske på liknande sätt som tidigare. Med grund i Tabell 5-5 skapas försöksplanen i Tabell 5-6, det är enligt denna plan som försöken sedan ska genomföras.

TABELL 5-6. FÖRSÖKSPLAN FÖR UTREDNING OM RÖRTIDENS PÅVERKAN DÄR DE SKUGGADE CELLERNA REPRESENTERAR UTFÖRDA FÖRSÖK.

Försök nr: Rörtid: Försök nr: Rörtid: Försök nr: Rörtid: 1 Låg 9 Medel 17 Låg 2 Medel 10 Hög 18 Hög 3 Låg 11 Medel 19 Medel 4 Hög 12 Låg 20 Låg 5 Hög 13 Hög 21 Hög 6 Medel 14 Låg 22 Medel 7 Låg 15 Medel 23 Låg 8 Medel 16 Hög 24 Hög

Experimenten utfördes utan komplikationer vilket var väntat då rörtiden är enkel att ändra utan att påverka övriga delar av produktionslinjen. Produktionspersonalen noterade dock att bröden höll formen sämre på den höga och låga nivån jämfört med medelnivån. Totalt utfördes 14 försök och på grund av tidsprist utfördes inte fler.

5.5.2 Analys av försöken Försöken analyserades med hypotestest och det identifierades direkt att medelvärderna och spridningen av de tre nivåerna var lika varandra. Detta bekräftas av hypotestesten där programvaran inte kan identifiera att rörtiden påverkar brödens kvalitet även om en viss minskning av höjdens spridning kunde identifieras när rörtiden ökar. Se Figur 5-9 och Figur 5-10.

42

FIGUR 5-9. ANALYSRESULTAT PÅ HÖJDEN NÄR RÖRTIDEN ÄNDRAS, DÄR DET IDENTIFIERATS EN LÄGRE SPRIDNING NÄR RÖRTIDEN ÄR PÅ HÖG NIVÅ. DIAGRAM FRÅN STATGRAPHICS CENTURION.

FIGUR 5-10. ANALYSRESULTAT PÅ TETUREN NÄR RÖRTIDEN ÄNDRAS. DIAGRAM FRÅN STATGRAPHICS CENTURION.

Utifrån analysen dras slutsatsen att rörtiden inte påverkar texturen eller höjden hos den aktuella produkten. T-testerna som gjordes redovisas ej då de innehåller känslig data i form av konfidensintervall av responsernas värden.

43

5.6 Försöksplaneringsprocessen Det är viktigt att belysa det som gjordes annorlunda i jämförelse med försöksplaneringlitteraturen samt att identifiera de komplikationer som uppstod under försöksplaneringsprocessens gång. Det första steget i examensarbetet var att historisk data, intervjuer och tidigare studier användes för att screena faktorer. Det innebar att den traditionella screeningprocessen beståendes av kraftigt reducerade faktorförsök frångicks. Screeningsförsök användes inte då produktionstiden var begränsad samt att produktionen skedde på löpande band vilket innebar att det var svårt att ändra vissa faktorer under produktionen. Utöver detta var faktorerna som kunde undersökas många vilket gjorde att något slags urval var nödvändigt. Tre intressanta områden att undersöka vidare via försöksplanering identifierades vid screeningen.

Vid de kompletterande försöken med rörtiden uppstod kommunikationsproblem vilket innebar att produktionspersonalen inte utförde samtliga experiment. Vid experimentet involverades endast en person från företagets sida och vid de övriga testen involverades två personer från företaget vilket nu i efterhand bedöms som för få. Produktionsoperatörerna var inte delaktiga vid planeringen av något av försöken. Detta anses problematiskt enligt tidigare studier, där lagarbete pekas ut som en viktig faktor för en framgångsrik försöksplanering och många personer ska involveras. På liknande sätt betonade checklistan vikten av att få fler personer involverade i syfte om att diskutera försöken. Detta gjordes inte i någon större omfattning i examensarbetet då det var för få personer involverade. Bristen kan bero på att både företaget och författaren inte var vana vid användning av försöksplanering. Genom att engagera fler personer hade produktionsoperatörerna fått en större insikt i vilka försök som skulle göras och med detta skulle risken för kommunikationsproblem minska.

Split-plot försöket motsade de tidigare analyserna gällande rörtidens påverkan. Det innebar komplikationer då det inte identifierats några klara riktlinjer hur slutsatser kan dras om faktorer. I litteraturen identifierades att verifieringstest är viktiga vilket kunde gjorts även i detta examensarbete. Det bedömdes dock vara mer intressant att undersöka rörtiden vidare då det var viktigt att få så mycket information som möjligt om denna faktor.

44

I utredningen om rörtidens påverkan uppkom en komplikation i form av att alla försök inte gjordes. Enligt litteraturen är det oklart vad som kan göras för att minimera inverkan av komplikationen. I det aktuella fallet är det dock inte troligt att det påverkade resultatet då många replikat samlades in. På liknande sätt kunde det i litteratur inte identifieras hur produktionspersonalens upplevelser kan bedömas när experiment utförs. I detta examensarbete identifierade produktionspersonalen att en kraftigt ökad rörtid innebar att bröden höll formen sämre vilket var omöjligt att ta med i den numeriska analysen.

Faktorer som begränsade försöksplaneringens resultat var bristen av resurser främst i form av produktionstid. Den utvalda produkten tillverkades sällan vilket gjorde att det fanns begränsad tid att utföra försöken. Vidare identifieras en viss okunskap för ett statistisk perspektiv både hos personerna som var involverade i planeringsfasen och övrig produktionspersonal. Det har även observerats i tidigare studier att chefer sällan har en djup förståelse för de statistiska aspekterna med försöksplanering, vilket sannolikt även gäller operatörer och andra anställda.

45

6 Slutsatser och rekommendationer Följande kapitel innehåller slutsatser och rekommendationer till examensarbetets två syften. Slutsatser dras först kring utförd försöksplaneringsprocess och rekommendationer ges på hur den kan vidareutvecklas. Därefter presenteras slutsatser och rekommendationer till det involverade företaget, dess produktionslinje samt hur de kan bedriva försöksplanering i framtiden.

6.1 Försöksplaneringsprocessen Examensarbetets resultat har exemplifierat en initiell användning av försöksplanering inom ett företag som tidigare inte använt sig av metoden. Den utförda försöksplaneringsprocessen beskrivs närmare i Figur 6-1.

Arbetsgången såg till viss del annorlunda ut jämfört med rekommendationer i litteraturen. Den största skillnaden var att historisk data tillsammans med intervjuer och granskning av tidigare studier användes som screening för att hitta intressanta faktorer att undersöka. Detta visade sig fungera bra då försöksplaneringen fann att en jäseffekten påverkade höjden och att rörtiden inte påverkade någon kvalitetsrespons.

Flertalet brister identifierades i examensarbetets teoretiska referensram då det inte beskrevs hur produktionspersonalens upplevelser under experimentationen ska bedömas samt hur motsägelser i resultaten ska hanteras. Vidare hittades inga teoretiska beskrivningar om problematiken som uppstår när alla försök i en försöksplan inte hinner utföras och vad som kan göras för att minska effekterna av detta. Slutligen identifierades att flertalet av de kritiska faktorerna för

Screening med hjälp av historisk data,

tidigare studier samt intervjuer

Planering av försök med hjälp av

checklista

Utförande av försök samt insamling av

mätdata

Analys av försök med hjälp av ANOVA, hypotestest eller

normalplot

Slutsatser

FIGUR 6-1. FÖRSÖKSPLANERINGSPROCESSEN SOM UTFÖRDES I EXAMENSARBETET DÄR SCREENING UTFÖRDES EN GÅNG, PLANERING MED CHECKLISTA TVÅ GÅNGER SAMT DE ÖVRIGA STEGEN TRE GÅNGER.

46

FIGUR 6-2. REKOMMENDERAD FÖRSÖKSPLANERINGSPROCESS MED EN NY FAS MARKERAD MED MÖRKBLÅ FÄRG SAMT NY CHECKLISTA VID PLANERING AV FÖRSÖK.

försöksplaneringsprocessen inte uppfylldes vilket kräver en anpassning av angreppssätten som beskrivs i litteraturen. Främst var det de kritiska faktorerna teamwork och resursallokering som inte uppfylldes.

Utifrån ovanstående observationer har försöksplaneringsprocessen utvecklats för att bättre motverka problemen som uppstod i examensarbetet, se Figur 6-2.

Försöksplaneringsprocessens nya återkopplingsfas syftar till att ta tillvara produktionspersonalens upplevelser i produktionen som inte syns i de numeriska värdena. Återkopplingen sker med fördel under möten tillsammans med de involverade i planeringen av försöken. Ytterligare en fördel med denna ändring är att fler personer involveras i processen. En del i rekommendationen är att innehållet i flera faser utvecklas. Den nya rekommenderade checklistan med utökade beskrivningar förväntas kunna lösa flertalet av problemen som uppstod i examensarbetet. Den nya checklistan presenteras i Tabell 6-1.

Screening med hjälp av historisk data,

intervjuer och eventuella tidigare

studier

Planering med hjälp av ny checklista

Utförande av försök samt insamling av

mätdata

Återkoppling från produktionspersonal

Analys av försök med hjälp av

ANOVA, hypotestest eller

normalplot

Slutsatser

47

TABELL 6-1. REKOMMENDERAD CHECKLISTA DÄR TEXT I BLÅ FÄRG REPRESENTERAR ÄNDRINGAR FRÅN CHECKLISTAN AV MONTGOMERY OCH COLEMAN (1993).

Nr: Beskrivning: Vad ska göras: 1 Namn, organisation,

titel och involverad personal.

Bestäm namn och organisation för utföraren av experimenten samt titel för arbetet. Välj ut berörd personal som ska vara med i hela planeringsfasen. Utförare av försöken (operatörer i produktionen) måste inkluderas samt åtminstone en person med kunskap om statistisk analys av experimentet.

2 Mål Beskriv målet med experimenten. Ska vara specifierade, mätbara och praktiska.

3 Bakgrund Beskriv bakgrund om responsvariablerna, teoretiska grunder, erfarenheter och tidigare experiment.

4 Responsvariabler Bestäm vilka responsvariabler som ska mätas, vilka nivåer som är normala för den samt precisionen som den kan mätas på.

5 Försöksfaktorer Bestäm vilka försöksfaktorer som ska mätas, vilka nivåer som är normala för den, hur mycket den kan varieras, precisionen som den kan mätas på samt vad för förväntad effekt den har på responserna.

6 Konstanta variabler Bestäm vilka variabler som ska hållas konstanta, vilka nivåer som den får varieras under, precisionen som den kan mätas på, hur den kan kontrolleras samt förväntad effekt den har på responserna.

7 Störfaktorer Identifiera störfaktorer, hur de kan mätas, hur de ska förhindras att påverka resultatet samt vad den förväntas påverka.

8 Samspel Identifiera eventuella samspel som tros påverka. 9 Avgränsningar Skriv ner avgränsningar för experimenten, till exempel

hur många försök som får göras eller svårigheter i hur variabler kan varieras.

10 Design/ Försökspreferenser

Beskriv vald design och skälen för dessa, till exempel om randomisering är att föredra, hur många försök som ska göras och vilken upplösning som är tänkbar. Finns det en risk för att alla försök inte hinner göras? Reflektera kring och dokumentera konsekvenserna som uppstår om alla delförsök inte kan utföras samt hur detta ska hanteras. Hur detta kan tänkas påverka analysen bör också kartläggas.

11 Analys- och presentationstekniker

Beskriv om möjligt hur datan ska analyseras och presenteras.

12 Ansvarig Bestäm ansvarig för experimenten. 13 Provförsök Ska provförsök användas, varför / varför inte?

48

Det nya innehållet i Tabell 6-1 syftar till att belysa vikten av det statistiska kunnandet inom projektgruppen, att involvera fler personer i försöksplaneringen samt att planera för oväntade händelser. Checklistan rekommenderas att användas vid planering av alla försök oberoende av dess omfattning. Detta ökar medvetenheten i företaget om vilka försök som ska göras och varför, vilket minskar kommunikationsproblem när försöken utförs.

De två sista rekommendationerna till försöksplaneringsprocessen är generella principer som kunde underlättat examensarbetet om de använts under arbetets gång. Den första rekommendationen är att experiment som syftar till att öka den generella kunskapen om processen bör fokuseras på en produkt som har mycket produktionstid eftersom detta möjliggör fler experiment. Den andra rekommendationen behandlar problematiken som uppstår när två resultat motsäger varandra. Vid ett sådant scenario rekommenderas att ge tolkningsföreträde åt resultatet som bedöms mest statistiskt säkerställt. Principen hade sparat mycket resurser som kunde användas till andra experiment i examensarbetet.

6.2 För företaget Slutsatsen för det involverade företaget är att rörtiden varken påverkar höjden eller texturen hos den aktuella produkten och den aktuella produktionslinjen. Detta är en intressant slutsats då tidigare studier som till exempel Jahromi et al. (2014) kommit fram till att en lång rörtid förbättrar texturen. Det kan också konstateras att en minskning av jästemperaturen samtidigt som jästiden ökar leder till ett högre bröd vilket införts som standard av företaget i dagsläget.

Framöver rekommenderas företaget att fortsätta undersöka de övriga områdena som identifierades i Tabell 5-1 samt faktorer som identifierades i Bilaga 2. Det är också viktigt att studera samspelseffekter mellan olika områden. Därför kan det vara intressant att undersöka faktorer från olika delar på produktionslinjen som tros påverka en specifik kvalitetsrespons.

Utöver detta rekommenderas att företaget undersöker om Evolutionary Operation (EVOP) (Montgomery, 2013) skulle kunna användas vid produktionen där en försöksdesign utförs över en längre tid under pågående normalproduktion, med syfte att förbättra processsen eller produkten successivt. EVOP stör inte den normala produktionen och riskerar inte att påverka kvaliteten på produkterna i en större grad så produkter måste kasseras.

49

En EVOP-design består vanligtvis av tvånivåers faktorförsök. Det aktuella företaget kan exempelvis välja ut två faktorer som misstänks påverka brödens textur (då texturen är den respons som de haft störst problem med). Därefter upprättas en 22 försöksplan som utförs i cykler varje gång produktionen på den aktuella produkten körs. Med tiden samlas en stor mängd data in som möjliggör ett statistiskt beslut kring hur faktorerna bör ställas in för att minska texturen. Nästa steg innefattar att nivåvalen hos faktorerna flyttas i riktningen som ska leda till en lägre textur, sedan repeteras cirkeln tills optimum hittas. Därefter kan nya variabler väljas ut och gå igenom samma procedur. En illustration av principen kan ses nedan i Figur 6-3.

Försök 4, 8, .. Försök 1, 5, ..

Försök 3, 7,.. Försök 2, 6, ..

Faktor 1

Faktor 2

FIGUR 6-3. ILLUSTRERING AV EVOP-PRINCIPEN DÄR EXPERIMENT UTFÖRS I CYKLER. SEDAN FLYTTAS NIVÅERNA MOT OPTIMUM.

Optimum

50

7 Diskussion I det avslutande kapitlet förs en diskussion kring arbetet. Resultatets validitet och reliabilitet diskuteras samt en kritisk reflektion kring rapportens rekommendationer och slutatser förs. Kapitlet avslutas med rekommendationer för fortsatt arbete.

7.1 Validitet och reliabilitet Examensarbetets reliabilitet och validitet stärks genom användandet av flera datainsamlingsmetoder. Metoder som intervjuer, experiment, observationer samt granskning av litteratur ger arbetet en stabil grund både vetenskapligt och praktiskt. En del av examensarbetets resultat såsom resursallokering, brist på statistiskt kunnande och lagarbete har uppmärksammats tidigare vilket kan tolkas som att arbetet utförts på ett korrekt sätt. Utöver detta har flertalet slutsatser framkommit som inte uppmärksammats i tidigare studier (som författaren tagit del av), vilket kan betyda att examensarbetet har tillfört kunskaper inom området. Dessa slutsatser inkluderar användningen av historisk data, intervjuer och tidigare studier för screening samt vikten att ta till vara av produktionspersonalens upplevelser när försöken utförs. Författaren har inte utfört försöksplanering i stor utsträckning innan examensarbetets början vilket kan vara positivt då författaren ser metoden från liknande perspektiv som personalen eftersom de inte utfört försöksplanering tidigare. Därför kan rekommendationerna få större relevans.

Flertalet faktorer kan diskuteras gällande validitet och reliabilitet i examensarbetet. Ett perspektiv som anses viktigt att lyfta fram är att intervjuerna inte redovisas i sin fullständiga kontext via transkribering, särskilt då författaren är ensam vid tolkningen av intervjuerna. Detta kan medföra att information misstolkas och påverka arbetets validitet och reliabilitet negativt. Dock bör det påpekas att de transkriberade intervjuerna tilldelades respondenterna för granskning men det är oklart hur noga respondenterna kontrollerade informationen i efterhand. Två intervjuer kan anses vara var för få och ett ökat antal intervjuer skulle kunna öka tillförlitligheten av examensarbetet. Det bör dock påpekas att intervjuerna är en relativt liten del av screeningen.

Information som framkommit under informella tillfällen spelades varken in eller transkriberades vilket gör det omöjligt att granska denna typ av information i efterhand. Denna information anses inte ha en särskilt stor påverkan på arbetet då en stor majoritet av informationsinsamlingen gjordes systematiskt och strukturerat via intervjuer, observationer och mätningar.

51

Vissa analyser redovisas inte fullständigt (t-tester vid hypotestest) vilket omöjliggör granskning för läsaren. Detta borde dock inte påverka arbetets trovärdighet då det är vanligt att sådan data maskeras. Rapportens data är tagen direkt från personen som utför kvalitetsmätningarna och detta säkerställer att mätningarna är tillförlitliga. Dessutom är det både i författarens och företagets intresse att erhålla en korrekt utförd analys och att använda sanningsenliga siffror.

Observationerna i arbetet gjordes av examensarbetets författare vilket är viktigt att belysa. Hade arbetet utförts av en annan författare kunde resultatet blivit annorlunda. Författaren kan inte observera och dokumentera observationerna samtidigt vilket också påverkar reliabiliteten och validiteten. Ett alternativ hade kunnat vara att filma observationerna men det ansågs inte vara nödvändigt då observationerna gjordes under en längre tid.

7.2 Examensarbetets övergripande syfte Examensarbetet har visat hur en arbetsgång kan se ut samt utvecklat rekommendationer utifrån komplikationer och övriga väsentliga händelser under försöksplaneringens gång. Dessa rekommendationer kan vara värdefulla för användare av försöksplanering då arbetsgången ofta är otydlig. Det finns arbetsgångar såsom bland annat Taguchimetoden samt ett mer klassiskt tillvägagångssätt (Tay & Butler, 2009) som kunde användas i examensarbetet. Dessa valdes medvetet bort då metoderna bedömdes vara onödigt komplexa och gammalmodiga då de är över 50 år gamla.

Examensarbetets rekommendationer baserar sig på användningen av försöksplanering inom en viss typ av industri vilket gör att rekommendationerna inte nödvändigtvis passar in i alla andra industrier. Problemen som påträffades bedöms vara vanligt förekommande inom industrin enligt tidigare studier och av den anledningen är det troligt att rekommendationerna kan generaliseras även till andra industriella organisationer.

Rekommendationerna för försöksplaneringsprocessen förväntas delvis lösa problem som utförare av försöksplanering ofta möter. Rekommendationerna skulle kunna medverka till att försöksplanering kan bedrivas på ett effektivare sätt vilket möjliggör att fler företag kan använda sig av metoden. Detta kan i sin tur leda till en ökning av resurseffektivitet och kvalitet generellt inom industrierna.

Hur användbar granskningen av historisk data, tidigare studier och intervjuer är vid screening kan ifrågasättas. I detta examensarbete gjordes en sådan granskning som

52

stämde överens med slutsatserna som drogs under examensarbetets gång. Det är dock svårt att veta hur applicerbart detta är vid en generell användning av försöksplanering. Innan screening utförs bör en bedömning baserat på mängden data och hur lätt den kan tolkas göras. Historisk data bedöms vara en viktig komponent vid initiell användning av försöksplanering då hårt reducerade screeningförsök kan vara svåra att planera och analysera för nya användare. Historisk data bedöms även vara kostnadseffektiv. Tolkning av historisk data kan vara svår beroende på hur många variabler som inkluderas samt att eventuella störfaktorer normalt inte kontrollerats. Av den anledningen är det viktigt att bedöma (i samråd med produktionspersonalen) vilka slutsatser som kan dras utifrån historisk data.

Examensarbetet visar hur sekventiell försöksplanering utförs där nya försök byggs på tidigare försök för att på så sätt utveckla kunskapen som uppbyggs av försöksplaneringen. I sekventiell försöksplanering är det centralt att veta när slutsatser kan dras om faktorer även om detta alltid kommer att kräva en bedömning då varje situation är unik. Rekommendationen från denna rapport är att slutsatser kan dras baserat på hur omfattande försöken är. Exempelvis är ett 22 försök med 5 replikat mer omfattande än ett 22 försök med 2 replikat. Vid ett sådant fall bör slutsatsen i huvudsak baseras på analysen av försöket med 5 replikat. Det finns ytterligare faktorer som behövs tas i beaktning, vilket kan vara vad tidigare experiment har visat (längre bakåt i tiden), vad tidigare studier visat men också vad produktionspersonalen upplevt på produktionslinjen. Detta innebär att det finns många olika perspektiv som är svåra att väga samman som en helhet.

7.3 Examensarbetets underliggande syfte Examensarbetets resultat är att rörtiden varken påverkar texturen eller höjden på bröden, vilket är motsäger vad tidigare studier indikerat. Detta kan bero på att försöksplaneringen användes på ett bristfälligt sätt, att det fanns annan variation i processen som störde eller att analysen inte utfördes korrekt. Det bedöms dock mer sannolikt att den aktuella produkten eller produktionslinjen fungerar på ett annorlunda sätt mot de som användes vid experimenten i tidigare studier. Resultaten rörande jästiden och jästemperaturen ligger däremot väl i linje med tidigare studiers resultat, vilket kan betyda att företagets degblandningsprocess ser annorlunda ut mot den som används i tidigare studier.

Rekommendationerna gällande EVOP förväntas hjälpa företaget att bedriva försöksplanering på ett effektivt sätt då större försök ofta är svåra att geomföra på grund av komplikationer i att ändra faktorer på produktionslinjen. Vidare förväntas

53

examensarbetets slutsatser möjliggöra för företaget att förbättra produktens specifikationer då företaget i nuläget tvingas öka brödens vikt mer än planerat för att få ett tillräckligt högt bröd. De nya insikterna om jästemperaturer och jästider samt rekommendationen angående användning av EVOP bedöms ge möjligheter till ökad resurseffektivisering för företaget.

7.4 Förslag till fortsatt arbete Försöksplanering innebär ofta en komplex och svårförutsägbar arbetsgång. Först efter genomförd försöksplaneringsstudie kan den slutliga arbetsgången beskrivas. Därför är det viktigt att konkretisera hur arbetsgången kan se ut vid försöksplanering. Examensarbetet har dock fokuserat på en begränsad del av den stora mängd litteratur som behandlar hur försöksplanering ska bedrivas. Av den anledningen kan fortsatt arbete exempelvis fokusera på att förbättra Taguchis arbetsgång eller andra arbetsgångar som finns beskrivet i litteraturen. På liknande sätt är det intressant att undersöka vidare hur examensarbetets rekommendationer kan vidareutvecklas genom att identifiera förbättringsmöjligheter i fortsatt arbete.

54

Litteraturförteckning Allias, I., Perrot, N., Curt, C., & Trystam, G. (2007). Modelling the operator know-how to control

sensory quality in traditional processes. Journal of Food Engineering, 83(2), 156-166.

Anderson, M. J., & Shari, K. L. (1999). Keys to sucessful designed experiments. American Society for Quality Conference, 11.

Barker, T. B. (1994). Quality by experimental design (2 uppl.). New York: Dekker.

Bell, J. (2006). Introduktion till forskningsmetodik (4 uppl.). Lund: Studentlitteratur AB.

Bergman, B. (1992). Industriell försöksplanering och robust konstruktion (1 uppl.). Lund: Studentlitteratur AB.

Bergman, B., & Klefsjö, B. (2012). Kvalitet från behov till användning (5 uppl.). Lund: Studentlitteratur AB.

Bergquist, B., & Albing, M. (2006). Statistical Methods – Does Anyone Really Use Them? Total Quality Management & Business Excellence, 17(8), 961-972.

Bryman, A. (1988). Quantity and Quality in Social Research. London; Boston : Unwin Hyman.

Bryman, A. (1989). Research Methods and Organization Studies. London ; Boston : Unwin Hyman.

Bryman, A. (2013). Integrating quantitative and qualitative research: how is it done? Qualitative Research, 6(1), 97-113.

Bryman, A., & Bell, E. (2011). Business Research Methods. Oxford: Oxford University Press.

Cargan, L. (2007). Doing social research. Lanham, Md: Rowman & Littlefield Publishers.

Coleman, D. E., & Montgomery, D. C. (1993). A Systematic Approach to Planning for a Design Industrial Experiment. Technometrics, 35(1), 1-12.

Costa, N. R., & Pires, A. R. (2006). Guildelines to help practioners of Design of Experiments. The TQM Magazine, 18(4), 386-399.

Easterby-Smith, M., Thorpe, R., Jackson, P., & Lowe, A. (2008). Management Research (3 uppl.). London: Sage.

Fegler, C., & Unemo, L. (1999/2000). Vad är hållbar utveckling? Stockholm: Finansdepartementet.

Garvin, D. A. (1984). What does 'Product Quality' really mean? MIT Sloan Management Review, 26(1). Hämtat från http://sloanreview.mit.edu/article/what-does-product-quality-really-mean/ den 21 April 2015

Ghauri, P., & Grønhaug, K. (2005). Business Methods in Business Studies: A Practical Guide. New York: Financial Times Prentice Hall.

Gremyr, I., Arvidsson, M., & Johansson, P. (2003). Robust Design Methodology: Status in the Swedish Manufacturing Industry. Quality and Reliability Engineering International, 19(4), 285-293.

55

Hoerl, W. R., & Snee, R. (2010). Statistical Thinking and Methods in Quality Improvement: A Look to the Future. Quality Engineering, 22(3), 119-129.

Jahromi, S. H., Yazdi, F. T., Karimi, M., & Mortazavi, S. A. (2014). Bread-Making process optimization: Staling kenetics, relationship of batter rheology, shelf life, quality and sensory charactesristics of Barbari bread. Journal of Food Processing and Preservation, 38(4), 1447-1460.

John, J., & Johnson, D. (2002). Statistical thinking for effective management. Proceeding of the 6th International Conference on Teaching Statistics (ICOTS6). Cape Town.

Johnson, R., & Wichern, D. (2007). Applied multivariate statistical analysis (6 uppl.). Englewood Cliffs: Prentice-Hall.

Johnston, J. M., & Pennypacker, H. S. (2008). Strategies and Tactics of Behavioral Research, Third Edition (3 uppl.). Hillsdale: Erlbaum.

Juran, J., & Gryna, F. (1988). Juran's Quality Control Handbook (4 uppl.). New York: Mcgraw-Hill.

Kothari, C. (2004). Research methodology methods & techniques (2 uppl.). New Delhi : New Age International.

Luna-Reyes, F. L., & Andersen, D. L. (2013). Collecting and analyzing qualitative data for system dynamics: methods and models. System Dynamics Review, 19(4), 271-296.

Lundkvist, P., Bergquist, B., & Vanhatalo, E. (2014). Statistical Methods – Still ignored? The Testimony of Swedish Alumni. Article submitted for publication.

Lye, L. M. (den 2-4 Juni 2005). Tools and Toys for teaching Design of Experiments methodology. 33rd Annual General Conference of the Canadian Society for Civil Engineering.

Mondal, A., & Datta, A. (2008). Bread baking- a review. Jounral of Food engineering, 86(4), 465-474.

Montgomery, D. C. (2009). Introduction to statistical quality control (6 uppl.). Hoboken, N.J: John Wiley & Sons.

Montgomery, D. C. (2013). Design and analysis of experiments (7 uppl.). Singapore: John Wiley & Sons.

Patel, R., & Davidson, B. (2003). Forskningsmetodikens grunder: att planera, genomföra och rapportera en undersökning (3 uppl.). Lund: Studentlitteratur.

Phillips, R. A., Jeffries, R., Schneider, J., & Frankoski, S. P. (1997). Using Repeatability and Reproducibility studies to evaluate a destructive test method. Quality Engineering, 10(2), 283-290.

Powell, T. C. (1995). Total Quality management as competitive advantage. Strategic Management Journal, 16(1), 15-37.

Purlis, E. (2014). Optimal design of bread baking: Numerical investigation. Journal of Food Engineering, 137, 39-50.

56

Purlis, E., & Salvadori, V. O. (2009). Modelling the browning of bread during baking. Food Research International, 42(7), 865-870.

Ryan, T. P. (2011). Statistical Methods for Quality Improvement (3 uppl.). New York: Wiley & Sons.

Saunders, M., Lewis, P., & Thornhill, A. (2009). Research methods for business students (5 uppl.). Harlow: Pearson Education.

Saunders, M., Thornhill, A., & Lewis, P. (2012). Research Methods for Business Students (6 uppl.). Harlow: Pearsons Education Limited.

Stuart, M., Mullins, E., & Drew, E. (1996). Statistical quality control and improvement. European Journal of Operational Research, 88(2), 203-214.

Tanco, M., Viles, E., Álvarez, M. J., & Ilzarbe, L. (2010). Why is not design of experiments widely used by engineers in Europe? Journal of Applied Statistics, 37(12), 1961-1977.

Tanco, M., Viles, E., Ilzarbe, L., & Alvares, M. (2009). Barriers faced by engineers when applying design of experiments. The TQM Journal, 21(6), 565-575.

Tanco, M., Viles, E., Ilzarbe, L., & Alvares, M. J. (2009). Implementation of Design of Experiments projects in industry. Applied Stochastic Models in Business and Industry, 25(4), 478-505.

Tanco, M., Viles, E., Ilzarbe, L., & Álvarez, M. J. (2008). How is experimentation carried out by companies? A survey of three European regions. Quality and Reliability engineering international, 24(8), 973-981.

Tay, K.-M., & Butler, C. (1999). MEthodologies for experimental design : A survey, comparison and future predictions. Quality Engineering, 11(3), 343-356.

Therdthai, N., Zhou, W., & Adamczak, T. (2002). Optimisation of the temperature profile in bread baking. Journal of Food Engineering, 55(1), 41-48.

Weathington, B. L., Cunningham, C. J., & Pittenger, D. J. (2012). Understanding Business Research. Hoboken, N.J: John Wiley & Sons.

A

Bilaga 1 – Samtliga variabler Övriga variabler

Stansning

Rumstemp.

Stans nummer Degstorlek

Hastighet

Degar i timmen

Produktlängd mm Degtemp

Övrigt transportband 1

Energi

Fart Vatten mängd

Övrigt transportband 2

Vatten temp.

Transferband 1 returer

Transferband 2

Blandare och Transport

Rader att sätta av Recept nr

Avdragsbredd

Gryta framåt

Offset avdrag mm Gryta bakåt

Väntetid Dwnstr pos

Giljotin öppen

Start Avdrag Giljotin Stängd

Antal produktrader till spets

Total viltid

Extra avstånd Viltid hiss

Mjöl

Viltid degbana

Undermjöl 1 (mjöldoft 1) Viltid tratt

Undermjöl 2 (mjöldoft 3)

Nivå i tratt vid tipp (från degbana)

Övermjöl 1 (mjöldoft 2) Utmatning på linje

Övermjöl 2 (Mjöldoft 4)

Kavlingsvalsar ( övre vals)

Ströare öppning mm

Ströare 1

Matarvals (undre vals)

Ströare 2 Lans 1

Ströare 3

Inmatningsband

Produktmått mm Övre valsar

Vikt degämne

öppning mm

Jäsugn Undre vals

Jästid

Outfeed band

Undre jäsugn Lans 2

Temp

Inmatningsband

Fukt Öppning mm

Övre jäsugn

Kalibrator (valsar)

Temp Naggar och Spray

Fukt

Rumstemp.

Internstyrning Antal stans

Intransportör 1 (avsättare)

Antal Naggar

Intransportör 2 (spets) Spraymunstycken nummer

Underbana

Tryck munstycken POT

Överbana

Uttransportör (spets)

B

Ugn Förvärme 1 Förvärme 2 Zon 1 över Zon 1 under Zon 2 över Zon 2 under Zon 3 över Zon 3 under Zon 4 över Zon 4under Ånga kg/h Gräddtid Turbo Zon2 Turbo Zon3 Turbo Zon4 Spjäll 1 Spjäll 2 Spjäll 3 Spjäll 4 Inmatningslucka Utmatningslucka Ångkran 1 Ångkran 2 Ångkran 3 Kak höjd efter ugn Temp i kaka efter ugn Vikt kaka efter ugn Spiralkyl Temp Kyltid Frys Temp Kyltid Kak höjd efter frys

C

Bilaga 2 – Analys av befintlig data

D

E

F

G

H

I

J

K

L

M

N

O