PDCA, czyli arkusze problemowe A3 ciągłego doskonalenia dla budownictwa

Zaplanuj, wykonaj, sprawdź i popraw. Tylko tyle i aż tyle. To kroki cykli usprawniania procesów, eliminującego w nich straty poprzez nieustanną poprawę konkretnych działań. Gdy jeden cykl się kończy, uczymy się na jego wynikach i poprawiamy je od nowa.

Niniejszy tekst stanowi kontynuację mojego artykułu pod tytułem Dlaczego BIM i jego standardy nie poprawiają wydajności w budownictwie? („Builder”, październik 2021, strony 66–69). Wspomniałem w nim o wydanej w 1911 r. przez Fredericka Taylora książce Zasady naukowego zarządzania (The principles of scientific management). Jak wiemy, praca ta została oparta w dużej mierze na zafałszowanym procesie gromadzenia naukowej informacji, ale to było właśnie to, co chciano wtedy usłyszeć. Pracownicy w USA na początku XX wieku, zwłaszcza ci (także w dosłownym znaczeniu) napływowi, w dużej mierze nie dysponowali ani wielkimi umiejętnościami, ani zbyt wysokim ilorazem inteligencji, stąd pomysł kierowania i zarządzania nimi padł na wyjątkowo podatny grunt.

Z jednej strony zaczęły się kształtować w przedsiębiorstwach warstwy managerów planujących pracę dla robotników, a za tym powstawały szkoły zarządzania z metodami, teoriami oraz certyfikatami i stan ten trwa do dziś.

Z drugiej jednak strony idea naukowego podejścia do procesów gospodarczych również znalazła swoją kontynuację wśród bardziej pedantycznych praktyków ekonomii.

PDCA

I tak w latach 30. ubiegłego wieku amerykański fizyk i statystyk Walter Shewhart, pracując w laboratoriach Bell Labs nad naukowymi analizami poprawy procesów gospodarczych, zapisał je jako cykliczne iteracje (sekwencje pętli powtórzeniowych). Są to cykle usprawniania procesów, eliminujące w nich straty poprzez nieustanną poprawę konkretnych działań. Gdy jeden cykl się kończy, uczymy się na jego wynikach i poprawiamy je od nowa.

W rezultacie, po zastosowaniu pewnej liczby takich rund naprawczych, miało to prowadzić do stopniowego wyeliminowania danego problemu w procesie, głównie produkcyjnym.

Cztery chronologiczne kroki takiej pętli to:

1. plan – zaplanuj;

2. do – wykonaj;

3. check – sprawdź;

4. act (albo: adjust) – popraw.

Współpracownik Shewharta, inżynier, statystyk i praktyk zarządzania W. Edwards Deming, opracował ich graficzne przedstawienie w postaci przestrzennej spirali (źródło: Wikipedia).

Jest to spirala, ponieważ każda następna iteracja zostawała wzbogacona o doświadczenia z poprzedniej pętli, prezentowała zatem wyższy poziom wiedzy o procesie naprawiania niekorzystnego zjawiska lub stanu w produkcji (źródło: Wikipedia).

Można to także przedstawić jako cykl ciągłego doskonalenia w czasie, podnoszący jakość efektów pracy (źródło: Wikipedia).

Dzisiejszy standard jutro nieaktualny

Najprostsza zasada tych cykli polega na tym, że dzisiejszy standard staje się jutro nieaktualny.

Deming z innymi amerykańskimi inżynierami i konsultantami zarządzania przeniósł te zasady do powojennej Japonii, gdzie zaproponowali oni w ramach pomocy dla zrujnowanej japońskiej gospodarki program standaryzacji pracy o nazwie TWI (Training Within Industry). W ekonomii opartej na historycznych wartościach samurajów zarówno program TWI, jak i cykle PDCA znalazły wyjątkowo podatny grunt. Szczególnie mocno przejęła je firma motoryzacyjna Toyota, stojąca wtedy akurat na progu bankructwa, zatem natychmiastowa poprawa wydajności stała się jej jedyną szansą przetrwania na rynku. Motorem tych zmian został główny inżynier Toyoty Taiichi Ōno oraz konsultant Shigeo Shingo. Ich działalność zapoczątkowała światowy fenomen obecnie znany powszechnie jako TPS (Toyota Production System).

Ciągłe doskonalenie stało się znakiem firmowym Toyoty, a dodatkową cechą tego systemu jest to, że mimo tradycyjnej hierarchii pracownicy hali produkcyjnej uzyskali kompletną własność procesów wykonawczych, do samodzielnego zatrzymywania linii produkcyjnej włącznie, w celu natychmiastowej naprawy błędu (jap. jidoka), aby zapobiec jego dalszym, zwykle nieprzewidzianym skutkom, zaś średni personel służy im wsparciem jako mentorzy i coachowie.

Symbolem tego doskonalenia stało się w Japonii pojęcie kaizen (kai – zmiana, zen – ulepszenie). Ma to swoje źródło w myśleniu systemowym, w którym badając zależności między elementami procesów, rozkłada się je na powiązane mniejsze części, a następnie dokonuje na nich cyklicznej poprawy, jednocześnie obserwując efektywność zmian w całym systemie. Stąd też zasadą jest stosowanie działań naprawczych pojedynczo, aby zrozumieć ich indywidualne skutki i zorientować się, które z nich jest skuteczne, a które nie.

Idea cyklicznego poprawiania oraz cykle PDCA, jak i samo sformułowanie „ciągłe doskonalenie”, ze względu na swoją sprawdzoną skuteczność zostały wprowadzone do światowych norm kontroli jakości (np. PNEN ISO 9001), a także serii norm BIM (PNEN ISO 19650).

Arkusze A3

Nie był to jedyny wkład Japończyków w podnoszenie wydajności w procesach gospodarczych. Firma Toyota (przyczynił się do tego zwłaszcza Taiichi Ōno, który nie znosił długich raportów) zasłynęła także z wprowadzenia jednostronicowych diagramów rozwiązywania problemów produkcyjnych w formacie A3.

Diagramy te wzięły nazwę od ich formatu (A3), a gwarancję ich skuteczności stanowi powiązanie działań naprawczych z cyklami PDCA i ciągłą nauką płynącą z kolejnych poprawek.

Za pomocą diagramów A3 można skutecznie rozwiązać problemy w dowolnej gałęzi gospodarki z uwagi na:

• kompaktową formę, umożliwiającą zebranie wszystkich informacji na jednym arkuszu, obrazującym całość zagadnienia. W polach arkusza umieszcza się jedynie istotne dane i grafiki – informacje powtarzające się, nic niewnoszące bądź niepowiązane z problemem są pomijane;

• klarowną strukturę problemu, obejmującą długoterminową wizję stanu docelowego oraz kroki prowadzące do jego osiągnięcia jako cele pośrednie (cele tzw. SMART*);

• wspólną pracę od etapu analizy, pozwalającą na spojrzenie na rozwiązywany problem z wielu perspektyw;

• obowiązek dojścia do przyczyny źródłowej, gdyż według Deminga 95 proc. problemów pochodzi z systemów, a tylko 5 proc. od ludzi. Niechętnie widziane jest szybkie rzucanie propozycji rozwiązań, bowiem to prawie nigdy nie gwarantuje dojścia do prawdziwych powodów, zwykle ukrytych wgłębi systemów, a bez znalezienia właściwej przyczyny źródłowej nie idziemy dalej – jest to wymóg konieczny. Stąd pole analizy stanowi najważniejszą część całego arkusza, nie może zostać pominięty żaden aspekt istotny dla rozwiązywanego problemu;

• nieustanną poprawę diagramu w zależności od uzyskanych informacji w procesie jego powstawania – niektóre A3 bywają przepisywane kilkanaście razy w miarę wizualizacji nowych danych, zwłaszcza pochodzących z gemba, czyli miejsca powstawania wartości dla klienta (w budownictwie – komputery projektantów i sama budowa). Arkusze A3 mogą być papierowe (najłatwiej jest je wtedy poprawiać podczas rozmów z innymi uczestnikami procesów w biurach i na placach budów oraz ewentualnie wymieniać) albo elektroniczne;

• twórcę każdego A3 jako jego właściciela, który również odpowiada za realizację i rezultaty działań naprawczych. Odpowiedzialność jest zatem ściśle przypisana, ale cały zespół wewnętrznych i zewnętrznych konsultantów oraz innych zainteresowanych podmiotów pomaga autorowi w dojściu do rozwiązań danego zadania problemowego.

Diagramy A3 zostały także zastosowane w pracach Grupy Roboczej ds. BIM przy Ministerstwie Rozwoju i Technologii. Zilustrowane za ich pomocą problemy wdrożeniowe będą regularnie publikowane na portalu Ministerstwa w ramach publicznych konsultacji w celu znalezienia i doskonalenia działań naprawczych dotyczących poszczególnych problemowych aspektów branży budowlanej.

Metoda PDCAA3 w praktyce

W pracy z A3 jego twórca zwykle wychodzi od jakiejś sytuacji, w której coś mu/nam nie pasuje – i dlatego powinno zostać ulepszone. Aby zilustrować metodę PDCAA3 w praktyce, omówimy zastosowanie takiego systemowego sposobu rozwiązywania problemów na przykładzie kwestii podnoszenia cyfrowych kwalifikacji na rynku budowlanym.

Aby prawidłowo zastosować A3, trzeba najpierw mieć obraz tego, co i dlaczego chcemy poprawiać oraz jakiego stanu oczekujemy w przyszłości.

Jak może zatem wyglądać z perspektywy twórcy arkusza „zagospodarowanie” poszczególnych pól A3 dla tego problemu?

TEMAT

(Może ulegać zmianie w zależności od uzyskiwanych kolejnych informacji w procesie dochodzenia do przyczyny źródłowej przypuszczalnego problemu, nie jest zatem wykluczone, że w polu tym w przyszłości jeszcze nieraz zmieni się treść).

„Podniesienie kwalifikacji cyfrowych osób pracujących w branży budowlanej”

(zakładamy, że chodzi stopniowo o wszystkich fachowców budowlanych na polskim rynku).

OBECNA SYTUACJA

(opis wadliwego stanu obecnego)

„Od początku wprowadzania komputeryzacji do przemysłu na początku lat 60. jedynie rolnictwo i budownictwo do dziś nie podniosły swojej wydajności, w odróżnieniu od innych gałęzi gospodarki. Od 20 lat istnieje na rynku BIM (building information modelling), ale nadal obecność cyfryzacji w budownictwie jest marginalna”.

PROBLEM

(Problemem jest luka między stanem obecnym a stanem docelowym. W przypadku zbyt dużej liczby wyłaniających się podczas analiz problemów rozsądne byłoby stworzyć dodatkowe A3, gdy kompleksowość dróg naprawy status quo staje się zbyt rozległa).

„Brakuje jednolitej strategii cyfryzacyjnej procesów budowlanych. Dodatkowym problemem jest to, że cyfryzacja dotyczy jedynie zakresu wymiany informacji, a nie wspomaga wykonywania faktycznych prac, przynoszących wartość inwestorowi.

Kolejną kwestią jest to, że przepływem informacji zajmują się jedynie managerowie, natomiast dla pracowników liniowych, a tym samym dla firm wykonawczych oraz biur inżynierskich jako podmiotów gospodarczych, wymagania informacyjne stanowią obciążenie, często nieułatwiające im pracy.

Problem wydaje się zatem leżeć nie w odizolowanym zadaniu cyfryzacyjnym, lecz najwyraźniej stanowi część czegoś o wiele bardziej kompleksowego, mamy więc do czynienia z wieloma powiązanymi problemami, a ich rozwiązanie powinno uwzględniać cały system, do którego należą.

Traktujemy zatem nasz A3 jako część kompleksowego problemu nieefektywności branży budowlanej, dotyczącego jedynie przepływu informacji. Reszta systemu powinna być rozpatrywana w równoległych A3”.

STRATEGICZNA WIZJA, TAKTYCZNE CELE

(Dwustopniowa gradacja celów: daleka, mglista i strategiczna wizja oraz cele prowadzące do jej realizacji. Wizja stanowi praktyczną realizację deklaracji misji danej organizacji, natomiast cele taktyczne definiują biznesowy kierunek, zgodny z wizją i innymi aspektami ekonomicznymi organizacji. Cele taktyczne najlepiej układać w postaci pytań dotyczących do sposobów realizacji wizji: zarówno krótko, jak i długoterminowych).

„Wizja: wyszkolić wszystkich pracowników budowlanych dla cyfryzacji całej branży.

Cele taktyczne: Jak najlepiej osiągnąć stan powszechnego wyszkolenia branży pod względem cyfrowym? Jakie rozwiązania mogą być tu najbardziej efektywne?”

ANALIZA PRZYCZYN ŹRÓDŁOWYCH

(Analizujemy wszystkie możliwe aspekty w kooperacji ze wszystkimi możliwymi zainteresowanymi podmiotami. Dla rynku budowlanego istotny jest feedback od najszerszej grupy interesariuszy. Analiza powinna posługiwać się wszystkimi możliwymi metodami wizualizacji przyczyn zaistniałego problemu zużyciem jego graficznych reprezentacji).

„1. Klientem jest rynek budowlany – podmioty branży budowlanej: firmy wykonawcze, podwykonawcze, biura projektowe i techniczne oraz specjaliści inwestycyjni po stronie inwestora. Zawsze zaczynamy od poznania potrzeb klienta i jego systemu wartości, a istotnym narzędziem mogą być aktywne konsultacje rynkowe. Celem jest uzyskanie tzw. buyin, czyli świadomej akceptacji rynku dla nadchodzących zmian – inaczej można się spodziewać oporu branży.

Przygotowanie strategii poinformowania rynku odnośnie do przewidzianych zmian dla umożliwienia porozumienia w kwestii przyjęcia przez rynek działań podnoszących poziom jego kwalifikacji. Aktualnie na każdej inwestycji mamy 25–35% analogowego marnotrawstwa, bez buy in możemy mieć 25–35% cyfrowo-analogowego marnotrawstwa.

2. Analiza status quo dotychczasowych edukacyjnych działań w kierunku wprowadzania elementów cyfryzacji do programu nauczania z uwzględnieniem programów wszystkich szczebli szkolnictwa: od ponadpodstawowego, poprzez studia dzienne, stacjonarne i zaoczne do kursów podyplomowych i doktorskich.

3. Zbadanie liczby napływowych obywateli polskich pochodzenia ukraińskiego (analiza informacji z urzędów pracy oraz GUS odnośnie do liczby specjalistów budowlanych) – czy potrzebne są szkolenia w języku ukraińskim?

4. Ułożenie oszczędnego i zrozumiałego programu – szkoleni mają być pracownicy budowlani o różnym poziomie inteligencji oraz wiedzy technicznej. Za dużo zbyt technokratycznej informacji to jedna z form marnotrawstwa (jap. muda).

5. Dążenie do transparencji proceduralnej – klarowne: co, kto, gdzie, kiedy, dlaczego i jak? To powinna być transparentna i czytelna praktyczna wiedza.

6. Analiza kluczowych metod szkolenia z cyfryzacji w Polsce w celu zebrania informacji o dotychczas stosowanych elementach programów edukacyjnych, pozwalająca na określenie największego wspólnego mianownika na potrzeby ujednoliconego programu. Celem jest umożliwienie powstania wolnego rynku działań edukacyjnych w dziedzinie cyfryzacji (ochrona konkurencji i klienta), ale na jednolitej, wspólnej podstawie.

7. Rozważenie rozszerzenia programów edukacyjnych o następujące treści:

a) integracja budownictwa zrównoważonego (cyfrowej automatyzacji ekologii i kalkulacji śladu węglowego);

b) wbudowanie do programu szkolenia umiejętności negocjacji;

c) włączenie do szkoleń symulacji rzeczywistych procesów inwestycyjnych (powiązania przepływu informacji z konkretnymi krokami procesu inwestycyjnego – kontekst);

d) włączenie gamification (grywalizacji) wcelu podnoszenia interpersonalnych umiejętności pracy w grupie;

e) włączenie nauki podstaw cyberbezpieczeństwa – w cyfryzacji chodzi o obsługę cyfrowej informacji w procesach jej tworzenia, wymiany oraz zapisu;

f) włączenie alternatywnych form nauczania, np. e-learningu z elementami programowanego machine learning, jak EmbeddedML w środowisku Metaverse”.

Powyższe elementy analizy zostały zapisane jako punkt wyjścia z perspektywy jednej osoby – twórcy A3. Powinny one być ciągle uzupełniane i poddawane wielodniowym lub nawet wielotygodniowym konsultacjom. Unikamy rozwiązań doraźnych, istotne jest dotarcie do jednoznacznej przyczyny źródłowej braku odpowiednich kwalifikacji cyfryzacyjnych na rynku budowlanym.

Dopiero wtedy możemy przejść do proponowania działań naprawczych (dalsze pola A3).

System

Problem podnoszenia kwalifikacji rynkowych w dziedzinie cyfryzacji jest tylko jedną z wielu przyczyn braku efektywności budownictwa.

Aby nie być gołosłownym, posłużę się opracowaniem grafiki ze znakomitej książki Integrating Project Delivery (2017) (poniżej), w której przedstawiono proces inwestycyjny w budownictwie jako system (OWW – obiekt o wysokiej wartości).

Sama cyfryzacja (w budownictwie utożsamiana z BIM) jest jedynie częścią systemu. Zatem aby poprawić efektywność branży budowlanej, należy zająć się równoczesną poprawą wszystkich części przedstawionego systemu. Innej drogi nie ma.

Przypis:

* SMART: specific – measurable – achievable – relevant – timebound (konkretny – mierzalny – osiągalny – istotny – terminowy)