Действия после завершения работы FMEA-команды
После завершения работы FMEA-команды должно быть выполнено следующее [8]:
3.1. Составлен письменный отчет о результатах работы по выполненному анализу форм и последствий отказов. Этот отчет должен быть передан руководителям организации.
3.2. Руководителям организации следует верифицировать и оценить результаты работы FMEA-команды и проследить, чтобы до членов FMEA-команды была доведена информация (в виде обратной связи) о статусе выполненных ими действий.
Рекомендованный в ГОСТ Р 51814.2-2001 обобщенный алгоритм работы FMEA-команды представлен на рисунке 3.3.
Рисунок 3.3 - Алгоритм работы FMEA-команды [57] Не доконца
3.2.3 Пример практического применения FMEA-методологии
Рассмотрим пример [61] практического применения FMEA-методологии для улучшения процесса градуировки электронных весов, который по результатам анализа деятельности Тулиновского приборостроительного завода (ОАО «ТВЕС») был определен высшим руководством как критический (дефектоносный).
Процесс градуировки весов на ОАО «ТВЕС» осуществляется с использованием имеющегося на предприятии универсального стенда нагружения, который состоит из основного и подвижного каркасов. Последний оснащен левой и правой гребенками, на которые навешиваются гири в необходимой последовательности.
Алгоритм процесса градуировки весов представлен на рисунке 3.4. Поясним его. После транспортировки весов с предыдущего участка производства их помещают на столешницу стенда и по уровню устанавливают в горизонтальное положение. Затем посредством нажатия соответствующей клавиши на клавиатуре весы переводят в режим градуировки, и при этом на табло жидкокристаллического индикатора (ЖКИ) выводится значение веса, которым необходимо нагрузить платформу весов.
После включения привода электродвигателя набор гирь, находящийся на гребенках подвижного каркаса, начинает движение вниз. При этом нижние гири, снимаясь с «крючков» гребенок, ложатся на платформу весов. Разместив требуемое количество грузов на платформе, микропроцессор весов проводит измерение частоты вибрационно-частотного датчика для данной реперной точки и после фиксирования успокоения записывает значение частоты в постоянное запоминающее устройство (ПЗУ). При переходе к очередному шагу градуировки последующая гиря ложится на предыдущую и т. д. Зарегистрировав данные для предыдущей реперной точки, весы запрашивают данные следующей, и процесс нагружения платформы повторяется. Работой стенда управляет оператор, включая и выключая электродвигатель. При этом трудность состоит в том, что оператор вынужден визуально контролировать полноту опускания очередной гари на платформу весов. В результате нередки случаи, когда платформа весов бывает недогружена (из-за неполного опускания гири) или перегружена (вследствие воздействия гари, которая должна была бы быть опущена на платформу весов при нагружении в следующей реперной точке).
Рисунок - 3.4 Поточная диаграмма процесса градуировки электронных весов
После подробного изучения сложившейся ситуации команда, занимающаяся анализом форм и последствий отказов (FMEA-команда), выделила в рассматриваемом процессе четыре подпроцесса, корректность выполнения которых наиболее сильно влияет на качество процесса градуировки в целом:
• транспортировка и установка весов на столешницу стенда;
• контроль установки весов по уровню;
• нагружение платформы весов в реперных точках;
• регистрация частотных сигналов датчика.
Анализ этих подпроцессов выявил возможные формы отказов:
1) повреждение весов в результате падения;
2) весы не выверены по уровню;
3) несоответствие веса нагружения реперной точке;
4) выход из строя стенда;
5) потеря вносимой в ПЗУ весов информации.
На следующем этапе работы члены FMEA-команды для каждого подпроцесса:
• выявили основные причины и вероятные последствия неудач, среди которых были выделены возможные задержки и приостановки производства;
• количественно оценили узкие места рассматриваемых подпроцессов и
вычислили ПЧР возможных отказов.
Остановимся подробнее на количественной оценке факторов S, О и D. Оценка указанных факторов была произведена по квалиметрическим шкалам, представленным в таблице 3.1.
Наибольший практический интерес представляет количественная оценка фактора S — значимости потенциального отказа. По итогам проведенного анализа члены FMEA-команды для каждого проявления отказа, указанного в таблице 3.2, назначили данному фактору S следующие значения:
«2» — он не влечет тяжелых последствий;
«4» — последствием отказа является необходимость повторной градуировки весов;
«6» — присутствует опасность не только повторной градуировки, но и появления новых скрытых отказов;
«8» — отказ ведет к переделке (ремонту) весов, т. е. к увеличению бесполезных («непроизводительных») расходов;
«9» — высокая степень серьезности последствий (при использовании изношенных гирь процесс градуировки становится невозможным);
«10» — травматизм персонала является возможным последствием в случае проявления отказа.
Результаты работы членов FMEA-команды при назначении числовых значений факторов О — вероятности возникновения дефекта, D — вероятности обнаружения дефекта, а также вычисленные значения ПЧР возможных отказов приведены в таблице 3.2.
На последнем этапе проводимого FMEA-анализа были разработаны рекомендации о том, что следует сделать для предотвращения тяжелых последствий при наиболее рискованных случаях:
• провести дополнительное обучение персонала;
• внедрить роликовый конвейер для транспортировки весов;
• доработать конструкцию столешницы и тем самым упростить процесс
установки весов в горизонтальное положение по уровню;
• разработать и внедрить автоматизированную систему контроля и управления (АСКиУ) стенда, которая с помощью частотного датчика весов
будет контролировать полноту опускания гири на платформу весов и управлять процессом градуировки весов;
• предусмотреть более частое проведение работ по калибровке используемых гирь;
• составить график более частого технического обслуживания, ввести контроль выполнения планово-предупредительных работ;
• внедрить блок бесперебойного питания стенда, чтобы исключить возможный сбой в подаче электроэнергии.
После завершения работы FMEA-команды, результаты которой представлены в таблице 3.2, был составлен письменный отчет по выполненному анализу форм и последствий отказов. Этот отчет был передан руководителям организации, которые верифицировали и оценили результаты работы FMEA-команды. Эти результаты вместе с рекомендациями по улучшению процесса градуировки
весов приняты для использования в практической деятельности ОАО «ТВЕС». Часть рекомендаций (дополнительное обучение и инструктаж персонала, более частая калибровка используемых гирь) уже учтены. Принимая во внимание наибольшее значение вероятного числа риска (ПЧР = 252), специалисты ОАО «ТВЕС» приступили к проектированию и разработке АС-КиУ полнотой опускания гири на платформу весов.
3.2.4 Дополнительные сведения об использовании FMEA-методологии при проектировании продукции
Анализ форм и последствий отказов — это один из инструментов управления качеством, который наиболее часто применяют на этапе проектирования продукции. При выполнении этого анализа стараются определить скрытые (неочевидные) формы возможных отказов, а также суровость возможных последствий (риск) для потребителей или пользователей продукции. В связи с этим особое значение приобретают вопросы обеспечения надежности продукции, т. е. решение вопросов, связанных с возникновением проблем, симптомы которых могут развиваться только после того, как продукция попала к пользователю.
Обращаем ваше внимание [10, 41], что в рамках FMEA-методологии используется термин «форма отказа», а не «механизм отказа». При использовании этой методологии не предполагается осуществление прямого анализа причин отказа, лишь прогнозирование результатов появления этого симптома (отказа), в частности, того, насколько серьезны (суровы) будут его последствия. По этой причине в некоторых зарубежных изданиях [10, 41] данный инструмент называют Failure Mode Effect and Criticality Analysis (FMECA), что обычно переводится как «Анализ форм, последствий и критичности отказов».
Поясним это на конкретном примере [10, 41]. Объектом исследования [10, 41] служит кардиостимулятор, который имеет в своей конструкции определенный транзистор, посредством которого сначала усиливаются, а затем в тело пациента подаются электрические импульсы, стимулирующие и задающие ритм работы сердца. Кардиостимулятор хирургическим путем имплантируется в грудную клетку. FMEA- и FMECA-методологии не рассматривают непосредственные механизмы возможных отказов транзистора, а принимают во внимание только возможные формы отказов, т. е. возникающие при этом симптомы (проявления) отказов.
Механизмы отказа транзистора могут быть связаны, например [10, 41]:
• с отрывом проводника;
• с попаданием влаги внутрь кардиостимулятора;
• с локальным перегревом транзистора;
• со старением транзистора и т. п.
Однако независимо от механизма отказа возможны только три формы отказа транзистора, а именно [10, 41]:
1) обрыв цепи;
2) короткое замыкание;
3) снижение коэффициента усиления.
В задачу FMECA-методологии входит выяснение последствий и критичности потенциальной опасности каждой из этих трех возможных форм отказа транзистора, в частности [10, 41]:
• третья форма отказа, связанная с изменением частоты и амплитуды импульсов (из-за изменения коэффициента усиления), может ухудшить со
стояние пациента и потребовать дополнительного хирургического вмешательства для замены кардиостимулятора;
• первая и вторая формы отказов (обрыв цепи или короткое замыкание)
могут иметь фатальные (катастрофические) последствия.
В результате анализа форм и последствий отказов может возникнуть необходимость в перепроектировании продукции или изделия с целью повышения надежности, например, за счет включения в конструкцию кардиостимулятора дублирующего транзистора.