Fmea анализ

Введение

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 ставится вопрос не просто поддержания определенного, пусть и достаточно высокого, уровня качества, а удовлетворенность потребителя.

Серьезная работа по повышению  деловой культуры, которая необходима для общего подъема качества во всех звеньях, во многом касается технологий разработки и подготовки производства продукции. Для того, чтобы снизить  затраты, учесть в большей степени  пожелания потребителей и сократить  сроки разработки и выхода на рынок  продукции, применяют специальные  технологии разработки и анализа  разработанных изделий и процессов:

1. технологию развертывания функций качества (QFD - Quality Function Deployment), которая представляет из себя технологию проектирования изделий и процессов, позволяющую преобразовывать пожелания потребителя в технические требования к изделиям и параметрам процессов их производства;
2. функционально - стоимостный анализ (ФСА) - технологию анализа затрат на выполнение изделием его функций; ФСА проводится для существующих продуктов и процессов с целью снижения затрат, а также для разрабатываемых продуктов с целью снижения их себестоимости;
3. FMEA - анализ (Failure Mode and Effects Analysis) - технологию анализа возможности возникновения и влияния дефектов на потребителя; FMEA проводится для разрабатываемых продуктов и процессов с целью снижения риска потребителя от потенциальных дефектов;
4. функционально - физический анализ (ФФА) - технология анализа качества предлагаемых проектировщиком технических решений, принципов действия изделия и его элементов; ФФА проводится для разрабатываемых продуктов и процессов.

При внедрении систем качества по стандартам ИСО 9000 требуется, чтобы  производитель внедрял методы анализа  проектных решений, причем такому анализу  должны подвергаться как входные  данные проекта, так и выходные. Поэтому  предприятия, создающие или развивающие  системы качества, обязательно применяют  либо типовые технологии анализа (ФСА, FMEA, ФФА), либо используют собственные  технологии с аналогичными возможностями. Использование типовых технологий предпочтительно, поскольку результаты понятны не только производителю, но и потребителю, и в полной мере выполняют функцию доказательств  качества.

Глава 1.

Функционально - стоимостной анализ (ФСА)

 ФСА начал активно  применяться в промышленности  начиная с 60-х годов, прежде  всего в США. Его использование  позволило снизить себестоимость  многих видов продукции без  снижения ее качества и оптимизировать  затраты на ее изготовление. ФСА  остается и по сей день одним из самых популярных видов анализа изделий и процессов. ФСА является одним из методов функционального анализа технических объектов и систем, к этой же группе методов относятся ФФА и FMEA. Все виды функционального анализа основываются на понятии функции технического объекта или системы - проявлении свойств материального объекта, заключающегося в его действии (воздействии или противодействии) по изменению состояния других материальных объектов. При проведении ФСА определяют функции элементов технического объекта или системы и проводят оценку затрат на реализацию этих функций с тем, чтобы эти затраты, по возможности, снизить. Проведение ФСА включает следующие основные этапы:

1-й этап:  этап последовательного  построения моделей объекта ФСА  (компонентной, структурной, функциональной); модели строят или в форме  графов, или в табличной (матричной)  форме; 

2-й этап: этап исследования  моделей и разработки предложений  по совершенствованию объекта  анализа. 

 Эти же этапы характерны  и для других методов функционального  анализа - ФФА и FMEA.

Рисунок 1: Схема процесса ФСА

 На рис.1 представлена  общая схема процесса ФСА. Нужно  отметить, что ФСА - анализ является  мощным инструментом для создания  техники и технологий, не только  обеспечивающей удовлетворение  запросов потребителя, но и  сокращающей затраты производителя.

FMEA-анализ 

FMEA - анализ в настоящее  время является одной из стандартных  технологий анализа качества  изделий и процессов, поэтому  в процессе его развития выработаны  типовые формы представления  результатов анализа и типовые  правила его проведения.

Этот вид функционального  анализа используется как в комбинации с ФСА или ФФА - анализом, так  и самостоятельно. Он позволяет снизить  затраты и уменьшить риск возникновения  дефектов. FMEA - анализ, в отличии от ФСА, не анализирует прямо экономические показатели, в том числе затраты на недостаточное качество, но он позволяет выявить именно те дефекты, которые обуславливают наибольший риск потребителя, определить их потенциальные причины и выработать корректировочные мероприятия по их исправлению еще до того, как эти дефекты проявятся и, таким образом, предупредить затраты на их исправление.

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:

1. процессов производства продукции;
2. бизнес - процессов (документооборота, финансовых процессов и т.д.);
3. 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.

Технология проведения FMEA - анализа.

FMEA - анализ включает два  основных этапа: 

1. этап построения компонентной, структурной, функциональной и потоковой моделей объекта анализа; если FMEA-анализ проводится совместно с ФСА или ФФА - анализом (на практике обычно именно так и происходит), используются ранее построенные модели;
2. этап исследования моделей, при котором определяются:
1. 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);
2. потенциальные причины дефектов. Для их выявления могут быть использованы диаграммы Ишикавы, которые строятся для каждой из функций объекта, связанных с появлением дефектов;
3. 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;
4. 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.;
5. параметр тяжести последствий для потребителя В. Это - экспертная оценка, проставляемая обычно по 10-ти балльной шкале. Наивысший балл проставляется для случаев, когда последствия дефекта влекут юридическую ответственность;
6. параметр частоты возникновения дефекта А. Это - также экспертная оценка, проставляемая по 10-ти балльной шкале, наивысший балл проставляется, когда оценка частоты возникновения составляет 1/4 и выше;
7. параметр вероятности не обнаружения дефекта Е. 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;
8. параметр риска потребителя RPZ. Он определяется как произведение В*А * Е. Этот параметр показывает, в каких отношениях друг к другу в настоящее время находятся причины возникновения дефектов. Дефекты с наибольшим коэффициентом приоритета риска (RPZ больше, либо равно 100...120) подлежат устранению в первую очередь.

Рисунок 2: Схема FMEA-анализа

Результаты анализа заносятся  в специальную таблицу (см. рис.2). Выявленные "узкие места", - компоненты объекта, для которых RPZ будет больше 100...120, - подвергаются изменениям, то есть разрабатываются корректировочные мероприятия.

Рекомендуется рассматривать "направления воздействия" корректировочных мероприятий в следующей последовательности :

1. Исключить причину возникновения дефекта. При помощи изменения конструкции или процесса уменьшить возможность возникновения дефекта (уменьшается параметр А).
2. Воспрепятствовать возникновению дефекта. При помощи статистического регулирования помешать возникновению дефекта (уменьшается параметр А).
3. Снизить влияние дефекта. Снизить влияние проявления дефекта на заказчика или последующий процесс с учетом изменения сроков и затрат (уменьшается параметр В).
4. Облегчить и повысить достоверность выявления дефекта. Облегчить выявление дефекта и последующий ремонт (уменьшается параметр Е).

По степени влияния  на повышение качества процесса или изделия корректировочные мероприятия располагаются следующим образом:

1. изменение структуры объекта (конструкции, схемы и т.д.);
2. изменение процесса функционирования объекта (последовательности операций и переходов, их содержания и др.);
3. 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 RPZ<40 или среднего риска rpz<100), разрабатываются дополнительные корректировочные мероприятия и повторяются предыдущие шаги.

По результатам анализа  для разработанных корректировочных мероприятий составляется план их внедрения. Определяется:

1. 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;
2. кто будет отвечать за проведение каждого из этих мероприятий и кто будет конкретным его исполнителем;
3. где (в каком структурном подразделении организации) они должны быть проведены;
4. из какого источника будет производиться финансирование проведения мероприятия (статья бюджета предприятия, другие источники).