FMEA (Failure Mode and Effects Analysis)
По данным исследователей, около 80 % всех дефектов, которые выявляются в процессе производства и использования изделий, обусловлены недостаточным качеством процессов разработки концепции изделия, конструирования и подготовки его производства. Около 60 % всех сбоев, которые возникают во время гарантийного срока изделия, имеют свою причину в ошибочной, поспешной и несовершенной разработке.
По данным исследовательского отдела фирмы «Дженерал Моторс», США, при разработке и производстве изделия действует правило десятикратных затрат — если на одной из стадий круга качества изделия допущена ошибка, которая выявлена на следующей стадии, то для ее исправления потребуется затратить в 10 раз больше средств, чем если бы она была обнаружена вовремя. Если она была обнаружена через одну стадию — то уже в 100 раз больше, через две стадии — в 1000 раз и т. д.
Концепция всеобщего менеджмента качества требует изменения подхода к разработке новой продукции, поскольку во главу угла ставится не просто поддержание определенного, пусть и достаточно высокого, уровня качества, а удовлетворенность потребителя.
Поэтому сегодня любое предприятие, заинтересованное в успехе на рынке, задается вопросом, как организовать работы по проектированию, чтобы:
- изделия с самого начала выпуска получались удачными со всех точек зрения (удобства пользования, обслуживания, безотказности, технологичности и т.д.);
- технология изготовления данной конструкции изделия или узла также с самого начала была удачной (без сбоев и неприятных последствий для качества продукции и без потерь для предприятия).
Ответ, что нужны хорошие конструкторы и технологи, неверен. Конечно, без них не обойтись, это - необходимое условие, но недостаточное. Современная техника весьма многогранна, и охватить все стороны ее устройства, особенностей производства и эксплуатации двум-трем специалистам невозможно, даже если свести рассмотрение только к одному узлу, например, коробке передач автомобиля. Опыт преуспевающих предприятий мира показывает, что успешно решить проблемы разработки и постановки продукции на производство можно только силами группы разнородных специалистов - межфункциональной FMEA-команды, которая работает по специальной методике. По оценке журнала "Quality Progress", сегодня не менее 80% разработок технических изделий и технологий их производства проводится с применением FMEA-методологии.
Как правило, FMEA-анализ проводится не для существующей, а для новой продукции или процесса. FMEA-анализ конструкции рассматривает риски, которые возникают у внешнего потребителя, а FMEA-анализ процесса - у внутреннего потребителя. FMEA - анализ процессов может проводиться для:
- процессов производства продукции;
- бизнес - процессов (документооборота, финансовых процессов и т.д.);
- процесса эксплуатации изделия потребителем.
Последний вид анализа процесса удобно проводить на стадии разработки концепции изделия перед проведением FMEA-анализа конструкции.
FMEA-анализ процесса производства обычно производится у изготовителя ответственными службами планирования производства, обеспечения качества или производства с участием соответствующих специализированных отделов изготовителя и, при необходимости, потребителя. Проведение FMEA процесса производства начинается на стадии технической подготовки производства и заканчивается своевременно до монтажа производственного оборудования. Целью FMEA-анализа процесса производства является обеспечение выполнения всех требований по качеству запланированного процесса производства и сборки путем внесения изменений в план процесса для технологических действий с повышенным риском.
FMEA-анализ бизнес-процессов обычно производится в том подразделении, которое выполняет этот бизнес - процесс. В его проведении, кроме представителей этого подразделения, обычно принимают участие представители службы обеспечения качества, представители подразделений, являющихся внутренними потребителями результатов бизнес-процесса и подразделений, участвующих в соответствии с матрицей ответственности в выполнении стадий этого бизнес-процесса. Целью этого вида анализа является обеспечение качества выполнения спланированного бизнес-процесса. Выявленные в ходе анализа потенциальные причины дефектов и несоответствий позволят хотя бы "начерно" определить, почему система неустойчива. Выработанные корректировочные мероприятия должны обязательно предусматривать внедрение статистических методов регулирования, в первую очередь на тех операциях, для которых выявлен повышенный риск.
FMEA-анализ конструкции может проводиться как для разрабатываемой конструкции, так и для существующей. В рабочую группу по проведению анализа обычно входят представители отделов разработки, планирования производства, сбыта, обеспечения качества, представители опытного производства. Целью анализа является выявление потенциальных дефектов изделия, вызывающих наибольший риск потребителя и внесение изменений в конструкцию изделия, которые бы позволили снизить такой риск. FMEA - анализ процесса эксплуатации обычно проводится в том же составе, как и FMEA - анализ конструкции. Целью проведения такого анализа служит формирование требований к конструкции изделия, обеспечивающих безопасность и удовлетворенность потребителя, т.е. подготовка исходных данных, как для процесса разработки конструкции, так и для последующего FMEA - анализа конструкции.
FMEA конструкции помогает процессу разработки, понижая риск отказов за счет:
- помощи при объективной оценке требований и альтернатив конструкции;
- помощи в начальной разработке требований для изготовления и сборки;
- повышения вероятности того, что виды потенциальных отказов и их последствия для действия системы и транспортного средства будут рассмотрены в процессе конструирования/разработки;
- предоставления дополнительной информации в помощь при планировании глубокого и эффективного испытания конструкции и программ развития;
- разработки списка видов потенциальных отказов, ранжированных соответственно их влиянию на «потребителя», чем устанавливается система приоритетов для улучшения конструкции и программ испытаний;
- создания открытой формы для рекомендаций и прослеживания действий, снижающих риск;
- обеспечения рекомендаций для будущего, помогающих при анализе совокупности требований, оценивании изменений конструкции и при разработке перспективных конструкций.
FMEA - анализ включает два основных этапа:
1) этап построения компонентной, структурной, функциональной и потоковой моделей объекта анализа; если FMEA-анализ проводится совместно с ФСА (функционально-стоимостный анализ, на практике обычно именно так и происходит), используются ранее построенные модели;
2) этап исследования моделей, при котором определяются:
- потенциальные дефекты для каждого из элементов компонентной модели объекта; такие дефекты обычно связаны или с отказом функционального элемента (его разрушением, поломкой и т.д.) или с неправильным выполнением элементом его полезных функций (отказом по точности, производительности и т.д.) или с вредными функциями элемента; в качестве первого шага рекомендуется перепроверка предыдущего FMEA-анализа или анализ проблем, возникших за время гарантийного срока; необходимо также рассматривать потенциальные дефекты, которые могут возникнуть при транспортировке, хранении, а также при изменении внешних условий (влажность, давление, температура);
- потенциальные причины дефектов; для их выявления могут быть использованы диаграммы Исикавы, которые строятся для каждой из функций объекта, связанных с появлением дефектов;
- потенциальные последствия дефектов для потребителя; поскольку каждый из рассматриваемых дефектов может вызвать цепочку отказов в объекте, при анализе последствий используются структурная и потоковая модели объекта;
- возможности контроля появления дефектов; определяется, может ли дефект быть выявленным до наступления последствий в результате предусмотренных в объекте мер по контролю, диагностике, самодиагностике и др.;
- параметр тяжести последствий для потребителя S; это - экспертная оценка, проставляемая обычно по 10-ти балльной шкале; наивысший балл проставляется для случаев, когда последствия дефекта влекут юридическую ответственность;
- параметр частоты возникновения дефекта O; это - также экспертная оценка, проставляемая по 10-ти балльной шкале; наивысший балл проставляется, когда оценка частоты возникновения составляет 1/4 и выше;
- параметр вероятности не обнаружения дефекта D; как и предыдущие параметры, он является 10-ти балльной экспертной оценкой; наивысший балл проставляется для "скрытых" дефектов, которые не могут быть выявлены до наступления последствий;
- параметр риска потребителя ПЧР; он определяется как произведение S х O х D; этот параметр показывает, в каких отношениях друг к другу в настоящее время находятся причины возникновения дефектов; дефекты с наибольшим коэффициентом приоритета риска (ПЧР больше, либо равно 100...120) подлежат устранению в первую очередь.
Результаты анализа заносятся в специальную таблицу. Выявленные "узкие места", - компоненты объекта, для которых RPZ будет больше 100...120, - подвергаются изменениям, то есть разрабатываются корректировочные мероприятия.
[pagebreak]
Рекомендуется рассматривать "направления воздействия" корректировочных мероприятий в следующей последовательности:
- Исключить причину возникновения дефекта. При помощи изменения конструкции или процесса уменьшить возможность возникновения дефекта (уменьшается параметр O).
- Воспрепятствовать возникновению дефекта. При помощи статистического регулирования помешать возникновению дефекта (уменьшается параметр O).
- Снизить влияние дефекта. Снизить влияние проявления дефекта на заказчика или последующий процесс с учетом изменения сроков и затрат (уменьшается параметр S).
- Облегчить и повысить достоверность выявления дефекта. Облегчить выявление дефекта и последующий ремонт (уменьшается параметр D).
По степени влияния на повышение качества процесса или изделия корректировочные мероприятия располагаются следующим образом:
- изменение структуры объекта (конструкции, схемы и т.д.);
- изменение процесса функционирования объекта (последовательности операций и переходов, их содержания и др.);
- улучшение системы качества.
Часто разработанные мероприятия заносятся в последующую графу таблицы FMEA-анализа. Затем пересчитывается потенциальный риск RPZ после проведения корректировочных мероприятий. Если не удалось его снизить до приемлемых приделов (малого риска ПЧР<40 или среднего риска ПЧР <100), разрабатываются дополнительные корректировочные мероприятия и повторяются предыдущие шаги.
По результатам анализа для разработанных корректировочных мероприятий составляется план их внедрения. Определяется:
- в какой временной последовательности следует внедрять эти мероприятия и сколько времени проведение каждого мероприятия потребует, через сколько времени после начала его проведения проявится запланированный эффект;
- кто будет отвечать за проведение каждого из этих мероприятий, и кто будет конкретным его исполнителем;
- где (в каком структурном подразделении организации) они должны быть проведены;
- из какого источника будет производиться финансирование проведения мероприятия (статья бюджета предприятия, другие источники).
Процедуру FMEA конструкции следует инициировать до или при завершении концепции разработки, непрерывно обновлять при возникновении изменений или получении дополнительной информации на различных стадиях разработки продукции и, в основном, закончить до выпуска производственных чертежей и оснастки.
Учитывая, что требования к изготовлению и сборке были учтены, FMEA конструкции адресован этапу концептуальной разработки и предполагается, что конструкция будет изготовлена/собрана для поставленной цели этой конструкции. Виды потенциальных отказов и/или причины/механизмы, которые могут возникнуть в процессе изготовления или сборки, не должны, но могут быть включены в FMEA, когда их идентификация, последствия и контроль охватываются FMEA процесса.
Источник
