Файл: Создание модели оценки качества изделий (процессов) в рамках метода FMEA-анализа.pdf

Одной из основных задач системы менеджмента качества является обеспечение выявления потенциальных несоответствий и предотвращение их появления на всех стадиях жизненного цикла продукции. Важнейшим методом решения этой задачи является анализ видов и последствий потенциальных несоответствий (FMEA). В настоящее время не менее 80% разработок технических изделий и технологий проводится с применением анализа видов и последствий потенциальных несоответствий (FMEA-методологии). Анализ видов и последствий потенциальных несоответствий широко применяется многими мировыми компаниями как для разработки новых конструкций и технологий, так и для анализа и планирования качества производственных процессов и продукции. Методология FMEA позволяет оценить риски и возможный ущерб, вызванный потенциальными несоответствиями конструкции и технологических процессов на самой ранней стадии проектирования и создания готового изделия или его комплектующих. Область применения метода охватывает все этапы жизненного цикла продукции и любые технологические или бизнес-процессы. Наибольший эффект дает применение FMEA на этапах разработки конструкции и процессов, однако и в действующем производстве метод может эффективно применяться для устранения несоответствий и их причин, не выявленных при разработке или обусловленных факторами изменчивости процессов производства. Целью данной курсовой работы является освещение метода FMEA - анализа видов и последствий потенциальных несоответствий и рассмотрение практического его применения на предприятии ООО «РОТОР».

Глава 1. Основные понятия и принципы FMEA

1. Историческая справка

Метод анализа видов и последствий потенциальных несоответствий (FMEA) представляет собой систематизированный комплекс действий, проводимых для того, чтобы: был разработан для военной промышленности США как стандарт подхода к определению, анализу и категоризации потенциально-возможных отказов. Стандарт MIL-STD-1629 "Procedures for Performing a Failure Mode, Effects and Criticality Analysis введен в действие в 1949 году. Указанный документ действует в США и по сегодняшний день. Позже, в 50-60х годах стандарт был применен в аэрокосмической промышленности для предотвращения дефектов дорогих и несерийных ракетных технологий. Разработку проекта по высадке человека на луну - "Apollo, NASA проводило с применением данного подхода. В 70х годах ХХ века методология FMEA была применена в автомобильной промышленности компанией Ford для повышения надежности и безопасности автомобилей. Компания также использовала FMEA для улучшения дизайна и производственного процесса. А с 1988 года метод начал использоваться членами "Большой Тройки. С 1993 года FMEA стал одним из требований стандартов AIAG и American Society for Quality Control. История развития FMEA показывает нам постепенное распространение на разные отрасли производства. Изначально разработка проводилась для военной промышленности, но в наши дни FMEA с успехом используется в пищевой, медицинской, автомобильной, электронной и многих других областях. Метод является одним из основных требований международных стандартов качества. FMEA интегрирован в APQP и является частью "Design Review Based on Failure Mode, применяемого Toyota. В настоящий момент на многих фирмах - и особенно в автомобильной промышленности - FMEA является составной частью системы менеджмента качества и используется как во внутренних, так и во внешних отношениях, как условие поставки комплектующих изделий.

Цели и задачи анализа FMEA

Метод анализа видов и последствий потенциальных несоответствий (FMEA) представляет собой систематизированный комплекс действий, проводимых для того, чтобы:

-выявить несоответствия продукции и процессов, а также последствия возникновения этих несоответствий, и дать им количественную оценку;

-создать ранжированный список видов и причин несоответствий для планирования корректирующих и предупреждающих действий;

-определить корректирующие и предупреждающие действия, которые могли бы устранить или снизить вероятность возникновения несоответствий;

-документировать данные по результатам анализа для накопления в базе знаний. Применение FMEA является обязательным требованием стандарта ИСО/ТУ 16949 (подразделы 7.3, 8.5) и других стандартов автомобильной, аэрокосмической и авиационной промышленности. Цель применения метода - изучение причин и механизмов возникновения несоответствий и предотвращение несоответствий (или максимальное снижение их негативных последствий), а следовательно - повышение качества продукции и сокращение затрат на устранение несоответствий на последующих стадиях жизненного цикла продукции. Своевременность является важнейшим условием эффективности метода анализа видов и последствий несоответствий. FMEA следует осуществлять либо до появления несоответствия, либо немедленно после выявления несоответствия или причин, приводящих к его появлению, чтобы не допустить последствий или максимально снизить их риск. Затраты на проведение анализа и внедрение корректирующих/предупреждающих действий при разработке процессов и подготовке производства значительно ниже, чем затраты на аналогичные действия в серийном производстве, проводимые по факту обнаружения несоответствий.

Виды FMEA-анализа

Анализ подразделяется на FMEA-анализ конструкции, FMEA-анализ процесса производства, FMEA-анализ бизнес-процессов, FMEA-анализ процесса эксплуатации. Объектами^[1] FМЕА-анализа могут быть:

-конструкция изделия (FMEA-анализ конструкции);

-процесс производства продукции (FMEA-анализ процесса производства);

-бизнес-процессы (документооборот, финансовые процессы и т. д.) (FMEA-анализ бизнес-процессов);

-процесс эксплуатации изделия (FMEA-анализ процесса эксплуатации).

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. конструкции помогает процессу разработки, понижая риск отказов за счет:

-помощи при объективной оценке требований и альтернатив конструкции;

-помощи в начальной разработке требований для изготовления и сборки;

-повышения вероятности того, что виды потенциальных отказов и их последствия для действия системы и транспортного средства будут рассмотрены в процессе конструирования/разработки;

-предоставления дополнительной информации в помощь при планировании глубокого и эффективного испытания конструкции и программ развития;

-разработки списка видов потенциальных отказов, ранжированных соответственно их влиянию на «потребителя», чем устанавливается система приоритетов для улучшения конструкции и программ испытаний;

-создания открытой формы для рекомендаций и прослеживания действий, снижающих риск;

-обеспечения рекомендаций для будущего, помогающих при анализе совокупности требований, оценивании изменений конструкции и при разработке перспективных конструкций. FMEA-анализ процесса производства производится у изготовителя ответственными службами планирования производства, обеспечения качества или производства с участием соответствующих специализированных отделов изготовителя и, при необходимости, потребителя. Проведение FMEA-анализа 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 процесса производства и сборки путем внесения изменений в план процесса для технологических действий с повышенным риском. FMEA-анализ бизнес-процессов производится в подразделениях, выполняющих данный бизнес-процесс. В проведении анализа, кроме представителей этих подразделений, обычно принимают участие представители службы обеспечения качества, представители подразделений, являющихся внутренними потребителями результатов бизнес-процесса и подразделений, участвующих в выполнении этапов бизнес-процесса. Целью этого вида анализа является обеспечение качества выполнения запланированного бизнес-процесса. Выявленные в ходе анализа потенциальные причины дефектов и несоответствий позволят определить причину неустойчивости системы. Выработанные корректирующие мероприятия должны обязательно предусматривать внедрение статистических методов, в первую очередь для тех операций, где выявлен повышенный риск. FMEA-анализ процесса эксплуатации. Каждый потенциальный вид отказа для продукта или процесса оценивается по трем критериям по шкале от 1 до 10 вероятность того, что что-то выйдет из строя (1 -маловероятно; 10 - почти наверняка), возможность обнаружения отказа (1 - обнаружение вероятно; 10 - обнаружение маловероятно), опасность отказа (1 - влияние незначительно; 10 - чрезвычайное влияние). При перемножении трех установленных в результате анализа значений по каждому потенциальному отказу получается комбинированный коэффициент, известный как число приоритетности риска (Risk Priority Number - RPN). Каждое RPN может иметь значение от 1 до 1000. Заранее установленное максимально приемлемое значение RPN по данному потенциальному отказу (как правило, не выше 100) является критическим значением RPN. По потенциальным отказам, имеющим значение RPN выше критического разрабатываются необходимые мероприятия по минимизации риска их появления.

1.4 Основные принципы FMEA

Применение метода анализа видов и последствий потенциальных несоответствий основано на следующих принципах^[2]:

-Командная работа. FMEA проводится силами специально подобранной многофункциональной команды экспертов. Эффективность анализа напрямую зависит от профессионального уровня, практического опыта и согласованности действий специалистов.

-Иерархичность. Для сложных изделий, процессов и процессов изготовления сложных технических объектов анализу подвергается как изделие/процесс в целом, так и его составляющие (детали/операции).

-Итеративность. Анализ проводится неоднократно; он возобновляется при выявлении новых факторов и при любых изменениях, влекущих за собой изменение последствий и их рисков.

-Регистрация данных. Анализ видов и последствий потенциальных несоответствий и его результаты должны быть документально оформлены.

Последовательность проведения FMEA-анализа

Для проведения FMEA в компании создается специальная межфункциональная команда, состав которой определяется видом FMEA. При FMEA конструкции в команду обычно входят конструктор (разработчик изучаемой конструкции), технологи по механообработке и сборке, испытатель, представители служб маркетинга, сервиса, УК. При FMEA процесса в команду обычно входят технолог (разработчик изучаемого процесса), конструктор, представители служб сервиса, организации производства, управления качеством (УК).команда представляет собой временный коллектив из разных специалистов, созданный специально для цели анализа и доработки конструкции и/или процесса изготовления данного технического объекта. При необходимости в состав FMEA-команды могут приглашаться опытные специалисты из других организаций. FMEA-команда при помощи метода мозгового штурма определяет потенциальные дефекты конструкции, продукции или процесса, составляет их перечень, оценивает по трем вышеуказанным критериям, рассчитывает значения RPN и сравнивает их с критическим значениями, предлагает решения по минимизации влияния анализируемых дефектов (отказов).

Алгоритм работы FMEA-команды представлен на рис. 1.

Рисунок 1. Алгоритм работы FMEA-команды

Этапы проведения FMEA-анализа: Построение компонентной, структурной, функциональной и потоковой моделей объекта анализа; Исследование моделей.

В ходе исследования моделей определяются:

-потенциальные дефекты для каждого из элементов компонентной модели объекта. Такие дефекты обычно связаны или с отказом функционального элемента (его разрушением, поломкой и т.д.), с неправильным выполнением элементом его полезных функций (отказом по точности, производительности и т.д.) или с вредными функциями элемента. Необходимо также рассматривать потенциальные дефекты, которые могут возникнуть при транспортировке, хранении, а также при изменении внешних условий (влажность, давление, температура).

-потенциальные причины дефектов. Для их выявления могут быть использованы диаграммы Исикавы, которые строятся для каждой из функций объекта, связанных с появлением дефектов.

-потенциальные последствия дефектов для потребителя. Поскольку каждый из рассматриваемых дефектов может вызвать цепочку отказов в объекте, при анализе последствий используются структурная и потоковая модели объекта.

-возможности контроля появления дефектов. Определяется, может ли дефект быть выявленным до наступления последствий в результате предусмотренных в объекте мер по контролю, диагностике и др.

В экспертном анализе моделей определяются следующие параметры:

-параметр тяжести последствий для потребителя S. Экспертная оценка, проставляемая обычно по 10-ти балльной шкале; наивысший балл проставляется для случаев, когда последствия дефекта влекут юридическую ответственность;

-параметр частоты возникновения дефекта O. Также экспертная оценка, проставляемая по 10-ти балльной шкале; наивысший балл проставляется, когда оценка частоты возникновения составляет 1/4 и выше;

-параметр вероятности не обнаружения дефекта D. Как и предыдущие параметры, он является 10-ти балльной экспертной оценкой; наивысший балл проставляется для "скрытых" дефектов, которые не могут быть выявлены до наступления последствий; -параметр риска потребителя ПЧР; Он определяется как произведение S х O х D; этот параметр показывает, в каких отношениях друг к другу в настоящее время находятся причины возникновения дефектов; дефекты с наибольшим коэффициентом приоритета риска (ПЧР больше, либо равно 100...120) подлежат устранению в первую очередь.

Оценка факторов S, О и D производится по квалиметрическим шкалам, представленным в табл. 1.