Технология проведения FMEA- анализа

Планирование FMEA осуществляют по п. 5.3 ГОСТ 27.310-95 «Надежность в технике. Анализ видов, последствий и критичности отказов. Основные положения», в соответствии с которым план должен устанавливать:

- стадии жизненного цикла объекта и соответствующие им этапы видов работ, на которых проводят анализ (в дальнейшем — этапы анализа, или этапы);

- виды и методы анализа на каждом этапе со ссылками на соответствующие

- нормативные документы и методики. При отсутствии необходимых документов план должен предусматривать разработку соответствующих методик FMEA рассматриваемого объекта;

- уровни разукрупнения объекта, начиная с которого (до которого) проводят

- анализ на каждом этапе;

- сроки проведения анализа на каждом этапе, распределение ответственности за его проведение и реализацию результатов, сроки, формы и правила отчетности по результатам анализа;

- порядок контроля над проведением и реализацией результатов анализа со стороны руководства организации-разработчика и заказчика (потребителя).

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

На рисунке 47, в соответствии с ГОСТ Р 51814.2-2001 представлен алгоритм работы FMEA-команды.

1) Образование FMEA-команды. Выбор ведущего.

Для выполнения FMEA создается FMEA-команда, состав которой определяется видом FMEA. При FMEA конструкции (DFMEA) в команду обычно входят конструктор (разработчик изучаемой конструкции), технологи по механообработке и сборке, испытатель, представители служб маркетинга, сервиса, управления качеством. При FMEA процесса (PFMEA) в команду обычно входят технолог (разработчик изучаемого процесса), конструктор, представители служб сервиса, организации производства, управления качеством.

FMEA-команда (межфункциональная 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.

В своей работе FMEA-команды применяют метод «мозгового штурма»; рекомендуемое время работы – 3-6 часов в день. Для эффективной работы все члены FMEA-команды должны иметь практический опыт и высокий профессиональный уровень. Этот опыт предполагает для каждого члена команды значительную работу в прошлом с аналогичными техническими объектами.

Рекомендуемое число участников FMEA-команды – 4-8 человек. Полный состав участников FMEA-команды для работы с данным техническим объектом должен быть неизменным, однако в отдельные дни в работе FMEA-команды может принимать участие неполный ее состав, что определяется целесообразностью присутствия тех или иных специалистов при рассмотрении текущего вопроса.

Рекомендуется, чтобы члены DFMEA-команды в совокупности имели практический опыт в следующих областях деятельности:

- конструирование аналогичных технических объектов, различные конструкторские решения;

- процессы производства компонентов и их сборка;

- технология контроля в ходе изготовления;

- техническое обслуживание и ремонт;

- испытания;

- анализ поведения аналогичных технических объектов в эксплуатации.

Рисунок 47 – Алгоритм работы FMEA-команды

Для членов PFMEA-команды, рекомендуется иметь практический опыт в:

- конструирование аналогичных технических объектов;

- процессах производства компонентов и их сборке;

- технологии контроля в ходе изготовления;

- осуществление анализа соответствующих технологических процессов, возможных альтернативных технологических процессах;

- проведение анализа частоты дефектов и контроле работы соответствующего оборудования и персонала.

В случае, когда этапы проектирования конструкции и процессов производства данного технического объекта разделять нецелесообразно, формируют общую FMEA-команду. Члены этой команды в совокупности должны иметь практический опыт во всех областях деятельности, перечисленных выше.

Если для конкретного технического объекта отдельно формируют DFMEA-команду и PFMEA-команду, рекомендуется в их состав включать одних и тех же физических лиц следующих специальностей: конструктор, технолог, сборщик, испытатель, контролер. При этом, в команде должен быть определен ведущий, которым может быть любой из членов команды, признаваемый остальными как лидер в рассматриваемых вопросах. Профессионально ответственным в DFMEA-команде является конструктор, а в PFMEA-команде - технолог.

2) Ознакомление с предложенными проектами конструкции и/или технологического процесса.

Ведущий FMEA-команды представляет для ознакомления членам своей команды комплект документов по предложенному проекту конструкции или (и) проекту технологического процесса.

3) Определение видов потенциальных дефектов, их последствий и причин.

Так же, как и другие формы функционального анализа, данная стадия проведения FMEA может включать два основных этапа: построение компонентной, структурной, функциональной и потоковой моделей объекта анализа и исследование моделей для определения потенциальных дефектов, их последствий, значимости дефектов, вероятности возникновения и обнаружения).

Потенциальные дефекты определяются 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 от точности, производительности и т.д.), или с вредными функциями элемента; в качестве первого шага рекомендуется проверка предыдущего FMEA-анализа или анализ проблем, возникших за время гарантийного срока; необходимо также рассматривать потенциальные дефекты, которые могут возникнуть при транспортировке, хранении, и также при изменении внешних условий (влажность, давление, температура). Например, дефектами технического объекта являются растрескивание, деформация, течь, прокол, короткое замыкание, перелом, технологического процесса - недостаточная толщина покрытия, пропуск операции, применение другого материала).

При этом, потенциальные дефекты следует описывать в физических или технических терминах, а не в виде внешних признаков (симптомов), заметных потребителю. Описание каждого вида дефекта заносят в протокол анализа видов, причин и последствий потенциальных дефектов, составленный, например, в виде таблицы. Форма протокола должна быть предварительно выбрана и утверждена. Рекомендуемая форма протокола (согласно ГОСТ Р 51814.2-2001) представлена на рисунке 48.

Далее, на основе опыта и знаний FMEA-команды, а также используя структурная и потоковая модели объекта, для всех описанных видов потенциальных дефектов определяют их потенциальные последствия (например, шум, неправильная работа, плохой внешний вид, неустойчивость, прерывистая работа, шероховатость, неработоспособность, плохой запах, повреждение управления).

Для каждого вида дефекта может быть несколько потенциальных последствий, все они должны быть описаны. Последствия дефектов следует описывать признаками, которые может заметить и ощутить потребитель, причем имеется в виду, что потребитель может быть как внутренним (на последующих операциях создания объекта), так и внешним. Последствия дефектов следует излагать в конкретных терминах системы, подсистемы пли компонента, подвергаемых анализу.

После определения потенциальных последствий дефектов, используя таблицы 24 и 25, для каждого из них экспертно определяют балл значимости дефекта (S). Балл значимости изменяется от 1 - для наименее значимых по ущербу дефектов, до 10 - для наиболее значимых. Для конкретной организации (предприятия, учреждения) эта таблица должна быть пересмотрена в соответствии с ее спецификой и конкретными последствиями дефектов. В дальнейшем при работе FMEA-команды и выставлении ПЧР используют один максимальный балл значимости S из всех последствий данного дефекта.

Рисунок 48 - Форма протокола анализа видов, причин и последствий потенциальных дефектов

Таблица 24 - Рекомендуемая шкала баллов значимости S для FMEA-конструкции

Таблица 25 - Рекомендуемая шкала баллов значимости S для FMEA-процесса

Продолжение таблицы 25

Для каждого дефекта определяют потенциальные причины. Для одного дефекта может быть выявлено несколько потенциальных причин, все они должны быть по возможности полно описаны и рассмотрены отдельно. Для выявления причин могут быть использованы диаграммы Исикавы, метод «5 Why».

Примерами причин дефектов являются: использован другой материал, неадекватное предположение о жизнеспособности конструкции, перегрузка, недостаточные возможности смазки, неполные инструкции по обслуживанию, слабая защита от неблагоприятных условий среды, нестабильность материала, усталость, износ, коррозия.

После этого, для каждой потенциальной причины дефекта экспертно определяют балл вероятности возникновения дефекта (О). При этом рассматривается предполагаемый процесс изготовления и экспертно оценивается частота данной причины, приводящей к рассматриваемому дефекту. Рекомендуемые шкалы для выставления баллов возникновения дефектов представлены в таблицах 26 и 27.

Таблица 26 - Рекомендуемая шкала для выставления балла возникновения О (FMEA-конструкции)

Продолжение таблицы 26

Таблица 27 - Рекомендуемая шкала для выставления балла возникновения О (FMEA-процесса)

В случае PFMEA, если причиной появления дефекта является нарушение установленного допуска на данный показатель качества и если имеется статистический анализ для аналогичного процесса, то рекомендуемым ориентиром для выставления балла О является статистический индекс, приведенный в таблице 27, который определяет практические возможности технологического процесса по обеспечению выполнения требований установленного допуска на данный показатель качества. Индекс вычисляют по формуле:

, (6)

где U, L - верхнее и нижнее предельные значения поля допуска показателя качества;

X - выборочное среднее или оценка положения центра настройки технологического процесса;

σ_I - оценка стандартного отклонения процесса.

Следующим шагом является определение балла вероятности обнаружения дефекта (D) или его причины в ходе предполагаемого процесса изготовления. Рекомендуемые шкалы для выставления баллов обнаружения дефектов представлены в таблицах 28 и 29.

Таблица 28 - Рекомендуемая шкала для выставления балла обнаружения D (FMEA-конструкции)

Таблица 29 - Рекомендуемая шкала для выставления балла обнаружения D (FMEA-процесса)

После получения экспертных оценок S, О, D вычисляют приоритетное число риска (ПЧР) по формуле:

ПЧР = S*O*D (7)

Для дефектов, имеющих несколько причин, определяют соответственно несколько ПЧР. Каждое ПЧР может иметь значения от 1 до 1000. При этом, для приоритетного числа риска должна быть заранее установлена критическая граница (ПЧР_гр) в пределах от 100 до 125. По усмотрению службы маркетинга и других служб организации (предприятия, учреждения) для некоторых возможных дефектов значение ПЧР_гр может быть установлено менее 100. Снижение ПЧР_гр соответствует созданию более высококачественных и надежных объектов и процессов. Некоторые зарубежные предприятия-лидеры, давно использующие методологию FMEA, с работают с ПЧР_гр от 30 до 50.

Количественному анализу последствий отказов с помощью ПЧР может предшествовать их качественный анализ с помощью рекомендованной МЭК классификационной матрицы оценки частоты и значимости отказов по категориям I–IV (таблица 30).

Таблица 30 – Матрица «вероятность отказа – тяжесть последствий» для ранжирования отказов при FMEA

При классификации ожидаемой частоты отказа могут быть использованы рекомендации, приведенные в таблице 31.

Таблица 31 – Качественные и количественные оценки частоты отказов

Отнесение отказов к одной из групп А, B, С, D (таблица 30) требует следующих действий FMEA-команды: А - обязателен углубленный количественный анализ критичности; В - желателен количественный анализ критичности; С - можно ограничиться качественным анализом; D - анализ не требуется.

Причины отказов, попавших в группу A, подлежат безусловному устранению при проектировании путем изменения конструкции, увеличения соответствующих запасов прочности, устойчивости и т.п., смягчения условий эксплуатации и прочего. Причины отказов, попавших в группы B и C, требуют дальнейшего анализа, уточнения механизмов отказов, характера деградационных процессов и других факторов, важных для более полного описания отказа. В результате могут быть приняты решения о доработке оборудования, изменении регламента технического обслуживания и ремонта, увеличении частоты и глубины диагностирования или другие корректирующие меры. Отказы групп B и C вносятся в специальный перечень для последующего анализа и контроля. Причины отказов группы D не требуют дополнительного анализа.

После расчетов ПЧР составляют перечень дефектов (причин), для которых значение ПЧР превышает ПЧР_гр. Именно для них и следует далее вести доработку конструкции и/или производственного процесса.

Для каждого дефекта (причины) с ПЧР>ПЧР_гр команда должна прилагать усилия (корректирующие мероприятия) для снижения этого расчетного показателя посредством доработки конструкции и/или производственного процесса.

После того, как действия по доработке определены, необходимо оценить и записать значения баллов значимости S, возникновения O и обнаружения D для нового предложенного варианта конструкции и/или производственного процесса. Следует проанализировать новый предложенный вариант и подсчитать и записать значение нового ПЧР по схеме в соответствии с приведенным выше рисунком 47. Все новые значения ПЧР следует рассмотреть, и, если необходимо дальнейшее их снижение, повторить предыдущие действия.

Ответственный за разработку конструкции и/или производственного процесса инженер должен подтвердить, что все предложения членов команды по доработке были рассмотрены.

В конце работы FMEA-команды должен быть составлен и подписан протокол, в котором отражают основные результаты работы команды, включающие, как минимум:

- состав FMEA-команды;

- описание технического объекта и его функций;

- перечень дефектов и/или причин для первоначально предложенного варианта конструкции и/или производственного процесса;

- экспертные баллы S, О, D и ПЧР для каждого дефекта и причины первоначально предложенного варианта конструкции и/или технологического процесса;

- предложенные в ходе работы FMEA-команды корректирующие действия по доработке первоначально предложенного варианта конструкции и/или производственного процесса;

- экспертные баллы S, О, D и ПЧР для каждого дефекта и причины доработанного варианта конструкции и/или производственного процесса.

При необходимости к протоколу работы FMEA-команды прилагают соответствующие чертежи, таблицы, результаты расчета и т.д.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: