Описание порядка проведения FMEA

Опишем более подробно часть алгоритма, начиная с момента определения перечня дефектов.

1. Для конкретного технического объекта или производственного процесса с его конкретной функцией [12] определяют (пользуясь имеющейся информацией и предшествующим опытом) все возможные виды дефектов. Описание каждого вида дефекта заносят в протокол анализа видов, причин и последствий потенциальных дефектов [13], составленный в виде таблицы (прил. 7). В качестве первого шага рекомендуется ознакомиться с предыдущими FMEA, данными по аналогичным изделиям и процессам при производстве и эксплуатации.

Для SFMEA и DFMEA виды потенциальных дефектов определяют исходя из того, каким образом может потенциально обуславливаться несоответствие компонента, подсистемы или системы цели разработки. Фактически мы описываем неисправную функцию данного компонента или системы. Важно помнить, что виды потенциальных дефектов могут также быть причиной вида потенциального дефекта подсистемы или системы более высокого уровня или быть следствием дефекта компонента более низкого уровня. Кроме того, необходимо учитывать такой фактор, как «технологичность» изготовления, но не предвосхищать дефекты процесса.

Для конкретного изделия и конкретной функции в таблице необходимо перечислить все виды потенциальных дефектов, при этом команда делает предположение, что дефект может возникнуть, но не обязательно. Следует также рассматривать виды потенциальных отказов, которые могут возникнуть только при некоторых определенных рабочих условиях (т.е. в условиях жары, холода, загрязненности и т.п., а также в условиях пользования: плохих дорог или только при езде в городском цикле). Виды потенциальных дефектов следует описывать в физических или технических терминах, а не в виде внешних признаков (симптомов), заметных потребителю.

Команды SFMEA и DFMEA должны уметь поставить следующие вопросы и ответить на них:

- Что могло бы отказать в компоненте или системе (в соединении) при выполнении определенной функции?

- В чем компонент или система могли бы не соответствовать техническим условиям?

- Что может вызвать недовольство потребителя (производства, сервиса, конечного пользователя)?

Для PFMEA вид потенциального дефекта определяет, каким образом может потенциально обуславливаться несоответствие процесса требованиям к нему или цели разработки. Потенциальные дефекты описываются для данной конкретной операции. Они могут быть причиной, связанной с видом потенциального отказа в последующей операции, или последствием, связанным с потенциальным дефектом в предыдущей операции. Однако всегда следует предполагать, что приходящие комплектующие и материалы соответствуют установленным требованиям.

Для конкретной операции необходимо перечислить каждый вид потенциального дефекта в терминах характеристик компонента, подсистемы, системы или процесса, при этом команда также делает предположение, что дефект может возникнуть, но не обязательно.

Команда PFMEA должна уметь поставить следующие вопросы и ответить на них:

- Что в процессе или в изделии может не соответствовать требованиям технологии?

- Что могло бы не получиться в процессе производства или сборки?

- Независимо от требований технологии что может вызвать возражения потребителя (конечного пользователя, последующих операций или сервиса)?

Типичные дефекты приведены в прил. 12. Если на предприятии существует система кодирования дефектов, то формулировки дефектов следует брать из соответствующих кодификаторов, а в случае отсутствия в кодификаторе определенного типа дефекта должна быть предусмотрена процедура его внесения.

2. Для всех описанных видов потенциальных дефектов определяют их последствия на основе опыта и знаний FMEA-команды [14]. Важно понять, как (каким образом и насколько сильно) проявит себя дефект после своего возникновения, на что или кого повлияет (автомобиль, систему, узел или процесс сборки). Обычно последствие формулируется в виде краткого описания причинно-следственной цепочки от непосредственного проявления дефекта до его влияния на более высокие уровни конструкции вплоть до автомобиля и тех, кто в нем находится, и окружающей среды (часто при анализе последствий используется структурная и потоковая модели объекта). При этом важно учесть следующие правила:

– Для каждого вида дефектов может быть несколько потенциальных последствий, все они должны быть рассмотрены и описаны.

– Последствия дефектов следует описывать признаками, которые может заметить и ощутить потребитель, причем стоит иметь в виду, что потребитель может быть как внутренним (следующая и последующие операции создания объекта, его месторасположения), так и внешним (дилер или владелец транспортного средства).

– Последствия дефектов следует описывать в конкретных терминах системы, подсистемы или компонента, подвергаемых анализу.

Если последствием дефекта является нарушение правовых норм (в том числе международных), это должно быть особо отмечено.

Типичные последствия приведены в прил. О. Если на предприятии существует система кодирования последствий, то формулировки последствий следует брать из соответствующих кодификаторов, а в случае отсутствия в кодификаторе определенного типа последствия должна быть предусмотрена процедура его внесения.

3. Для каждого последствия дефекта экспертно определяют балл значимости S [15] при помощи таблицы баллов значимости. Балл значимости изменяется от 1 – для наименее значимых по ущербу дефектов до 10 – для наиболее значимых по ущербу дефектов (подробнее см. раздел 3.4.3).

Типовые значения баллов значимости приведены в прил. 1 и 2.

В дальнейшем при работе FMEA-команды и расчете ПЧР (см. формулу 1) при умножении используют один максимальный балл значимости S из всех последствий данного дефекта. Также отметим, что в случае, когда максимальное значение S=1 для конкретного дефекта, мы далее не рассматриваем этот дефект.

Если потребителем определены специальные характеристики на изделие, то это необходимо отметить в графе [16]. Если специальная характеристика определена при проведении FMEA, то необходимо указать инженера, ответственного за разработку, т.к. это влияет на нормативно-технические документы, касающиеся анализируемого изделия (например, чертеж или план управления).

4. Для каждого дефекта определяют потенциальные причины [17]. Потенциальная причина дефекта определяется как недостаток (ошибка, недоработка) конструкции или процесса, который может привести к возникновению рассматриваемого дефекта.

При анализе техпроцесса нужно перечислить все обусловленные самим процессом причины дефекта. Причем речь идет обо всех этапах процесса, начиная с заготовки материала, этапа транспортировки, непосредственно производства, моечных операций, сборки, упаковки, складирования до передачи заказчику.

Стоит отметить, что многие причины взаимно зависимы, и, чтобы устранить причину или управлять ею, может потребоваться, например, проведение планирования эксперимента, чтобы узнать, какие первопричины дают основной вклад и какими из них легче всего управлять. Для выявления причин рекомендуется применять диаграмму Исикава («рыбья кость») одновременно с принципом «5М» (5 факторов риска – люди, процессы (методы осуществления), материалы, оборудование, измерения).

При определении причин следует учитывать все условия эксплуатации (срок, температура, влажность, воздействие ускорения, полная/неполная нагрузка, торможение т.д.), а для анализа техпроцесса также важно учитывать все условия, при которых он осуществляется.

Причины следует описать так, чтобы возможные корректирующие действия по доработке можно было бы применить целенаправленно на соответствующие причины.

Для одного дефекта может быть выявлено несколько потенциальных причин, все они должны быть по возможности полно описаны и рассмотрены отдельно.

Особо стоит отметить, что при описании причин нужноперечислять только конкретные ошибки или неверные действия (например, оператор пропустил операцию смазки). Фазы неопределенного характера (например, ошибка оператора, человеческий фактор, неисправность оборудования и т.п.) использовать не следует. Еще два момента, связанных с анализом процесса, – причины ошибок процесса не стоит искать в слабостях конструкции, для этого существует FMEA-конструкции, а также не нужно считать причиной проблем процесса несоответствующие комплектующие.

Типичные причины приведены в прил. 14.

5. Для каждой потенциальной причины дефекта экспертно определяют балл возникновения О. При этом рассматривается предполагаемый процесс изготовления и экспертно оценивается частота данной причины, приводящей к рассматриваемому дефекту.

Балл возникновения изменяется от 1 – для самых редко возникающих дефектов до 10 – для дефектов, возникающих почти всегда (подробнее см. раздел 3.4.3).

Типовые значения балла возникновения приведены в прил. 3 и 4.

6. На этом этапе необходимо указать меры по предупреждению и обнаружению дефектов, которые были запланированы при подготовке производства и зафиксированы в программах испытаний, в планах управления и проектах техпроцессов, и могут позволить предупредить и/или определить причину и/или вид дефекта.

Под мерами по предупреждению подразумеваются все превентивные мероприятия, которые были предусмотрены при подготовке производства (как в конструкции, так и в процессе) для того, чтобы не допустить возникновения причин дефекта (как минимум, затруднить их возникновение) или самого дефекта. Примерами могут служить:

- статистическое управление процессом (SPC) – это методика, направленная на предотвращение дефектов/ошибок в технологическом процессе.

- Планирование эксперимента (DoE) – позволяет избежать дефекты конструкций и процессов.

Меры по обнаружению дефектов предназначены для определения на раннем этапе ошибки (дефекта) в процессе и направлены на предотвращение попадания дефектных изделий заказчику. Это, по сути, все виды контрольных мероприятий, которые применяются в рамках техпроцесса, а также моделирование, расчеты и различные виды испытаний, которые могут быть запланированы или осуществлены по необходимости при разработке конструкции. При описании мер по обнаружению нужно также учитывать, что определение дефекта может производиться как на рассматриваемой операции, так и на последующих операциях.

Управление процессами с помощью статметодов позволяет избежать дефектов, и поэтому следует отдавать ему предпочтение по сравнению с контрольными мероприятиями. Важно отметить, что на балл возникновения (O) предупреждающее управление также будет оказывать влияние, но только если оно предусмотрено как часть проекта (конструкции или процесса).

В форме FMEA руководства Ford в 3-ем издании имеются два столбца для мер по управлению (отдельно для предупреждения и обнаружения). Это сделано с целью облегчения для команды, так как следует четко различать эти два типа управления. Такое разделение позволяет быстро визуально определить, что оба типа управления рассмотрены (но необязательно присутствуют оба для конкретной причины или дефекта).

7. Для данного дефекта и каждой отдельной причины определяют балл обнаружения D для данного дефекта или его причины в ходе предполагаемого процесса изготовления.

Балл обнаружения изменяется от 10 – для практически не обнаруживаемых дефектов (причин) до 1 – для практически достоверно обнаруживаемых дефектов (причин) (подробнее см. раздел 3.4.3).

Типовые значения балла обнаружения приведены в прил. 5 и 6.

8. После получения экспертных оценок S, О, D вычисляют приоритетное число риска ПЧР по формуле

ПЧР=S´ О´ D. (1)

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

9. Для приоритетного числа риска устанавливается критическая граница (ПЧР _гр), выше которой обязательно следует разработка мероприятий по снижению ПЧР. Обычно ПЧР _гр назначается равным 100 баллам. Некоторые автопроизводители устанавливают для специальных характеристик, которые отмечаются в столбце «Классификация» в протоколе FMEA [16], более жесткие значения ПЧР _гр - вплоть до 30.

10. Далее проводится ранжирование дефектов/причин и определяется перечень дефектов/причин, для которых значение ПЧР превышает ПЧР _гр. Именно для них и следует далее вести доработку конструкции или производственного процесса.

Обязательно для каждого дефекта/причины с ПЧР > ПЧР _гр команда должна предпринимать усилия к снижению этого расчетного показателя посредством доработки конструкции и (или) производственного процесса путем снижения баллов S, O и D (более подробно см. пп. 3.5). Предложенные мероприятия должны быть увязаны по срокам, и по ним должны быть определены ответственные лица, подразделения или организации.

11. После того, как действия по доработке определены, необходимо оценить и записать значения баллов значимости S, возникновения О 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 блок-схемой. Данный анализ должен делаться после реализации конкретных действий по доработке конструкции или производственного процесса и является оценкой результативности этих действий. Однако для оценки целесообразности предложенных действий анализ может быть проведен непосредственно после формулировки предложений по доработке. В этом случае новое ПЧР следует рассматривать как предполагаемый эффект от нововведения и считать его временным до реализации конкретных мер, после чего уже делается фактическая оценка.

Все новые значения ПЧР следует рассмотреть и, если необходимо дальнейшее их снижение, попытаться еще раз оценить возможность доработки.

12. Ответственный за разработку конструкции и (или) производственного процесса инженер должен подтвердить, что все предложения членов команды по доработке были рассмотрены или, в случае несогласия, предложить свой вариант либо отказ с четким аргументированием. Случаи отказа должны контролироваться ответственными за FMEA.

После выполнения мероприятий команда должна собраться вновь и оценить реально реализованные действия и новый вариант конструкции или процесса (выполненные мероприятия заносятся в графу с указанием даты окончания работ). В этот момент может оказаться, что нововведения могут стать источником новых дефектов. Такие дефекты должны быть обязательно рассмотрены и оценены. Если меры привели к изменениям баллов по уже выявленным дефектам, то рассчитывается новое значение ПЧР и записывается в соответствующие графы столбца.

13. В конце работы FMEA-команды должен быть составлен и подписан протокол, в котором отражают основные результаты работы команды, включающие (прил. 7):

– описание технического объекта, его функций и изготовителя конечной продукции (цех, отдел), также можно указать поставщика, если известен (для DFMEA) [1-3, 12];

– службу (лицо), ответственную за проведение FMEA, с указанием номера телефона;

– планируемые сроки проведения FMEA, которые должны быть не позже планируемого срока начала производства, а в случае поставщика планируемый срок окончания FMEA не должен быть позже требуемой потребителем даты предоставления папки РРАР [6];

– действительные сроки проведения FMEA, желательно с указанием даты окончания первоначального FMEA и датой последнего пересмотра [7];

– номер или код документа FMEA, который можно применять для прослеживаемости при документообороте [8], а также желательно вести нумерацию страниц протокола с указанием текущего номера и общего количества страниц [9];

– состав FMEA-команды с указанием служб, телефонов специалистов [10, 11];

– в графе «Изделие (процесс)/функция» [12]:

o Для DFMEA. Укажите название и код (номер) анализируемого изделия (компонента, узла, системы). Как можно точнее укажите функцию анализируемого изделия (с точки зрения достижения цели разработки). Также следует указать данные о среде, в которой предполагается работа системы (например, виды нагрузок, диапазоны температуры, давления, влажности). Если у изделия предполагается или имеется более одной функции с различными видами потенциальных дефектов, то следует перечислить все функции отдельно.

o Для PFMEA. Укажите наименование анализируемого процесса или операции (например, сварка, сборка, обработка, формовка, транспортировка и т.д.). Обычно анализ проводится последовательно согласно диаграмме потока процесса, поэтому каждая операция анализируется отдельно (в отдельных случаях, когда виды потенциальных дефектов при анализе операций одинаковы, можно объединять эти операции в протоколе). Кроме того, рекомендуется указать соответствующий код (номер) процесса/операции для каждого этапа диаграммы потока. Команде следует рассмотреть и по возможности указать применяемые на каждом этапе материалы, условия производственной среды и требования к безопасности. Укажите как можно точнее цель анализируемого процесса или операции. Если процесс охватывает несколько операций (например, сборка) с различными видами потенциальных отказов, может быть желательным перечисление операций, как отдельных процессов;

– перечень дефектов и (или) причин для первоначально предложенного варианта конструкции и (или) производственного процесса [13];

– 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 [22];

– экспертные баллы S, О, D и ПЧР для каждого дефекта и причины доработанного варианта конструкции и (или) производственного процесса.

Форма протокола приведена в прил. 7.

К протоколу работы FMEA-команды прилагают соответствующие чертежи, таблицы, диаграммы, результаты расчета, данные по аналогичным объектам и т. п. (в том числе согласно табл. 5).