Анализ характера и последствий отказов: Лекция

Содержание Введение…………………………………………………...…3 1 Описание метода FMEA………………………………...…6 1.1 Суть, назначение и область применения……………….6 1.2 Основные виды FMEA…………………………………13 1.3 Экономические основы применения метода……….…15 2 Процедура FMEA …...……………………………………18 2.1 Подготовка и планирование проведения FMEA…….. 18 2.1.1 Планирование. Постановка целей и задач…………..18 2.1.2 Формирование рабочей группы и подготовка к работе……………………………………………….19 2.2 Структурирование и функциональный анализ……….22 2.3 Анализ потенциальных отказов и оценка достигнутого уровня качества рассматриваемого объекта…….24 2.4 Условия эффективного использования FMEA…….…34 3 Применение FMEA- анализа для улучшения процесса градуировки электронных весов……….….……….........36 Список использованных источников ………………..……43

42

Пензенский государственный университет Факультет автоматики и информационной техники Кафедра метрологии и систем качества

А.Н.Бычкова, Г.А.Рудаковская

АНАЛИЗ ХАРАКТЕРА И ПОСЛЕДСТВИЙ ОТКАЗОВ

Лекция

2004

УДК 612.002 Бычкова А.Н., Рудаковская Г.А. Анализ характера и последствий отказов.: Лекция.- Пенза: ПГУ, каф МСК, 2004.- 44с. (В помощь студенту, серия "Качество", выпуск 5) Настоящая брошюра предназначена для студентов специальностей 1908 и 0720, желающих самостоятельно изучить один из методов обеспечения качества, а именно, метод FMEAанализа в рамках дисциплины "Методы обеспечения качества и надёжности". В лекции рассматривается суть метода, представляются основные виды FMEA- анализа, приводятся экономические аспекты его применения. Студентам предлагаются типовые формы оценки критериев, а также формы представления результатов анализа. Приводится подробный алгоритм выполнения FMEAанализа. В качестве иллюстрации теоретической части в брошюре рассматривается практическое применение FMEA-анализа для улучшения процесса градуировки электронных весов.

Издательский комплекс кафедры МСК ПГУ. Компьютерная верстка А.Н. Бычкова, Г.А. Рудаковская, Технический редактор Г.А. Рудаковская Внутрикафедральное издание Заказ №13 от 20 ноября 2004 г. Тираж 15 экз. http://.stup.ac.ru

II

Список использованных источников 1 Харрингтон Дж. Управление качеством в американских корпорациях. - М.: Экономика, 1990 2 Алексеев В.А. Работать с FMEA интересно// Методы менеджмента качества.- 2003.- №7.- с.53 3 Розно М.И. Как научиться смотреть вперёд? Внедрение FMEA-методологии // Методы менеджмента качества.- 2000.№6.- с.25 4 Брагин В.В. Оценка риска и последствий отказов комплексной системы, конструкций, процессов/ В.В.Брагин, Ф.Чабон.- Ярославль, 1997 5 Розно М.И. Проектирование с FMEA или без?// Стандарты и качество.- 2001.- №9.- с.74 6 Солодков Е.И. Применение FMEA-анализа для улучшения процесса градуировки электронных весов/ Е.И.Солодков, С.В.Пономарёв, А.Н.Жмаев и др.// Методы менеджмента качества.- 2004.- №8.- с.47 7 ГОСТ 27.310 – 95 Анализ видов, последствий и критичности отказов 8 ГОСТ Р 51814.2 – 2001 Метод анализа видов и последствий потенциальных дефектов 9 ГОСТ 15467 – 79 Управление качеством продукции. Основные понятия, термины и определения 10 Алексеев В.А. FMEA: новое применение// Методы менеджмента качества.- 2002.- №12.- с.32 11 Алексеев В.А. FMEA - анализ жизненного цикла// Методы менеджмента качества.- 2002.- №1.- с.39 12 Кузьмин А.М. Метод анализа видов и последствий отказов // Методы менеджмента качества.- 2004.- №11.- с.35 13 FMEA при проектировании и совершенствовании продукции и процессов. Методическое пособие. Выпуск 12, 2001. М.: НТК "Трек", 2002 14 http://www.mc.misis.ru/dictionary/systems.html

41

40 2

Выход из строя стенда

Потеря вносимой информации

1

4

5

Продолжение таблицы 6

Необходимость градуировки весов повторно 4

6

2

10

6

Износ гирь за счёт взаимного трения

Задержка и приостановка производства

4

3

5

3

4

Сбой в подачи электроэнергии

Отказ моторредуктора Несоблюдение графика ППР 2

2

Перекос гребенок подвижного каркаса относительно друг друга Обрыв троса

7

8

6

Разработать блок бесперебойного питания стенда

Составить график более частого технического обслуживания, ввести контроль выполнения графика ППР

Внести изменения в конструкцию стенда

8

2

1

1

1

2

9

24

24

4

20

96

10

Инженерконструктор А.А.Про кофьев

Инженерметролог С.Т. Платов

11

Введение Понять, чтобы предвидеть, предвидеть, чтобы овладеть. Люсьен Леви-Брюль

Вся история развития мира свидетельствует о постоянном стремлении человека к совершенствованию всего, что его окружает. Эта тенденция проявилась и в системе качества. Существенные изменения, конечно в сторону улучшения, претерпели международные стандарты ИСО серии 9000. Новая версия (2000г.) стандартов несёт в себе идею непрерывного совершенствования, одним из инструментов которого являются корректирующие и предупреждающие действия. Проведение последних предполагается в рамках анализа потенциальных дефектов, обнаружения места возможного проявления отказов и принятия мер для избежания их появления. Такого построения системы менеджмента качества требует стандарт ГОСТ Р ИСО 9001. Как показано на рисунке 1, взятом из работы Харрингтона [1] и показывающем плотность вероятности возникновения ошибки в функции времени – этапов создания, чаще всего ошибки бывают на этапах проектирования и подготовки производства. Это говорит о том, что процессы на этих этапах следует тщательно анализировать с целью предварительного обнаружения мест возможного проявления отказов. Рациональность проведения подобного анализа подтверждается и с точки зрения экономики. Раннее распознавание потенциальных ошибок и просчетов избавляет от дорогостоящего исправления дефектов. Лучше предвидеть возможные ошибки и своевременно исключать их, чем запоздало заниматься проблемами исправления недостатков, после того как они появились. Тем больше экономия, чем раньше будут обнаружены ошибки в цепи "планирование продукции, ее разработка, изготовление образца, установочная (пилотная) серия, серийное производство, эксплуатация потребителем".

1

80%

маркетинг

проектирова- подготовка производство контроль эксплуатация ние производства

Этапы создания Рисунок 1 – Закон распределения ошибок В соответствии с "Правилом десяти" примерное соотношение между затратами на устранение ошибок на выделенных этапах выглядит следующим образом (рисунок 2): если обнаружение и устранение дефектов на этапе проектирования потребует затрат в размере, к примеру, Q рублей, то устранение этой ошибки на стадии подготовки обойдется 10Q, на стадии производства – 10Qх100Q=1000Q, на стадии контроля – 10Qx100Qx1000Q=1000000Q, а у потребителя - уже составит 10000000000Q. Но если бы эта ошибка была выявлена методом FMEA как потенциальная, на стадии маркетинга, то ее устранение обошлось бы всего 0,1Q. Следовательно, если ошибка была сделана на этапе планирования производства, а обнаружил её уже потребитель, то её устранение обойдётся в 0,1QхQх10Qх100Qх1000Qх10000Q=1000000000Q. Рассуждая аналогичным образом можно проследить зависимость между затратами на устранение ошибки, местом её возникновения и временем её обнаружения. Одним из методов предупреждения появления ошибок является использование FMEA(Failure Mode and Effects Analysis анализ характера и последствий отказов) – методологии. В данной лекции будет рассмотрена суть данной методологии, проце2

39

2 Погрешность градуировки из-за того, что весы не выверены по уровню

Несоответствие веса нагружения реперной точке

1 2

3

Продолжение таблицы 6

Возврат весов ОТК изза несоответствия по метрологии

Возврат весов ОТК изза несоответствия по метрологии

3

8

8

9

6

5

6

6 6

5

6

4

8 Доработать конструкцию столешницы Провести дополнительное обучение, инструктаж персонала Провести внеплановую калибровку весов Разработать и внедрить АСКиУ стенда для градуировки весов

7 Положение столешницы не выверено Невыполнение рабочих инструкций персоналом Используются изношенные гири Нечеткий контроль процесса нагружения платформы весов

7

2

4

3

9

336

144

120

108

10

Инженерметролог С.Т. Платов

Инженерметролог С.Т. Платов

Инженерметролог С.Т. Платов

11 Инженерконструктор А.А.Проко фьев

38 Возможное последствие от3 Повреждение или поломка весов

2 Тяжело доставлять весы. Опасность падения весов

1 1

5

4 8

Меры по обнаружению

Кп

2

6

Кн

Нет соответствующего транспорта

7

Возможная причина отказа

Внедрить роликовый конвейер

8

Меры по предупреждению

2

9

Ко

32

10

Кр

Инженерконструктор А.А.Прок офьев

11

Исполнитель Срок исполнения

Дата

Функция:

Отдел Возможный дефект

Страница__ Всего страниц__

Элементы системы: транспортировка весов и установка весов на столешницу, контроль горизонтальной установки весов по уровню, нагружение платформы весов в реперных точках, регистрация частотных сигналов датчика

Директор по качеству и надежности продукции А.Н.Жмаев

Номер отказа

Регистрационный номер

FMEA – градуировки весов

ОАО "ТВЕК"

Таблица 6 – FMEA – анализ процесса градуировки электронных весов

10000 1000 100 10 1 0,1

Затраты на устранение ошибок

дура и условия эффективного применения FMEA. Кроме того, в лекционном материале даются основные виды FMEA , приводятся экономические аспекты его применения. Студентам предлагаются типовые формы оценки и представления результатов анализа, а также порядок его проведения. Также в предлагаемой лекции будут рассмотрены примеры анализа риска и последствий отказов. Материал лекции составлен на основе зарубежных и отечественных публикаций.

Марке- Проекти- Подго- Произ- Контроль Эксплуатинг рование товка водство тация производства

Рисунок 2 - Соотношение расходов по устранению ошибок на разных этапах жизненного цикла продукции

3

1 Описание метода FMEA 1.1 Суть, назначение и область применения Метод FMEA появился в США в середине шестидесятых годов и был использован впервые при разработке проекта космического корабля "Аполлон", а затем в медицине и ядерной технике. В 80-е годы метод получил дальнейшее развитие под названием FMEA и нашел применение также в автомобильной и других отраслях промышленного производства США, а затем в Европе и Японии. В некоторых областях промышленного производства метод стал основой обеспечения качества. Метод FMEA - это систематизированная совокупность мероприятий, целью которых является обнаружение места возможного нахождения потенциальных отказов продукции и процесса, определение действий, которые могут устранить или уменьшить вероятность их возникновения, и документирование всех этих мероприятий. Метод FMEA помогает производителям предотвратить появление дефектов, повысить безопасность продукции и удовлетворенность потребителей. Этот метод нацелен на "внедрение " качества в продукцию, поэтому он должен применяться как можно раньше, по крайней мере, до начала производства. Вместе с тем его применение может оказаться полезным и для изготовленной продукции и функционирующего процесса [2]. Аналогичная методология FMEA изложена в ГОСТ Р 51814.2 – 2001 Метод анализа видов и последствий потенциальных дефектов, ориентированном прежде всего на автомобильную промышленность. Суть этой методологии держится на "трёх китах" [3]. Первый "кит" может "плавать самостоятельно" в океане качества. Любой дефект (отказ) рассматриваемого изделия (или узла) может быть достаточно полно охарактеризован всего тремя критериями: - значимостью, измеряемой с точки зрения тяжести последствий данного отказа; - относительной частотой (вероятностью) появления; 4

• предусмотреть более частое проведение работ по калибровке используемых гирь; • составить график более частого технического обслуживания, ввести контроль выполнения планово-предупредительных работ; • разработать блок бесперебойного питания стенда, чтобы исключить сбой в подаче электроэнергии. После завершения работы FМЕА-команды, результаты которой представляются в таблице 6, необходимо составить отчет по выполненному анализу форм и последствий отказов. Этот отчет должен быть передан руководителям организации, которые верифицируют и оценят результаты работы FМЕА-команды. Эти результаты вместе с рекомендациями по улучшению процесса градуировки весов в дальнейшем будут приняты для использования в практической деятельности ОАО «ТВЕС». Принимая во внимание наибольшее значение вероятного риска Кр=336 (Кр