Fmea анализ

В настоящее время FMEA-анализ очень широко применяется в промышленности Японии, США, активно внедряется в странах ЕС. Его использование позволяет резко сократить "детские болезни" при внедрении разработок в производство.

Функционально - физический анализ

Этот вид функционального  анализа был создан в 70-е годы в результате работ, параллельно  проводившихся в Германии (работы профессора Колера) и в СССР (работы школы профессора Половинкина). Его целью является анализ физических принципов действия, технических и физических противоречий в технических объектах (ТО) для того, чтобы оценить качество принятых технических решений и предложить новые технические решения. При этом широко используются методы:

1. эвристических приемов, то есть обобщенных правил изменения структуры и свойств ТО. В настоящее время созданы банки данных как по межотраслевым эвристическим приемам, так и по частным, применяемым в отдельных отраслях. Большой вклад в решение этой проблемы внесен советской школой изобретательства Альтшуллера;
2. анализа следствий из общих законов и частных закономерностей развития ТО. Эти законы применительно к различным отраслям промышленности установлены работами школы профессора Половинкина и др.;
3. синтеза цепочек физических эффектов для получения новых физических принципов действия ТО. В настоящее время существуют программные продукты, разработанные российскими исследователями, автоматизирующие этот процесс.

Первый этап ФФА аналогичен первому этапу ФСА или FMEA-анализа. Обычно ФФА проводится в следующей  последовательности:

1. формулируется проблема. Для ее формулировки могут быть использованы результаты ФСА или FMEA-анализа, описание проблемы должно включать назначение ТО, условия его функционирования и технические требования к ТО. Формулировка проблемы должна способствовать раскрытию творческих возможностей и развитие фантазии для поиска возможных решений в широкой области, поэтому при описании проблемы необходимо избегать специальных терминов, раскрывающих физический принцип действия и конструкторско - технологические решения, использованные в прототипе;
2. составляется описание функций назначения ТО, описание базируется на анализе запросов потребителя и должно содержать четкую и краткую характеристику технического объекта, с помощью которого можно удовлетворить возникшую потребность. Для понимания функций назначения ТО необходимо дать краткое описание надсистемы, т.е. системы, в которую входит проектируемый ТО;
3. производится анализ надсистемы ТО. К надсистеме относится и внешняя среда, в которой функционирует и с которой взаимодействует рассматриваемый ТО. Анализ надсистемы производится с помощью структурной и потоковой модели ТО, при этом целесообразно воспользоваться эвристическими приемами, например, рассмотреть, можно ли выполнить функцию рассматриваемого ТО путем внесения изменений в смежные объекты надсистемы. Нельзя ли какому-либо смежному объекту надсистемы частично или полностью передать выполнение некоторых функций рассматриваемого ТО, что мешает внесению необходимых изменений и нельзя ли устранить мешающие факторы;
4. составляется список технических требований к ТО, этот список должен базироваться на анализе требований потребителей. На этой стадии целесообразно использовать приемы описанной ниже технологии развертывания функций качества;
5. строится функциональная модель ТО обычно в виде функционально-логической схемы;
6. анализируются физические принципы действия для функций ТО;
7. определяются технические и физические противоречия для функций ТО, такие противоречия возникают между техническими параметрами ТО при попытке одновременно удовлетворить нескольким требованиям потребителя;
8. определяются приемы разрешения противоречий и направления совершенствования ТО. Для того чтобы реализовать совокупность потребительских свойств объекта, отраженных в его функциональной модели, с помощью минимального числа элементов, модель преобразуется в функционально-идеальную. Поиск вариантов технических решений часто производят с помощью морфологических таблиц.

На последнем этапе  ФФА рекомендуется строить графики, эквивалентные схемы, математические модели ТО. Важно, чтобы модель была продуктивной, т.е. позволяла найти  новые возможные решения. Приветствуется всякая инициатива и творчество. К  формированию морфологической таблицы целесообразно приступить тогда, когда появится несколько предлагаемых решений для различных функциональных элементов ТО.

Применение ФФА позволяет  повысить качество проектных решений, создавать в короткие сроки высокоэффективные  образцы техники и технологий и таким образом обеспечивать конкурентное преимущество предприятия.

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.

 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".

 Первый "кит" может  "плавать самостоятельно" в  океане качества. Любой дефект (отказ)  рассматриваемого изделия (или  узла) может быть достаточно полно  охарактеризован всего тремя  критериями:

1. значимостью, измеряемой с точки зрения тяжести последствий данного отказа;
2. относительной частотой (вероятностью) появления;
3. относительной частотой (вероятностью) обнаружения данного дефекта (отказа) или его причины ещё на предприятии-изготовителе.

 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 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.

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:

1. получение сведений о риске альтернативных вариантов,
2. определение "слабых" мест конструкций и нахождение мер по их устранению,
3. сокращение дорогостоящих экспериментов.

 На этапе создания  процессов методом FMEA решаются задачи:

1. принятие решений о пригодности альтернативных процессов и оборудования при предварительном планировании и определении лучших из них;
2. обнаружение "слабых" мест и принятие мер по их устранению при планировании производства;
3. подготовка серийного производства;
4. исправление процессов серийного производства, которые оказываются нестабильными или неспособными.

Рассмотрим пример. При  эксплуатации тостера могут возникнуть следующие проблемы:

1. короткое замыкание в электрическом шнуре;
2. подгорание хлеба вне зависимости от установленного на таймере времени;
3. 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:

1. разработке новых изделий;
2. разработке новых материалов и методов;
3. изменении продукции, процесса или операции;
4. новых условиях применения существующей продукции;
5. недостаточных возможностях технологического процесса;
6. ограниченных возможностях контроля;
7. использовании новых установок, машин или инструментов;
8. высокой доле брака;
9. возникновении риска загрязнения окружающей среды, безопасности;
10. 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 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 -2008, а предприятие будет иметь стабильно высокие прибыли. Удовлетворенный потребитель является лучшим показателем качества продукции и эффективной организации работы!