Анализ характера и последствий отказов: Лекция

Содержание Введение…………………………………………………...…3 1 Описание метода FMEA………………………………...…6 1.1 Суть, назначение и область применения……………….6 1.2 Основные виды FMEA…………………………………13 1.3 Экономические основы применения метода……….…15 2 Процедура FMEA …...……………………………………18 2.1 Подготовка и планирование проведения FMEA…….. 18 2.1.1 Планирование. Постановка целей и задач…………..18 2.1.2 Формирование рабочей группы и подготовка к работе……………………………………………….19 2.2 Структурирование и функциональный анализ……….22 2.3 Анализ потенциальных отказов и оценка достигнутого уровня качества рассматриваемого объекта…….24 2.4 Условия эффективного использования FMEA…….…34 3 Применение FMEA- анализа для улучшения процесса градуировки электронных весов……….….……….........36 Список использованных источников ………………..……43

42

Пензенский государственный университет Факультет автоматики и информационной техники Кафедра метрологии и систем качества

А.Н.Бычкова, Г.А.Рудаковская

АНАЛИЗ ХАРАКТЕРА И ПОСЛЕДСТВИЙ ОТКАЗОВ

Лекция

2004

УДК 612.002 Бычкова А.Н., Рудаковская Г.А. Анализ характера и последствий отказов.: Лекция.- Пенза: ПГУ, каф МСК, 2004.- 44с. (В помощь студенту, серия "Качество", выпуск 5) Настоящая брошюра предназначена для студентов специальностей 1908 и 0720, желающих самостоятельно изучить один из методов обеспечения качества, а именно, метод FMEAанализа в рамках дисциплины "Методы обеспечения качества и надёжности". В лекции рассматривается суть метода, представляются основные виды FMEA- анализа, приводятся экономические аспекты его применения. Студентам предлагаются типовые формы оценки критериев, а также формы представления результатов анализа. Приводится подробный алгоритм выполнения FMEAанализа. В качестве иллюстрации теоретической части в брошюре рассматривается практическое применение FMEA-анализа для улучшения процесса градуировки электронных весов.

Издательский комплекс кафедры МСК ПГУ. Компьютерная верстка А.Н. Бычкова, Г.А. Рудаковская, Технический редактор Г.А. Рудаковская Внутрикафедральное издание Заказ №13 от 20 ноября 2004 г. Тираж 15 экз. http://.stup.ac.ru

II

Список использованных источников 1 Харрингтон Дж. Управление качеством в американских корпорациях. - М.: Экономика, 1990 2 Алексеев В.А. Работать с FMEA интересно// Методы менеджмента качества.- 2003.- №7.- с.53 3 Розно М.И. Как научиться смотреть вперёд? Внедрение FMEA-методологии // Методы менеджмента качества.- 2000.№6.- с.25 4 Брагин В.В. Оценка риска и последствий отказов комплексной системы, конструкций, процессов/ В.В.Брагин, Ф.Чабон.- Ярославль, 1997 5 Розно М.И. Проектирование с FMEA или без?// Стандарты и качество.- 2001.- №9.- с.74 6 Солодков Е.И. Применение FMEA-анализа для улучшения процесса градуировки электронных весов/ Е.И.Солодков, С.В.Пономарёв, А.Н.Жмаев и др.// Методы менеджмента качества.- 2004.- №8.- с.47 7 ГОСТ 27.310 – 95 Анализ видов, последствий и критичности отказов 8 ГОСТ Р 51814.2 – 2001 Метод анализа видов и последствий потенциальных дефектов 9 ГОСТ 15467 – 79 Управление качеством продукции. Основные понятия, термины и определения 10 Алексеев В.А. FMEA: новое применение// Методы менеджмента качества.- 2002.- №12.- с.32 11 Алексеев В.А. FMEA - анализ жизненного цикла// Методы менеджмента качества.- 2002.- №1.- с.39 12 Кузьмин А.М. Метод анализа видов и последствий отказов // Методы менеджмента качества.- 2004.- №11.- с.35 13 FMEA при проектировании и совершенствовании продукции и процессов. Методическое пособие. Выпуск 12, 2001. М.: НТК "Трек", 2002 14 http://www.mc.misis.ru/dictionary/systems.html

41

40 2

Выход из строя стенда

Потеря вносимой информации

1

4

5

Продолжение таблицы 6

Необходимость градуировки весов повторно 4

6

2

10

6

Износ гирь за счёт взаимного трения

Задержка и приостановка производства

4

3

5

3

4

Сбой в подачи электроэнергии

Отказ моторредуктора Несоблюдение графика ППР 2

2

Перекос гребенок подвижного каркаса относительно друг друга Обрыв троса

7

8

6

Разработать блок бесперебойного питания стенда

Составить график более частого технического обслуживания, ввести контроль выполнения графика ППР

Внести изменения в конструкцию стенда

8

2

1

1

1

2

9

24

24

4

20

96

10

Инженерконструктор А.А.Про кофьев

Инженерметролог С.Т. Платов

11

Введение Понять, чтобы предвидеть, предвидеть, чтобы овладеть. Люсьен Леви-Брюль

Вся история развития мира свидетельствует о постоянном стремлении человека к совершенствованию всего, что его окружает. Эта тенденция проявилась и в системе качества. Существенные изменения, конечно в сторону улучшения, претерпели международные стандарты ИСО серии 9000. Новая версия (2000г.) стандартов несёт в себе идею непрерывного совершенствования, одним из инструментов которого являются корректирующие и предупреждающие действия. Проведение последних предполагается в рамках анализа потенциальных дефектов, обнаружения места возможного проявления отказов и принятия мер для избежания их появления. Такого построения системы менеджмента качества требует стандарт ГОСТ Р ИСО 9001. Как показано на рисунке 1, взятом из работы Харрингтона [1] и показывающем плотность вероятности возникновения ошибки в функции времени – этапов создания, чаще всего ошибки бывают на этапах проектирования и подготовки производства. Это говорит о том, что процессы на этих этапах следует тщательно анализировать с целью предварительного обнаружения мест возможного проявления отказов. Рациональность проведения подобного анализа подтверждается и с точки зрения экономики. Раннее распознавание потенциальных ошибок и просчетов избавляет от дорогостоящего исправления дефектов. Лучше предвидеть возможные ошибки и своевременно исключать их, чем запоздало заниматься проблемами исправления недостатков, после того как они появились. Тем больше экономия, чем раньше будут обнаружены ошибки в цепи "планирование продукции, ее разработка, изготовление образца, установочная (пилотная) серия, серийное производство, эксплуатация потребителем".

1

80%

маркетинг

проектирова- подготовка производство контроль эксплуатация ние производства

Этапы создания Рисунок 1 – Закон распределения ошибок В соответствии с "Правилом десяти" примерное соотношение между затратами на устранение ошибок на выделенных этапах выглядит следующим образом (рисунок 2): если обнаружение и устранение дефектов на этапе проектирования потребует затрат в размере, к примеру, Q рублей, то устранение этой ошибки на стадии подготовки обойдется 10Q, на стадии производства – 10Qх100Q=1000Q, на стадии контроля – 10Qx100Qx1000Q=1000000Q, а у потребителя - уже составит 10000000000Q. Но если бы эта ошибка была выявлена методом FMEA как потенциальная, на стадии маркетинга, то ее устранение обошлось бы всего 0,1Q. Следовательно, если ошибка была сделана на этапе планирования производства, а обнаружил её уже потребитель, то её устранение обойдётся в 0,1QхQх10Qх100Qх1000Qх10000Q=1000000000Q. Рассуждая аналогичным образом можно проследить зависимость между затратами на устранение ошибки, местом её возникновения и временем её обнаружения. Одним из методов предупреждения появления ошибок является использование FMEA(Failure Mode and Effects Analysis анализ характера и последствий отказов) – методологии. В данной лекции будет рассмотрена суть данной методологии, проце2

39

2 Погрешность градуировки из-за того, что весы не выверены по уровню

Несоответствие веса нагружения реперной точке

1 2

3

Продолжение таблицы 6

Возврат весов ОТК изза несоответствия по метрологии

Возврат весов ОТК изза несоответствия по метрологии

3

8

8

9

6

5

6

6 6

5

6

4

8 Доработать конструкцию столешницы Провести дополнительное обучение, инструктаж персонала Провести внеплановую калибровку весов Разработать и внедрить АСКиУ стенда для градуировки весов

7 Положение столешницы не выверено Невыполнение рабочих инструкций персоналом Используются изношенные гири Нечеткий контроль процесса нагружения платформы весов

7

2

4

3

9

336

144

120

108

10

Инженерметролог С.Т. Платов

Инженерметролог С.Т. Платов

Инженерметролог С.Т. Платов

11 Инженерконструктор А.А.Проко фьев

38 Возможное последствие от3 Повреждение или поломка весов

2 Тяжело доставлять весы. Опасность падения весов

1 1

5

4 8

Меры по обнаружению

Кп

2

6

Кн

Нет соответствующего транспорта

7

Возможная причина отказа

Внедрить роликовый конвейер

8

Меры по предупреждению

2

9

Ко

32

10

Кр

Инженерконструктор А.А.Прок офьев

11

Исполнитель Срок исполнения

Дата

Функция:

Отдел Возможный дефект

Страница__ Всего страниц__

Элементы системы: транспортировка весов и установка весов на столешницу, контроль горизонтальной установки весов по уровню, нагружение платформы весов в реперных точках, регистрация частотных сигналов датчика

Директор по качеству и надежности продукции А.Н.Жмаев

Номер отказа

Регистрационный номер

FMEA – градуировки весов

ОАО "ТВЕК"

Таблица 6 – FMEA – анализ процесса градуировки электронных весов

10000 1000 100 10 1 0,1

Затраты на устранение ошибок

дура и условия эффективного применения FMEA. Кроме того, в лекционном материале даются основные виды FMEA , приводятся экономические аспекты его применения. Студентам предлагаются типовые формы оценки и представления результатов анализа, а также порядок его проведения. Также в предлагаемой лекции будут рассмотрены примеры анализа риска и последствий отказов. Материал лекции составлен на основе зарубежных и отечественных публикаций.

Марке- Проекти- Подго- Произ- Контроль Эксплуатинг рование товка водство тация производства

Рисунок 2 - Соотношение расходов по устранению ошибок на разных этапах жизненного цикла продукции

3

1 Описание метода FMEA 1.1 Суть, назначение и область применения Метод FMEA появился в США в середине шестидесятых годов и был использован впервые при разработке проекта космического корабля "Аполлон", а затем в медицине и ядерной технике. В 80-е годы метод получил дальнейшее развитие под названием FMEA и нашел применение также в автомобильной и других отраслях промышленного производства США, а затем в Европе и Японии. В некоторых областях промышленного производства метод стал основой обеспечения качества. Метод FMEA - это систематизированная совокупность мероприятий, целью которых является обнаружение места возможного нахождения потенциальных отказов продукции и процесса, определение действий, которые могут устранить или уменьшить вероятность их возникновения, и документирование всех этих мероприятий. Метод FMEA помогает производителям предотвратить появление дефектов, повысить безопасность продукции и удовлетворенность потребителей. Этот метод нацелен на "внедрение " качества в продукцию, поэтому он должен применяться как можно раньше, по крайней мере, до начала производства. Вместе с тем его применение может оказаться полезным и для изготовленной продукции и функционирующего процесса [2]. Аналогичная методология FMEA изложена в ГОСТ Р 51814.2 – 2001 Метод анализа видов и последствий потенциальных дефектов, ориентированном прежде всего на автомобильную промышленность. Суть этой методологии держится на "трёх китах" [3]. Первый "кит" может "плавать самостоятельно" в океане качества. Любой дефект (отказ) рассматриваемого изделия (или узла) может быть достаточно полно охарактеризован всего тремя критериями: - значимостью, измеряемой с точки зрения тяжести последствий данного отказа; - относительной частотой (вероятностью) появления; 4

• предусмотреть более частое проведение работ по калибровке используемых гирь; • составить график более частого технического обслуживания, ввести контроль выполнения планово-предупредительных работ; • разработать блок бесперебойного питания стенда, чтобы исключить сбой в подаче электроэнергии. После завершения работы FМЕА-команды, результаты которой представляются в таблице 6, необходимо составить отчет по выполненному анализу форм и последствий отказов. Этот отчет должен быть передан руководителям организации, которые верифицируют и оценят результаты работы FМЕА-команды. Эти результаты вместе с рекомендациями по улучшению процесса градуировки весов в дальнейшем будут приняты для использования в практической деятельности ОАО «ТВЕС». Принимая во внимание наибольшее значение вероятного риска Кр=336 (Кр<Крп), специалистам ОАО "ТВЕС" необходимо приступить к проектированию и разработке АСКиУ полнотой опускания гири на платформу весов.

37

1 транспортировка и установка весов на столешницу стенда; 2 контроль установки весов по уровню; 3 нагружение платформы весов в реперных точках; 4 регистрация частотных сигналов датчика. Анализ этих подпроцессов выявит возможные формы отказов: • повреждение весов в результате падения; • весы не выверены по уровню; • несоответствие веса нагружения реперной точке; • выход из строя стенда; • потеря информации, вносимой в ПЗУ весов. На следующем этапе работы члены FМЕА- команды должны для каждого подпроцесса: • выявить возможные причины отказа; • выявить вероятные последствия неудач, среди которых необходимо выделить возможные задержки и приостановки производства; • предложить средства решения проблем; • вычислить значения коэффициента риска и сравнить его с заданным. Крп=400. Для каждого проявления отказа, указанного в таблице 6 весовые коэффициенты, учитывающие значение последствий отказа, учитывающие вероятность не выявления отказа, учитывающие вероятность возникновения причины отказа назначают в соответствии с таблицей 2, таблицей 3, таблицей 4. На последнем этапе FМЕА- анализа разрабатываются рекомендации о том, что следует сделать для предотвращения тяжелых последствий при наиболее рискованных случаях: • провести дополнительное обучение персонала; • внедрить роликовый конвейер для транспортировки весов; • доработать конструкцию столешницы и, тем самым, упростить процесс установки весов в горизонтальное положение по уровню; • разработать и внедрить автоматизированную систему контроля и управления (АСКиУ) стенда, которая с помощью частотного датчика весов будет контролировать полноту опускания гири на платформу весов и управлять процессом градуировки весов; 36

- относительной частотой (вероятностью) обнаружения данного дефекта (отказа) или его причины ещё на предприятииизготовителе. Для каждого из этих критериев имеется своя шкала экспертных оценок в диапазоне от 1 до 10. Причем эта шкала возрастающая, то есть чем больше значимость или частота появления отказа, тем выше соответствующие оценки. Интегральная (обобщенная) оценка критичности данного отказа вычисляется как произведение трёх оценок по трём указанным критериям и представляет собой приоритетный коэффициент риска. Эта обобщённая оценка может принимать значения от 1 до 1000, причём, чем она выше, тем больше вреда может принести данный дефект (отказ). Полученная оценка сравнивается с принятым на предприятии предельным значением приоритетного коэффициента риска. Если она больше него, то это означат, что данная конструкция и/или технология должны быть доработаны. Второй "кит" представляет собой особую структуру работы над проектом, которая ведётся "перекрёстно-функциональной" командой. Данная команда должна состоять из разнородных специалистов. На рисунке 3 приведён пример состава такой команды. Работают подобные команды методом "мозгового штурма" по 3-6 часов в день в помещениях и условиях, максимально благоприятных для творческой деятельности. В случаях, когда конструкция и технология неразрывны (например, при производстве шин), создаётся единая FMEA –команда, сразу рассматривающая как конструкцию, так и процесс производства изделия. Третий "кит" – требование высокой профессиональной квалификации всех членов FMEA-команды, имеющих значительный практический опыт работы с аналогичными изделиями и технологиями в прошлом. В свете ответственности за качество продукции, этот метод определяет технический уровень продукции с точки зрения предотвращения ошибок, то есть выявления потенциальных ошибок и оценки тяжести последствий для заказчика (внешней стороны), а также устранение ошибок или уменьшение степени их влияния 5

на качество (выводы для внутренней стороны). Анализ конструкции основан на теоретических знаниях и информации о прошлом опыте. Анализ проходит параллельно самому процессу разработки, придает ему документированную форму. Он как бы обобщает все поиски и рассуждения в процессе разработки. Снижение риска появления ошибок, которые вызывают неудовлетворенность потребителя и потерю у него интереса к продукции, является важнейшим элементом для сохранения конкурентоспособности. FMEA конструкции

FMEA технологии ведущий

ведущий испытатель

конструктор

сборка

технолог

Маркетинг: поведение у потребителя

сервис

Специалист УК

конструктор

технолог

сервис

производство

Специалист УК

Рисунок 3 – Рекомендуемый состав команды для обработки конструкции и технологии изготовления изделия: - профессиональная ответственность; - постоянные члены; - эпизодически привлекаемые члены. При конструировании методом FMEA решаются следующие задачи: • получение сведений о риске альтернативных вариантов, • определение "слабых" мест конструкций и нахождение мер по их устранению, • сокращение дорогостоящих экспериментов. 6

платформу весов. В результате, нередки случаи, когда платформа весов бывает недогружена (из-за неполного опускания гири) или перегружена (вследствие воздействия гири, которая должна была бы быть опущена на платформу весов при нагружении в следующей реперной точке). Начало Транспортировка и установка весов на столешницу стенда Проверка горизонтальности положения весов Запуск режима градуировки весов Появление на ЖКИ весов значения реперных точек Нагружение весов требуемым количеством грузов Ожидание (для обработки сигнала датчика веса Регистрация частотного сигнала датчика для программирования Все реперные точки пройдены? Подъем наложенных гирь и транспортировка весов на участок испытаний конец Рисунок 9

После подробного изучения сложившейся ситуации команда, занимающаяся FМЕА-анализом (FМЕА-команда), должна разбить рассматриваемый процесс на четыре подпроцесса, корректность выполнения которых наиболее сильно влияет на качество процесса градуировки в целом: 35

3 Применение FMEA-анализа для улучшения процесса градуировки электронных весов Цель данного примера — показать практическое применение FМЕА- анализа для возможного улучшения процесса градуировки электронных весов, который, по результатам анализа деятельности Тулиновского приборостроительного завода (ОАО «ТВЕС») [6], был определен высшим руководством как критический (дефектоносный). Процесс градуировки весов на ОАО «ТВЕС» осуществляется с использованием универсального стенда нагружения, состоящего из основного и подвижного каркасов. Последний оснащен левой и правой гребенками, на которые навешиваются гири в необходимой последовательности. Алгоритм процесса градуировки весов представлен на рисунке 9 и заключается в следующем. После транспортировки весов с предыдущего участка производства их помещают на столешницу стенда и по уровню устанавливают в горизонтальное положение. Затем посредством нажатия соответствующей клавиши на клавиатуре весы переводят в режим градуировки, и при этом на табло жидкокристаллического индикатора (ЖКИ) выводится значение веса, которым необходимо нагрузить платформу весов. После включения привода электродвигателя набор гирь, находящийся на гребенках подвижного каркаса, начинает движение вниз. При этом нижние гири, снимаясь с «крючков» гребенок, ложатся на платформу весов. Разместив требуемое количество грузов на платформе, микропроцессор весов проводит измерение частоты вибрационно-частотного датчика для данной реперной (постоянной) точки и, после фиксирования успокоения, записывает значение частоты в постоянное запоминающее устройство (ПЗУ). При переходе к очередному шагу градуировки, последующая гиря ложится на предыдущую и т. д. Зарегистрировав данные для предыдущей реперной точки, весы запрашивают данные следующей, и процесс нагружения платформы повторяется. Работой стенда управляет оператор, включая и выключая электродвигатель. При этом трудность состоит в том, что оператор вынужден визуально контролировать полноту опускания очередной гири на 34

На этапе создания процессов методом FMEA решаются задачи:

• принятие решений о пригодности альтернативных процессов и оборудования при предварительном планировании и определении лучших из них; • обнаружение "слабых" мест и принятие мер по их устранению при планировании производства; • подготовка серийного производства; • исправление процессов серийного производства, которые оказываются нестабильными или неспособными. Рассмотрим пример. При эксплуатации тостера могут возникнуть следующие проблемы: • короткое замыкание в электрическом шнуре; • подгорание хлеба вне зависимости от установленного на таймере времени; • слишком резкое поднятие механизмом приготовленных тостов, приводящее к их выскакиванию и падению на стол. Сбои в работе могут также происходить, когда пользователь совершает ошибочные действия, поэтому при применении метода FMEA следует учитывать и эти виды отказов. Всё, что можно сделать для обеспечения правильного изготовления продукции, вне зависимости от того, как с ней обращается потребитель, будет способствовать тому, что удовлетворённость потребителя продукцией будет приближаться к 100%. Наиболее часто метод FMEA применяют при: • разработке новых изделий; • разработке новых материалов и методов; • изменении продукции, процесса или операции; • новых условиях применения существующей продукции; • недостаточных возможностях технологического процесса; • ограниченных возможностях контроля; • использовании новых установок, машин или инструментов; • высокой доле брака; 7

• возникновении риска загрязнения окружающей среды, безопасности; • существенных изменениях организации работы. В настоящее время метод FMEA применяется как в технических, так и других отраслях. При этом он может быть продуктивно использован при анализе закупок, организации работы, программном обеспечении и в других случаях. FMEA - это эффективный инструмент повышения качества как для разработчиков и конструкторов, так и инженеров, связанных с организацией труда, процессами и производством. Он позволяет идентифицировать недостатки способа и самой продукции при новых разработках. FMEA - это общепринятый и самостоятельный инструмент, который подготавливает базу для дальнейшего применения аналитических и статистических методов. Структура FMEA содержит известные элементы методик структурирования, анализа и оценки вместе с перечнем мероприятий и обязательными контрольными нормативами. FMEA требует от человека, применяющего этот метод, систематического документирования своих рассуждений и идей. Все это позволяет заранее оценить риск от появления несоответствий и снизить или вообще избежать затрат на устранение последствий отказов. Таким образом, при последовательном применении метода FMEA можно с самого начала выявить потенциальные несоответствия и избежать их появления в продукции. Следует обратить внимание на необходимость внимательного рассмотрения особенностей метода FMEA и целей его применения. Этот метод, позволяющий исключить ошибки на ранней стадии создания продукции и процессов, исходит прежде всего из их детализации и строгого учета всех исполняемых функций. Он обладает значительной эффективностью при создании конкурентоспособной продукции в короткие сроки и значительно экономит время и средства. Однако этот метод не является всеобъемлющим. Он, например, не обеспечивает анализа и обобщения пожеланий заказчиков (покупателей). Какой объем багажного отделения должен быть в новом легковом автомобиле - большой, средний или маленький? То есть, при формировании 8

4 Метод должен постоянно применяться, и при этом нужно достичь определенного опыта использования. FMEA должен стать непрерывно используемым и постоянно совершенствоваться за счет накопления информации и последующих корректировок. Он должен служить основой для принятия решений при возникновении альтернативных путей решения.

33

сроки выполнения, которые указываются также в столбце 11 нового формуляра. После заполнения таблицы 5 и определения коэффициента риска Кр анализируемого варианта объекта, производят сравнение Кр = КоКпКн с установленным на предприятии предельным значением Крп, при превышении которого принятые меры предосторожности считаются недостаточными, и могут привести к неблагоприятным для предприятия последствиям. Поэтому делается вывод о необходимости поиска путей улучшения качества и снижения Кр. Для этого назначается ответственный исполнитель поиска улучшения качества и определяются сроки выполнения. 2.4 Условия эффективного использования FMEA Анализ FMEA эффективен только в случаях, если выполняются в необходимом объеме два условия - правильность применения и полнота исследований. При невыполнении этих условий нельзя гарантировать выявление и устранение всех ошибок. Правильность применения зависит от понимания методики анализа, систематичности действий, однозначности критериев оценки, а также от обмена информацией и коллективного участия при решении. Полнота исследований достигается за счет анализа всех функциональных элементов и причин их отказов. Для успешного применения метода FMEA необходимы, прежде всего, такие условия: 1 Метод должен быть востребован и, являться составной частью системы обеспечения качества. За рубежом применение метода часто обуславливается требованиями заказчиков. 2 Метод должен быть поддержан руководством и задействован в организационной структуре типа той, которая показана на рисунке 4. 3 Метод необходимо правильно разъяснить; без этого невозможно обучение персонала. Это условие обязательно для выполнения при обучении персонала. 32

перечня показателей качества помог бы метод "QFD" (Quality Function Deployment). Метод QFD осуществляет связь между ожиданиями заказчика и характеристиками продукции, компонентами комплексной продукции, процессами производства, а также отдельными технологиями для того, чтобы определить потребности в улучшении с учетом выполнения ожиданий заказчика и возрастающей конкуренции. При оценке надежности всей системы с учетом всевозможных отказов был бы целесообразен метод графов. На других этапах исследований бывает необходимо и полезно применение также статистического регулирования процессов, метода Тагути и других. Поэтому для создания конкурентоспособной продукции в короткие сроки предприятие само должно решить, какой набор методов анализа и планирования, дополнительно к FMEA, целесообразно применить для данной продукции и конкретных условий. Только при удачном совокупном подборе таких методов, система качества будет активно функционировать и соответствовать требованиям МС ИСО 9001 -2000, а предприятие будет иметь стабильно высокие прибыли. Удовлетворенный потребитель является лучшим показателем качества продукции и эффективной организации работы! Подводя некоторый итог, можно выделить следующие особенности рассматриваемого метода: 1. Прогнозирование несоответствий (ошибок) и превентивность при обеспечении качества. 2. Систематические действия, которые выполняются по формализованной и апробированной многими предприятиями методике с применением типовых формуляров, которые будут рассмотрены ниже. Все это позволяет, с одной стороны, выявить и изобразить в логической последовательности и взаимосвязи потенциальные ошибки, и с помощью количественного показателя оценить в связи с этим риск предприятия, а, с другой стороны, накопить соответствующий опыт для последующих разработок и совершенствований. 3. Коллективный подход. FMEA обычно проводит рабочая группа, составленная из специалистов разных служб и отделов с целью: 9

• использования большего объема знаний и опыта. Опыт работы имеет существенное значение для эффективного использования метода FMEA при оценке качества разработок; • одновременного, а не последовательного принятия решения; • мотивации качественного труда. 4. Функциональное рассмотрение, т.е. метод имеет целенаправленное значение для анализа функций систем, конструкций и процессов, контролирующий выполнение поставленных задач (в соответствии с техзаданием, чертежом или рабочим планом). 5. Критический анализ для выявления по возможности всех потенциальных отказов, слабых мест или рисков. Анализ позволяет наметить способы снижения риска и оценки. 6. Творческий подход при реализации метода на всех стадиях анализа. Выявление ошибок, причин их появления, оценка последствий и выполнение других работ требует аналитического, творческого мышления. Такое мышление, поддерживаемое применением различных методов коллективной работы, требуется и при поиске идей и способов уменьшения риска. Специалистам, выполняющим такой анализ, приходится сталкиваться с многовариантностью решений, которая может привести к определенным замешательствам и разногласиям у участников. Но возможность многовариантного решения и выбора наиболее эффективного (или эффективных) из них - это, безусловно, удача и, как правило, результат грамотной организации работы. В таких случаях необходимо применить обоснованный выбор критериев отбора вариантов. Хорошо, если такие критерии будут иметь числовые характеристики, и при этом представлены в виде математических зависимостей от факторов влияния. Тогда анализ достоинств вариантов будет сведен к элементарному сравнению числовых значений обобщенных показателей. 7. Детализация. Метод рассматривает риск применения отдельных элементов объектов в соответствии с заданными функциями. Анализ дает картину отказа системы в целом на основе изучения отказов отдельных компонентов. Комбинация отказов не рассматривается. 10

6 Величина коэффициента Кн (находится по таблице 3)., учитывающего вероятность необнаружения отказа или его причины до возникновения последствий отказа непосредственно у потребителя. Значение указывается в столбце 6. 7 Причина (все причины) возникновения каждого из видов отказов (столбец 7). 8 Меры, принятые для предупреждения появления причины (или отказа) - столбец 8. 9 Величина коэффициента Ко, учитывающего вероятность появления причины отказа, определенного по таблице 4 или по рисунку 5 с учетом записей в столбце 8. 10 Величина коэффициента (приоритетное число) риска Кр рассчитывается по формуле 1 для каждой из установленных причин. Записывается в столбец 10. 11 Результаты оценки фактически внедренных мероприятий в рассматриваемом элементе (контроль достигнутого успеха) путем сравнения коэффициента риска с предельным значением. Если Кр не более Крп - в столбце 11 делается прочерк. Если же достигнутое значение Кр превышает Крп, то назначается исполнитель, который должен разработать меры по улучшению качества и снижению коэффициента риска до допустимого уровня. Пути поиска идей по улучшению качества и снижению риска были описаны в начале этого раздела. Подразделение, отвечающее за исполнение, а также фамилия исполнителя и срок исполнения, указываются в последнем 11-ом столбце. Формуляр в таблице 5 используется и при повторном анализе объекта после разработки мероприятий по улучшению качества. Исполнитель заносит в столбцы 5 и 8 нового формуляра все возможные мероприятия по улучшению качества и анализирует их посредством сравнения коэффициентов риска между собой и каждого из них с предельным значением. Естественно, что нужно отбирать такие мероприятия, которые бы не только снижали риск до требуемого уровня, но и были бы легко реализованы с наименьшими затратами времени и средств. Отобранные мероприятия используются для совершенствования анализируемого объекта. После повторного анализа назначаются ответственные за реализацию рекомендуемых мероприятий, а также 31

• элемент исследуемой системы; • номер страницы и полное число страниц документа; • отдел или подразделение, в котором производится анализ FMEA; • функция (цель, назначение) анализируемого объекта; • дата заполнения формуляра. В столбцах по порядку записывают следующие сведения: 1 Номер отказа (в столбце 1) в соответствии с приведенным перечнем при функциональном анализе, или каталогом отказов. 2 Описание потенциального отказа. Исходя из установленных ранее функций и свойств, во 2-ом столбце устанавливаются и перечисляются все возможные виды отказов. Возможно несколько видов проявления отказов (в зубчатой передаче - поломка зубьев, разрушение поверхностных слоев материала), и все их следует записать один под другим. 3 Возможные последствия отказа, например, потеря функции или отрицательное воздействие на здоровье человека (столбец 3). Вообще, в зависимости от цели анализа и от рассматриваемой системы для оценки последствий могут быть использованы различные показатели, такие как поломка, расходы, затраты, задержка сроков, хранение на складе, наличие, личный ущерб, нарушение законодательных требований и др. 4 Величина коэффициента Кп, учитывающего значение последствий отказов (тяжесть последствий проявления причин отказов) для потребителя, находится по таблице 2. Здесь необходимо принимать во внимание также требования обязательных документов (это может быть, например, отечественный или международный стандарт), регламентирующих границы проявления этого дефекта по каким-либо характеристикам, например, по предельному уровню шума или вибраций. Учитываются и принятые меры ограничения последствий отказов. Величина Кп записывается в столбце 4. Иногда, при определении Кп приходится предварительно учитывать и причины возникновения отказов, которые будут записаны в столбце 7. 5 Меры, принятые для обнаружения отказа до поставки объекта потребителю (столбец 5). 30

8. Метод FMEA является формализованным аналитическим методом для систематизированного и полного определения и устранения потенциальных ошибок при планировании, конструировании, на производстве. 9. Преимущество метода состоит в том, что его можно применять на ранних, наиболее важных стадиях планирования и создания продукции и процессов. 1.2 Основные виды FMEA Метод FMEA первоначально применялся обычно только при анализе конструкций или процессов (классические методы FMEA конструкции и FMEA процесса). Между тем, метод FMEA развивался далее. Сегодня речь идет уже о FMEA комплексной системы. Теперь как продукция, так и относящийся к ней производственный процесс, рассматриваются как системы, которые находятся во взаимосвязи. Одну часть называют FMEA системы конструкции, а другую - FMEA системы процесса (рисунок 4) [4]. В классическом методе FMEA конструкции рассматриваются отказы конструкции, касающиеся функций продукции. С помощью использования метода FMEA в данном случае можно выявить проблемы, которые будут приводить к возникновению опасности, неисправности изделия или сокращения его срока службы. Ключевой вопрос: "Как изделие может стать дефектным?" Искомые причины (первопричины) - это слабые места конструкции. FMEA конструкции анализирует только сами компоненты (узлы и/или детали) относительно выполнения описанных функций. Подфункции (и выполняющие их элементы) упорядочиваются с помощью анализа исходной функции и дополняются известными и потенциальными видами отказов. FMEA конструкции включает весь комплекс ноу-хау проектирования при критическом рассмотрении проекта для достижения лучшего результата. FMEA конструкции проводят с учетом технического задания для избежания ошибок как в конструкции самого 11

продукта и его элементов, так и соответствующих ошибок в процессах, обусловленных особенностями конструкции. FMEA системы

FMEA системы конструкции

FMEA системы процесса

FMEA конструкции: 1-ый узел/деталь

FMEA процесса 1

FMEA конструкции: n-ый узел/деталь

FMEA средств производства

FMEA процесса 3, этап 2 FMEA средств производства

FMEA процесса n

FMEA субпоставок

FMEA конструкции элемента 3 узла 2

Рисунок 4 - Взаимосвязь некоторых видов FMEA Классический метод FMEA процесса является частью метода FMEA системы процесса. Он может быть также взаимосвязан с методом FMEA конструкции и вытекать из него. В рамках классического метода FMEA процесса рассматриваются отказы, касающиеся отдельных этапов процесса, а также зависимые отказы на основании предшествующих этапов процесса и отказов элементов изделия. К оцениваемым последствиям могут относиться как последующие этапы процесса, так и характеристики продукции. Анализируют все особенности конструкции относительно спланированного технологического процесса (изготовления и контроля) и определяют соответствие изготовления требованиям чертежей и перечню обязанностей исполнителей. Здесь 12

29

Возможное последствие отказа К

2

1

3

4

п

5

Меры по обнаружению

6

Кн

7

Возможная причина отказа

8

Меры по предупреждению

Функция:

Отдел Возможный дефект

Элемент системы

Ответственный

Номер отказа

FMEA – системы (идентификация продукта или процесса)

Фирма

Таблица 5 - Бланк FMEA

9

Ко

10

Кр

11

Исполнитель Срок исполнения

Дата

Страница__ Всего страниц__

Регист рационный номер

План FMEA

Методика выполнения FMEA FMEA конструкци

Деталь/ операция

FMEA процесса

Функция/цель Причина отказа

Вид отказа

Последствия отказа

Принятые меры для Предупреждение причин отказа Вероятность возникновения "Ко"

Обнаружение отказа на предприятии

Ограничения последствий отказа

Вероятность пропуска отказа "Кн"

Тяжесть последствий "Кп"

Коэффициент риска Кр=КпКнКо

Кр <Крп

да

Кр=КпКнКо;

нет Меры по улучшению качества Коэффициент риска после улучшения Кр Выбор мероприятий при Кр <Крп

Реализация мероприятий

конец

28

конец

1 Подготовка и планирование: • планирование. Постановка целей и задач; • уточнение состава рабочей группы 2 Функциональный анализ. 3 Анализ потенциальных отказов: • виды потенциальных отказов; • последствия отказов; • меры по обнаружению; • причины отказов; • меры по избежанию причин отказов. 4 Оценка достигнутого состояния: • вероятность возникновения отказа - показатель "Ко"; • вероятность обнаружения отказа - показатель "Кн"; • тяжесть последствий дефекта - показатель "Кн"; • коэффициент риска • сравнение Кр с Крп. 5 Улучшение качества: • после идей улучшения качества (рабочей группы); • возможные мероприятия по улучшению; 6 Анализ и выбор мероприятий по улучшению: • определение Ко, Кн, Кн; • число риска "Кр"; • анализ затрат и сроков; • выбор мероприятий по улучшению; • указание ответственный и сроков выполнения. 7 Реализация выбранных мероприятий: • реализация мероприятий; • актуализация FMEA.

Рисунок 8 – Методика и рабочий план FMEA

ключевой вопрос: "Как отказы и сбои в процессе могут повлиять на продукцию, эффективность процесса или безопасность?" FMEA процессов используется при планировании процесса и его организации с учетом требований проектировщиков и конструкторов, заложенных в технической документации (чертежах, спецификациях и др.). Целью такого исследования является обеспечение качества продукции, воплощенного в технической документации. 1.3 Экономические основы применения метода Опыт зарубежных предприятий показывает, что ощутимые результаты от внедрения методологии FMEA появляются уже через 12-18 месяцев после начала освоения методологии, и далее обеспечивается устойчивый положительный эффект на рисунке 5 приведено типовое соотношение затрат и выгод от применения FMEA-методологии. Следует отметить, что в приведенных графиках учтены затраты на обучение и дополнительное время работы высококвалифицированных специалистов в FMEA- командах. В России эти затраты существенно ниже, поэтому эффект должен быть ещё большим [5].

выгода

затраты 0

1

2

3

4

годы

Рисунок 5 - Соотношение затрат и выгод от применения FMEA-методологии 13

Экономические расчеты по эффективности применения метода FMEA должны учитывать следующие положительные факторы: • предупреждение дефектов в конструкции и технологии; • исключение отзыва продукции из-за пропущенных ошибок, снижение опасности обратного отзыва изделий за счет систематического отслеживания возникновения ошибок; • распознавание слабых мест, повышение эффективности системы качества; • систематический анализ современных достижений (ноухау) для избежания повторных дефектов; • выполнение требований заказчика, сохранение и повышение конкурентоспособности, а также авторитета (имиджа) фирмы; • информированность сотрудников, лучшее понимание задач и осознание необходимости качества - мотивация качественного труда; • исключение кризисной ситуации; • сокращение сроков проектирования, уменьшение объемов дорогостоящих испытаний; • планирование на ранних стадиях средств производства и контроля, оптимизация использования всех ресурсов; • ослабление влияния "барьеров" между службами. Следует иметь в виду, что первоначальное использование метода FMEA требует значительных затрат. Только при достаточном накоплении опыта применения и статистических данных по причинам нарушения работоспособности и вероятности их проявления, затраты не только быстро окупаются, но и дают значительный экономический эффект соотносительно упомянутого выше "Правила десяти". Имеется опыт сокращения затрат на проведение FMEA при помощи классификации анализируемых элементов на типовые (стандартные) и специфические. Типовые элементы конструкции или процесса с основными функциями повторяются при создании новой продукции и процессов или их модернизаций. Типовые элементы при FMEA конструкции имеют название, напри14

Важнейшим этапом анализа характера и последствий отказа является проведение целенаправленных мероприятий по предупреждению дефектов. Эти мероприятия должны вести к одному из следующих результатов; • избежанию причин отказов; • снижению вероятности появления отказа (что возможно вследствие изменения конструкции или процесса, например, включение в конструкцию запасных параллельных элементов, выбор другого материала или термообработки); • снижению влияния первопричины на появление отказа и тяжесть его последствий (что возможно благодаря изменению конструкции, например, снижение вибраций по отношению к предельному уровню возможно при включении упругого элемента в трансмиссию машины, что позволяет в несколько раз уменьшить динамические нагрузки); • повышению вероятности обнаружения отказа на предприятии до момента поставки продукции потребителю (обычно это достигается изменением конструкции и процесса, а также в результате совершенствования мероприятий по обнаружению дефектов). Методика и рабочий план проведения FMEA отдельного элемента исследуемого объекта приведены на рисунке 8. Анализ производится при заполнении формуляра в виде таблицы 5. Следует отметить, что применяется несколько видов формуляров. В некоторых формулярах объединяют расчет коэффициента риска для первоначального варианта конструкции или процесса и затем после его улучшения. Здесь рекомендуется использовать формуляр, который применяется отдельно для первоначальных и последующих измененных вариантов. Такой формуляр находит все большее применение и отвечает требованиям системного подхода. В головной части формуляра последовательно в графах трех строк указывают следующее: • предприятие (фирма) и название анализируемого продукта или процесса; • регистрационный номер формуляра; • ответственный исполнитель; 27

Ко 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1

ррm

0 1

100

1000

10000

100000

250000

1000000

Рисунок 7 - Зависимость Ко от вероятности отказа, выраженной числом ррm (числом отказов на один миллион изделий) Каждый из этих трех коэффициентов может иметь числовые значения в пределах от 1 до 10, поэтому коэффициент риска Кр колеблется от 1 до 1000. Следует обращать внимание на устранение тех причин, которые характеризуются наибольшими значениями коэффициента риска. Обычно считают опасными причины при Кр > Крп=100 (150), (где Крп- принятое на предприятии предельное значение Кр). Однако нужно также иметь в виду, что часто оценка бывает субъективна, и вывод о необходимости только, чтобы было Кр>Крп дезориентирует. Некоторые фирмы (например, немецкая фирма BOSCH) считают, что если хотя бы один из коэффициентов Ко, Кн или Кт имеет значение равное 10, то при любом значении обобщенного коэффициента риска Кр следует проводить анализ FMEA. Правильным может быть только подход, при котором все приведенные причины дефектов проверяются на возможность проведения мероприятий по их устранению. При этом в связи с затратами ориентируются на убывающую величину Кр, т.е. Кр устанавливает приоритет последовательности необходимых мероприятий. 26

мер: зубчатые передачи, подшипники, муфты и другие. При этом FMEA процесса составляется независимо от вида продукта для типового (стандартного) этапа работы. Анализ типовых элементов в обобщенном виде не содержит оценки риска, которая производится лишь для конкретных условий и дополняет стандартные разработки. При пользовании типовыми элементами необходимо при рассмотрении конкретной продукции или процесса дополнительно иметь описания специфических требований и условий работы, которые потребуются при числовой оценке показателей риска.

15

2 Процедура FMEA 2.1 Подготовка и планирование проведения FMEA Метод FMEA, хотя и формализован, требует творческого подхода, знаний и опыта. 2.1.1 Планирование. Постановка целей и задач Предприятия, берущие за основу деятельности современные методы обеспечения качества и конкурентоспособности, обычно имеют в службе "Управления качеством" специально подготовленного координатора, наделенного полномочиями по определению места и задач проведения FMEA, планированию и координации проектов FMEA, обеспечению методическими указаниями и решению вопросов проведения соответствующего обучения. При этом рекомендуется [4] следующая схема. РУКОВОДСТВО ПРЕДПРИЯТИЯ Руководство по управлению качеством Служба управления качеством

Координатор FMEA

16

Руководство разработками

Проектноконструкторские отделы

Руководство производством

Производственные отделы

Модератор FMEA

Модератор FMEA

Рабочие группы

Рабочие группы

Рисунок 6 - Иерархическая схема участников работ по организации и проведению FMEA

Таблица 4. Коэффициент Ко, учитывающий вероятность Ро возникновения причины отказа Значение последствий отказа Вероятность близка к нулю Очень незначительная вероятностью. Конструкция в общем соответствует прежним проектам, при применении которых наблюдалось сравнительно незначительное количество отказов. Процесс статистически стабилен при Ср(и Срк)=1-1,3. Доля дефектов при контроле качества составляет Незначительная вероятность. Конструкция в общем соответствует проектам, применение которых привело к появлению небольшого числа отказов. Технология сопоставима с прежней, при которой в незначительном объеме появляются дефекты. При коэффициенте Ср более, чем 0,85 доля дефектов в пределах Средняя вероятность. Конструкция в общем соответствует проектам, применение которых в прошлом всегда вызывало трудности. Процесс сопоставим с прежним, который часто приводил к дефектам Высокая вероятность. Конструкция - ненадежна. Требования к проекту учтены незначительно (менее 50%). Процесс - нестабилен. Можно почти с уверенностью сказать, что дефекты появятся в значительном количестве

Вероятность отказов/ дефектов РО %

Показатель

менее 0,00001 1

0,00001 <Ро<Д0005 0,00001 <Ро<Д0005

2-3

0,0005<Ро.< 0,5 0,0005<Ро<; 0,5

4-6

0,5<Ро<5

7-8

Рп>5

9-10

25

Таблица 3. Коэффициент Кн, учитывающий вероятность Рн, невыявления отказа или его причины Значение последствий отказа Близкая к нулю. Возникающие отказы или причины отказов явно распознаются (например, отсутствие отверстия для сборки) Очень маленькая. Выявление возникающих отказов или причин отказов очень вероятно, например, с помощью большого количества независимых друг от друга испытаний/ технологических проверок (автоматический сортировочный контроль одного признака) Небольшая. Выявление возникающих отказов или причин отказов вероятно; проводимые испытания/ технологические проверки относительно достоверны Умеренная. Выявление возникающих отказов или причин отказов менее вероятно; проводимые испытания/ технологические проверки недостаточно достоверны (традиционный контроль - выборочный контроль, эксперименты, тесты) Высокая. Выявление возникающих отказов или причин отказов весьма затруднительно; проводимые испытания / технологические проверки очень неэффективны (например, контроль ручным способом, т.е. зависимость от персонала; признак распознается с трудом - неправильно выбран материал) Очень высокая. Возникающие отказы или причины отказов выявить нельзя: технологические проверки не проводятся (например: нет доступа, нет возможности для контроля, срок службы)

24

Вероятность невыявления РН %

Показатель

не более 0,01

1

не более 0,1

2-3

не более 0,3

4-5

не более 2

6-7

не более 10

8-9

более 10

10

2.1.2 Формирование рабочей группы и подготовка к работе Формирование рабочей группы. В практических условиях анализ по методу FMEA производится при групповой работе с участием сотрудников заинтересованных служб и отделов: планирования, проектного, конструкторско- технологического, производственного, управления качеством, экспериментального и др. Для эффективной работы число участников обычно не должно превышать 4-5 человек. Ответственность проведения FMEA лежит на том отделе, который непосредственно разрабатывает анализируемый объект; например, ответственность за анализ системы лежит на проектном отделе, конструкции - на представителе проектного или конструкторского отдела (разработчике рассматриваемой конструкции), процесса - производственного или технологического отделов. Желательно также приглашать представителей со стороны. При анализе действующих производственных процессов бывает также полезно объединение в группу участников, выполняющих отдельные операции. Рабочие группы могут в процессе работы расширяться для выполнения специальных задач. Каждый из участников привносит в групповую работу свои профессиональные знания и опыт в той сфере, которую охватывает служба, командировавшая его для участия в FMEA. Но для успешной работы группы бывает, необходим специалист, который может быть имеет менее глубокие знания по отдельным инженерным направлениям, по сравнению со специалистами соответствующих служб, но зато обладает опытом и знаниями в организации проведения самого анализа. Такого специалиста называют модератором. Модератор участвует в планировании проектов FMEA, подготавливает, организует, целенаправленно координирует и активизирует работу группы; оценивает и представляет результаты работы группы; информирует участников по запланированным и уже проведенным FMEA; берет на себя программное и компьютерное обеспечение. Модератор может участвовать в работе нескольких групп. Модератор обычно под17

чинен отделу - разработчику исследуемого объекта (рисунок 6). Как уже упоминалось ранее, ответственным исполнителем проекта FMEA является тот отдел (специалист, представляющий его), который разрабатывает исследуемый объект. В таблице 1 приведен примерный состав групп в зависимости от вида FMEA. Таблица 1. Примерный состав рабочих групп FMEA FMEA FMEA FMEA системы конструкции процесса Модератор

Модератор

Модератор

Разработчик системы

Разработчик системы

Техническая служба

Конструкторский отдел

Конструкторский отдел

Конструкторский отдел

Представитель заказчика

Подготовка производства

Подготовка производства

Эксплуатация

Эксплуатация

Производство

Сбыт

Управление качеством

Управление качеством

Обозначения:

18

- на постоянной основе; - ответственный; - временно

Таблица 2. Коэффициент Кп, учитывающий значение последствий отказов для заказчика (внутреннего/внешнего) Значение последствий отказа Показатель Вероятность, близкая к нулю, что дефект может иметь какие - либо ощутимые последствия. Видимое воздействие на функцию или на дальнейшее выполнение операций процесса невозможно Незначительное влияние на функции системы или дальнейшее выполнение операций процесса (второстепенное несоответствие). Потребитель, вероятно, заметит лишь незначительную неисправность системы. Умеренное влияние. Вызывает недовольство потребителя. Функции системы или дальнейшему выполнению операций процесса нанесен ущерб (значительное несоответствие). Существенное влияние. Существенные функции системы полностью выпадают, или промежуточный продукт не поддается дальнейшей обработке (значительное несоответствие). Несоответствие вызывает досаду потребителю, но безопасность или соответствие законам здесь не затрагиваются. Очень существенное влияние. Тяжелые последствия отказа, ведущие к остановке производства. Критическое. Отказ угрожает безопасности (опасность для жизни и здоровья людей) и противоречит законодательным предписаниям.

1

2-3

4-6

7-8

9 10

23

системы. То есть, цель FMEA - оценка системы или проекта системы в отношении отказа отдельных компонентов и их взаимосвязей. 2.3 Анализ потенциальных отказов и оценка достигнутого уровня качества рассматриваемого объекта Анализ характера и последствий отказов производится с использованием приоритетного коэффициента риска Кр = КпКнКо, (1) который показывает, какие возможные отказы (и их причины) являются наиболее существенными (относительный приоритет отдельных отказов/причин), а, следовательно, по каким из них следует принимать предупреждающие меры в первую очередь. Анализ производится с использованием коэффициентов, принимающих во внимание все три указанные важнейшие факторы влияния на качество продукции. К этим коэффициентам относятся [4]: Кп - коэффициент, учитывающий значение последствий отказов (тяжесть последствий проявления причин отказов) для потребителя (таблица 2). Потребителем конструкции всегда является конечный потребитель (покупатель). При анализе процесса потребителем считают того, кто принимает результат предыдущего этапа (и, в конце концов, конечного потребителя). Кн - коэффициент, учитывающий вероятность Рн, с которой отказ или его причина не могут быть обнаружены до возникновения последствий непосредственно у потребителя (таблица 3). Нужно отметить, что вероятность пропуска (необнаружения) причины численно равна среднему выходному уровню дефектности. Ко - коэффициент, учитывающий вероятность Ро отказа. Обычно Ро=1- Р6, где Рб - вероятность отсутствия отказа (таблица 4 или рисунок 7, если вероятность отказа выражена в ррm). При определении Ро исходят из того, что отказ не обнаружится до тех пор, пока потребитель не начнет пользоваться изделием. 22

При формировании групп разных видов и ступеней анализа соблюдается определенная преемственность участия специалистов, например, при анализе конструкций и процесса привлекается разработчик продукции - конструктор. Обучение участников группы методике проведения FMEA. Желательно начинать с информационного семинара для руководства. Отдельные семинары желательно организовать для модераторов и координаторов, а затем уже провести семинар для участников рабочей группы. Сбор и изучение материалов, необходимых для проведения анализа. К материалам, собираемым рабочей группой, обычно относят: • чертежи, спецификации; • технологические схемы; • цели качества по данному виду продукции; • список важнейших проблем управления качеством; • технические требования к системе; • данные о взаимозависимостях; • законодательные документы, нормы, требования техники безопасности; • протоколы, карты сбора информации, планы ввода; • описания функций; • информацию о проблемах самой продукции, применяемых методов, материалах; • информацию о сравнимых видах продукции, выпускаемых предприятием; • планы проведения контроля сравнимых видов продукции; • каталоги с описанием причин, видов несоответствий и их последствий; • перечень принятых мероприятий по предупреждению несоответствий и контрольных мероприятий; • перечень критериев возникновения отказов, их значений, частоты появления; • отчеты о проведенных экспериментах; • формуляры FMEA, расчетные программы. 19

Безусловно, к каждому виду анализа какого-либо объекта требуются не все перечисленные документы и материалы, а иногда и другие дополнительные сведения. Если в качестве процесса рассматривается испытание продукции, то каждый участник по анализу планирования испытаний должен иметь документацию в виде предварительных схем испытаний и информацию обо всех методах испытаний, испытательных средствах и объемах испытаний. При планировании производства и сборе материала учитывают также те обстоятельства, когда участникам группы придется принимать решения по всем технологическим ступеням и операциям, а также по используемым рабочим средствам. Если предприятие впервые начинает применять FMEA, то некоторых из перечисленных материалов может вообще не оказаться. Но так как без них невозможно провести анализ и поиск потенциальных причин отказов, а также обеспечить в целом конкурентоспособность продукции и жизнеспособность предприятия, то необходимо организовать сбор требуемой информации по прошлому опыту работы и предусмотреть систематическое его пополнение. Этому, кстати, и поможет регулярное применение метода FMEA. 2.2 Структурирование и функциональный анализ Для проведения анализа необходимо рассматривать состояние объекта как исходную ситуацию. При этом предполагается, что все его компоненты исправны. Если важно несколько состояний объекта (вследствие различных функций при определенной эксплуатации), то соответственно проводится раздельный анализ. Метод FMEA предусматривает обязательную структуризацию объекта с определением и анализом выполняемых им функций. Детализация объекта (иерархическое деление объекта по функциональным признакам на системы, подсистемы и т.д.) позволяет наиболее точно учесть функциональные признаки рабо20

ты объектов и грамотно использовать накопленный опыт работы. Нужно иметь четкую ясность в отношении технических функций каждой системы и подфункций её элементов. При анализе конструкции выделяют узлы, подузлы и детали, а процессов - отдельные этапы работы. Важными являются те функции, которые переносят рассматриваемый элемент на расположенную выше по иерархии систему. Таким образом, здесь необходимо проведение анализа комплексной системы, FMEA системы конструкции, FMEA конструкции и FMEA системы процесса/процесса. При использовании анализа характера и последствий отказов для процессов главным является деятельность. Необходимо точное описание отдельных рабочих операций со всеми требуемыми ступенями в порядке их выполнения и выделение всех элементов (например, насосов, клапанов и др.), которые влияют на качество производства. Если обслуживающий персонал в ходе процесса выполняет определенные функции, то эту деятельность в сфере анализа последствий отказов нужно рассматривать как часть системы (компонент, элемент). Выполняемые персоналом функции (например, управление процессом, транспортным средством) должны исследоваться отдельно с точки зрения таких отказов, как: задание не выполняется, выполняется по несоответствующей инструкции, выполняется до/после установленного срока, выполняется неправильно и др. Разбив объект по иерархическим уровням, его затем рассматривают как многоуровневую структуру. В соответствии с принципом приоритета необходимо оценить качество объекта на каждом из уровней, начиная с верхнего и кончая нижним. При этом может выясниться, что некоторые из подсистем или компонентов уже анализировались методом FMEA , поэтому повторение анализа для них становится ненужным. Анализ исходит из отказов отдельных компонентов, а не из комбинации отказов. Анализ дает картину всех возможных отказов системы на основе отказов отдельных компонентов, причем комбинации отказов не рассматриваются (детально комбинации отказов исследуются путем анализа графа дефектов). Метод не дает количественного значения надежности рассматриваемой 21