8. Методики повышения качества разрабатываемых объектов и организации работы

8.1 Метод анализа видов и последствий потенциальных дефектов (fmea)

Метод анализа видов и последствий потенциальных дефектов (FMEA – Potential Failure Mode and Effects Analysis) – это эффективный инструмент повышения качества разрабатываемых технических объектов, направленный на предотвращение дефектов или снижение негативных последствий от них. Это достигается благодаря предвидению дефектов и (или) отказов и их анализу, проводимому на этапах проектирования конструкции и производственных процессов. Метод может быть также использован для доработки и улучшения конструкций и процессов, запущенных в производство.

Метод FMEA позволяет проанализировать потенциальные дефекты, их причины и последствия, оценить риски их появления и не обнаружения на предприятии и принять меры для устранения или снижения вероятности и ущерба от их появления. Это один из наиболее эффективных методов доработки конструкции технических объектов и процессов их изготовления на таких важнейших стадиях жизненного цикла продукции, как ее разработка и подготовка к производству.

На этапе доработки конструкции технического объекта перед утверждением конструкции или при улучшении имеющейся конструкции методом FMEA решают следующие задачи:

- определение «слабых» мест конструкции и принятие мер по их устранению;

- получение сведений о риске отказов предложенного и альтернативных вариантов конструкции;

- доработка конструкции до наиболее приемлемой с различных точек зрения: технологичности, удобства обслуживания, надежности и т.д.;

- сокращение дорогостоящих экспериментов.

На этапе доработки производственного процесса перед его запуском или при его улучшении методом FMEA решают следующие задачи:

- обнаружение «слабых» мест технологических процессов и принятие мер по их устранению при планировании производственных процессов;

- принятие решений о пригодности предложенных и альтернативных процессов и оборудования при разработке технологических процессов;

- доработка технологического процесса до наиболее приемлемого с различных точек зрения, а именно: надежности, безопасности для персонала, обнаружения потенциально дефектных технологических операций и т.д.;

- подготовка серийного производства.

Метод FMEA рекомендуется применять при изменении условий эксплуатации технического объекта, требований заказчика, при модернизации конструкций или технологических процессов и т.п.

Метод FMEA может применяться также при принятии решений в отношении несоответствующей продукции (материалов, деталей, комплектующих изделий) в экономически обоснованных случаях.

Метод FMEA описан в стандарте ГОСТ Р 51814.2 – 2001 «Системы качества в автомобилестроении. Метод анализа видов и последствий потенциальных дефектов».

Необходимо отметить что, метод FMEA может быть с успехом использован в любых отраслях промышленности, заинтересованных в улучшении качества разработок конструкций и технологических процессов

Виды FMEA

Метод FMEA может быть разделен на два вида:

- анализ видов и последствий потенциальных дефектов конструкции (DFMEA или FMEA – конструкции), который проводят на этапе разработки конструкции технического объекта после окончания разработки. FMEA – конструкции позволяет предотвратить запуск в производство недостаточно отработанной конструкции, помогает улучшить конструкцию технического объекта и заранее предусмотреть необходимые меры в технологии изготовления, предупреждая появление и (или) снижая комплексный риск дефекта;

- анализ видов и последствий потенциальных дефектов производственного процесса (РFMEA или FMEA – процесса), который проводят после окончания разработки процесса производства. FMEA – процесса позволяет предотвратить внедрение в производство недостаточно отработанных процессов.

Цели проведения FMEA

FMEA проводят с целью анализа и доработки конструкции технического объекта, производственного процесса, правил эксплуатации, технического обслуживания и ремонта технического объекта для предупреждения возникновения и (или) ослабления тяжести возможных последствий его дефектов и для достижения требуемых характеристик безопасности, экологичности, эффективности и надежности.

Принципы применения метода FMEA

Командная работа. Метод FMEA осуществляется силами специально подобранной межфункциональной команды специалистов (экспертов). В команду должны входить: конструктора, технологи, специалисты по эксплуатации и ремонту и др.

Иерархичность. Для сложных технических объектов или процессов их изготовления анализу подвергается как объект или процесс в целом, так и их составляющие; дефекты составляющих рассматриваются по их влиянию на объект (или процесс), в который они входят.

Итеративность. Анализ повторяют при любых изменениях объекта или требований к нему, которые могут привести к изменению комплексного риска дефекта.

Регистрация результатов проведения FMEA. Результаты проведения FMEA и решения о проведении необходимых изменений и действий должны быть зафиксированы в отчетных документах. Необходимые изменения и действия, указанные в отчетных документах по FMEA, должны быть отражены в соответствующих документах действующей на предприятии системы качества.

Задачи, решаемые при проведении FMEA

Определение видов потенциальных отказов

Некоторые типовые виды отказов конструкции:

Трещина	Слишком быстрое разъединение	Непередача вращения
Деформация	Прерывающийся сигнал	Отсутствие опоры
Заедание	Электромагнитные помехи	Резкое включение
Разрушение	Деформация	Недостаточный сигнал
Пробуксовка	Утечка	Отсутствие сигнала
Недостаточная опора	Окисление	Смещение и др.

Некоторые типовые виды отказов производственного процесса:

Изгиб	Поломка	Заземление
Затвердевание	Деформация	Разрыв цепи
Задир	Загрязнение	Короткое замыкание
Повреждение от прикосновения	Неправильная установка	Износ Инструмента
Неверная маркировка	Отверстие смещено	Узкое отверстие
Отверстие слишком глубокое	Отверстие отсутствует

- Составляют перечень всех потенциально возможных видов дефектов технического объекта или процесса его производства, при этом учитывают:

- опыт изготовления и испытаний аналогичных объектов;

- опыт реальных действий и возможных ошибок персонала в процессе производства, эксплуатации, при техническом обслуживании и ремонте аналогичных технических объектов.

- Определяют балл (ранг) значимости (S) каждого из потенциально возможных видов дефектов технического объекта или процесса его производства по его возможным последствиям.

- Определяют причины возникновения каждого потенциального дефекта и оценивают балл (ранг) вероятности возникновения (О) каждой причины потенциального дефекта в соответствии с предлагаемыми конструкцией и процессом изготовления, а также в соответствии с предполагаемыми условиями эксплуатации, обслуживания и ремонта.

- Определяют балл (ранг) вероятности обнаружения (D) дефекта, при этом оценивают достаточность предусмотренных в технологическом цикле операций, направленных на предупреждение дефектов в эксплуатации, и достаточность методов предотвращения дефектов при техническом обслуживании и ремонте; количественно оценивают возможность предотвращения дефекта путем предусмотренных операций по обнаружению причин дефектов на стадии изготовления объекта и признаков дефектов на стадии эксплуатации объекта.

- Рассчитывают приоритетное число риска (ПЧР) каждого дефекта (с его причиной). При высоком ПЧР ведут доработку конструкции и производственного процесса, а также требований и правил эксплуатации с целью снижения критичности данного дефекта.

ПЧР рассчитывают по формуле:

ПЧР = S х О х D.

Баллы (ранги) значимости (S), вероятности возникновения причины (О), вероятности обнаружения дефекта (D) определяют при помощи таблиц для FMEA – конструкции и FMEA – процесса, которые приведены в ГОСТ Р 51814.2 – 2001.

Ранги значимости, вероятности возникновения и вероятности обнаружения имеют значения от 1 для наименее значимых дефектов, величин вероятности возникновения и вероятности обнаружения до 10 – для наиболее значимых.

Для дефектов, имеющих несколько причин, определяют соответственно несколько ПЧР. Каждое ПЧР может иметь значение от 1 до 1000.

На предприятии для ПЧР должна быть заранее установлена критическая граница (ПЧРгр) в пределах от 100 до 125.

Для каждого дефекта/причины с ПЧР > ПЧРгр команда должна выработать меры для его снижения путем доработки конструкции и (или) производственного процесса.

После того, как действия по доработке определены, необходимо повторить процедуру FMEA для нового варианта конструкции и (или) производственного процесса, чтобы убедиться, что новое значение ПЧР < ПЧРгр.

По окончании процедуры FMEA требуется обязательно оформить протокол, рекомендуемая форма которого приведена в приложении 15 и выполнить корректирующие и предупреждающие действия, намеченные в результате проведения FMEA - анализа. Только в этом случае можно оценить результативность и эффективность FMEA.