Комплексный метод многоуровневого FMEA-анализа в системе менеджмента качества организации

Размещено на http://www.allbest.ru/

Комплексный метод многоуровневого FMEA-анализа в системе менеджмента качества организации

В.В. Мирошников, Н.М. Борбаць, Т.П. Дементьева

Аннотация

Предложены методика и алгоритм комплексного FMEA-анализа в системе менеджмента качества(СМК) организации, который в настоящее время приобретает все большую актуальность.

Ключевые слова: многоуровневый FMEA-анализ, команда, система менеджмента качества, СМК, значимость.

FMEA (Failure Mode and Effects Analysis) - анализ видов и последствий отказов. FMEA - это методология проведения анализа и выявления наиболее критических шагов с целью управления качеством продукции. Это не единственное определение FMEA. Согласно стандарту MIL-STD-1629 «Procedures for Performing a Failure Mode, Effectsand Criticality Analysis», FMEA - это процедура, с помощью которой проводится анализ всех возможных ошибок системы и определение результатов или эффектов с целью классификации всех ошибок относительно их критичности для работы системы [1]. менеджмент качество дефект продукция

На сегодняшний день большую актуальность приобретает внедрение комплексной FMEA-методологии [2, 3]. Главная особенность методологии просматривается уже на начальном этапе выполнения FMEA при разделении объекта анализа на составляющие элементы. Данная процедура является очень важной и проводится с целью устранения излишней сложности объекта анализа и выявления причинно-следственной связи возможных отказов с входящими элементами. Вторая особенность заключается в соподчинённости и последовательности выполнения различных видов FMEA. Все виды FMEA связаны и зависят один от другого.

Третья особенность заключается в способе определения полного списка потенциальных отказов (дефектов). При FMEA конструкции в этот список включаются возможные отказы изделия в эксплуатации. При FMEA процесса список увеличивается - кроме возможных отказов изделия в него включают возможные отказы технологических операций. При FMEA оборудования список возможных отказов (дефектов) ещё больше увеличивается. В него включают возможные отказы изделия в эксплуатации, возможные отказы технологических систем, операций и функциональных элементов анализируемого оборудования (оснастки).

На рисунке представлена концептуальная схема предлагаемого авторами комплексного метода многоуровневого FMEA-анализа. Как видно из рисунка, многоуровневый FMEA-анализ включает в себя:

1. FMEA-анализ на уровне организации.

2. FMEA-анализ на уровне системы менеджмента качества (СМК).

3. FMEA-анализ на уровне подсистем СМК.

4. FMEA-анализ на уровне процесса менеджмента качества.

5. FMEA-анализ на уровне конструкции продукции (изделие, сборочная единица, деталь).

6. FMEA-анализ на уровне технологического процесса производства продукции.

FMEA-анализ на уровне организации проводится с целью определения потенциальных дефектов функционирования организации и разработки рекомендаций по изменению управления организацией. Для применения методики FMEA-анализа на уровне организации в целом разработаны критерии для балльной оценки значимости S потенциальных дефектов (табл. 1). В состав команды, проводящей анализ, должны входить: заместитель генерального директора, главный инженер, начальник отдела продаж, начальник коммерческого отдела и начальник производственно-технического отдела. Работа FMEA-команды направлена в первую очередь на анализ видов, причин и последствий потенциальных дефектов работы предприятия. Примерами подобных дефектов могут быть: низкая конкурентоспособность выпускаемой продукции; финансовая неустойчивость предприятия; неэффективность маркетинговой деятельности; низкая рентабельность продаж; снижение имиджа (марочного капитала) предприятия; низкая эффективность менеджмента.

Рис. Схема комплексного метода многоуровневого FMEA-анализа

Таблица 1. Шкала баллов значимости S для FMEA-анализа на уровне организации

Система менеджмента качества - это система, обеспечивающая эффективную работу предприятия в области управления качеством выпускаемой продукции. Обязательными при создании СМК считаются требования, зафиксированные в международных стандартах ISO серии 9000. Для применения методики FMEA-анализа для СМК организации предлагаются критерии балльной оценки значимости дефектов, приведенные в табл. 2.

В состав команды по проведению FMEA-анализа для СМК в общем случае входят: заместитель генерального директора, главный инженер, начальник производственно-технического отдела, начальник службы качества, главный аудитор. Работа FMEA-команды направлена в первую очередь на анализ видов, причин и последствий потенциальных дефектов, связанных с созданием и функционированием СМК организации. Примеры подобных дефектов:

- недооценка затрат на разработку и внедрение СМК;

- неправильный выбор консалтинговой организации и консультанта;

- руководство и персонал организации не воспринимают и не реализуют рекомендации консультанта (или реализуют, но с большим опозданием);

- неправильное планирование работ по созданию СМК;

- непонимание высшим руководством организации своей роли и своих обязанностей при построении СМК;

- разработка документации СМК службой качества без участия других подразделений и руководства;

- организация формально подходит к реализации проекта.

Таблица 2. Шкала баллов значимости S для FMEA-анализа на уровне СМК организации

Применение FMEA-анализа на уровне подсистем СМК проиллюстрируем на примере конструкторско-технологической подготовки производства (КТПП). Конструкторско-технологическая подготовка производства - это процесс, охватывающий практически весь цикл проектирования изделия - от определения облика до запуска в производство. От того, насколько эффективно организована КТПП, напрямую зависят конкурентоспособность и качество продукции и в конечном итоге экономическое состояние предприятия. Основная нагрузка в период КТПП возложена как на проектные, конструкторские и технологические подразделения, так и на расчетные, метрологические, материаловедческие, экспериментальные и другие службы. В этот период определяются все параметры изделия, которые необходимы для его производства. При этом формируется один из главных экономических критериев - себестоимость.

Для проведения FMEA-анализа на уровне подсистемы СМК предложены специальные критерии для балльной оценки значимости потенциальных дефектов (табл. 3). Команда для проведения анализа на данном уровне включает в себя: главного инженера, начальника производственно-технического отдела, представителя службы качества, главного конструктора, технолога. Работа FMEA-команды направлена в первую очередь на анализ видов, причин и последствий потенциальных дефектов, связанных с конструкторско-технологической подготовкой производства. Примерами подобных дефектов могут быть:

- отсутствие средств защиты при проведении технологических процессов;

- отсутствие требований по безопасности в документации;

- ошибки в конструкторской документации;

- ошибки в технологической документации;

- несоответствие документации требованиям стандартов ЕСКД и ЕСТП;

- применение устаревших материалов;

- несвоевременная корректировка конструкторской и технологической документации;

- ошибки при определении норм расхода материала.

Таблица 3. Шкала баллов значимости S для FMEA-анализа подсистемы СМК

Применение FMEA-анализа на уровне процесса менеджмента качества рассмотрим на примере процесса мониторинга и измерений. Измерения играют большую роль в производстве. Большинство современных технологических процессоввключают значительное количество измерительных операций, удельный вес которых по мере автоматизации производства все более возрастает. Без точных измерений невозможно обеспечить высокое качество изготовляемой продукции. Таким образом, точные измерения - неотъемлемая часть процессов производства и контроля качества продукции.

Рекомендуемый состав команды для проведения анализа на данном уровне: заместитель генерального директора, технический директор, главный технолог, главный метролог, старший мастер модельно-инструментального цеха, инженер по инструменту технического отдела, инженер отдела главного энергетика, мастер отдела технического контроля. Работа FMEA-команды направлена на анализ видов, причин и последствий потенциальных дефектов процесса мониторинга и измерений. Примерами подобных дефектов являются:

- отсутствие планирования работ по метрологическому обеспечению;

- неправильный выбор средств измерений и контроля, обеспечивающих необходимую точность измерений;

- недостаточная оценка эффективности и достоверности измерительного и функционального контроля;

- недостаточные квалификация и опыт персонала;

- отсутствие оборудованных рабочих мест;

- отсутствие информации об условиях измерений;

- недостаточное метрологическое обеспечение;

- невыполнение графиков поверки.

FMEA-анализ конструкции может проводиться как для вновь разрабатываемой продукции, так и для существующей. Целью анализа является выявление потенциальных дефектов изделия, вызывающих наибольший риск потребителя, и внесение необходимых изменений в конструкцию изделия, которые бы позволили снизить такой риск. Применение FMEA-анализа на уровне конструкции продукции рассмотрим на примере электрического соединителя СНП334, выпускаемого ОАО «Карачевский завод «Электродеталь» [2]. Отказы или дефекты электрических соединителей могут возникать в результате появления в них различных конструктивных дефектов (явных и скрытых), обусловленных недостатками или нарушениями в технологии их изготовления. Отказы электрических соединителей по технологическим причинам сравнительно редки. Тем не менее уровень забракований при проведении цеховых, приемно-сдаточных испытаний и на входном контроле у потребителя все еще остается высоким. С целью определения наиболее важных направлений в исследовании путей совершенствования электрических соединителей необходимо обобщить и проанализировать информацию об их отказах, уточнить механизмы и причины их возникновения, оценить вклад наиболее значимых по своим последствиям дефектов и отказов.

Анализу подвергалась информация по показателям производства и качества СНП334 с момента начала его серийного производства. Анализ отказов и дефектов электрических соединителей показал, что существующая система контроля качества и испытаний изделий не исключает возможность поставки некондиционных соединителей потребителю. Для выявления изделий со скрытыми дефектами, обнаружение которых невозможно, необходимо проводить отбраковочные испытания, так как испытания материала, проводимые на входном контроле, не позволяют полностью исключить появление данных дефектов у готовой продукции.

Проведение DFMEA-анализа (Design Failure Mode and Effects Analysis) на предприятии преследовало следующие цели:

- повышение качества продукции на всех этапах конструкторской подготовки производства и исключение брака;

- сохранение и повышение конкурентоспособности изделия, а также конкурентоспособности и имиджа предприятия.

DFMEA-анализ проводила межфункциональная команда, в которую входили: конструктор, технолог, менеджер по продажам, представитель службы качества, испытатель, представитель производства. Работа FMEA-команды была направлена в первую очередь на анализ видов, причин и последствий потенциальных дефектов, связанных с конструкцией электрического соединителя, основными из которых являются: тепловое старение; размягчение, плавление, сублимация; расширение; хрупкость; образование льда; увеличение вязкости и затвердевание; потеря механической прочности; физическое сжатие; набухание; коррозия и электролиз; усадка; увеличение абразивного износа между подвижными частями и контактами; деформации; искрение, перегрев и нагрев; поверхностные разрушения; тепловые и механические повреждения; застревание; засорение; усталостные явления; электростатические эффекты; эрозия и др.

DFMEA-анализ показал, что основными причинами, вызывающими значительные повреждения в конструкции электрического соединителя, являются некачественный материал и слабая защита от неблагоприятных условий среды. Членами комиссии были разработаны рекомендации по снижению влияния данных причин на конструкцию.

1. Некачественный материал.

· Покончить с закупкой дешевого сырья - выбирать только тех поставщиков, у которых имеется сертификат соответствия СМК по данному виду продукции, а также отдавать предпочтение надежным, хорошо зарекомендовавшим себя за время сотрудничества поставщикам, а не сомнительным организациям.

· Ужесточить контроль за поставщиками и их выбором, в частности разработать документированную процедуру по выбору поставщиков.

· Ужесточить систему входного контроля, отвечающую за качество поставляемых материалов и запястных частей и определяющую параметры закупаемой продукции.

2. Защита от неблагоприятных условий среды.

· Для длительной сохранности изделия должны выпускаться заводом защищенными от воздействия неблагоприятной среды.

· Требования к сохранности, так же как к надежности, должны закладываться при разработке изделий и выполнятся на всех этапах производства и эксплуатации.

· Кроме различных защитных покрытий и способов консервации завод должен предусмотреть такой вид индивидуальной и групповой упаковки выпускаемой продукции, который обеспечит её сохранность при длительных транспортировках любым видом транспорта (морским, воздушным и сухопутным).

· Большую роль играют склады и базы, предназначенные для хранения изделий. В них должен постоянно поддерживаться предписанный режим и должны соблюдаться правила хранения, установленные соответствующими инструкциями. Оптимальными помещениями для длительного хранения аппаратуры и её элементов считаются герметичные помещения с чистым воздухом при температуре и относительной влажности . Считается, что эти условия легко осуществимы в подземных помещениях на глубине .

FMEA-анализ процесса производства (PFMEA-анализ) начинается на стадии технической подготовки производства и заканчивается до начала монтажно-сборочных и прочих работ. Целью FMEA-анализа процесса производства является обеспечение выполнения всех требований по качеству процесса производства и сборки путем внесения изменений в план процесса для технологических процессов с повышенным риском. Применение FMEA-анализа на уровне технологического процесса производства продукции рассмотрим на примере технологических процессов производства электрического соединителя СНП334 [3]. Конструкция электрического соединителя представляет собой комбинацию штыря и изолятора, поэтому PFMEA-анализнеобходимо проводить для каждой составляющей в отдельности.

В связи с этим проведен PFMEA-анализ технологического процесса «Холодная высадка и доделка штыря направляющего». Метод холодной высадки нуждается в более детальном исследовании с точки зрения условий его применения. Прогнозирование всех возможных недостатков позволит избежать нежелательных последствий и непредвиденных затрат в будущем. Целью данного анализа является идентификация дефектов процесса, оценка серьезности последствий для потребителя, а также предложение мер по улучшению процесса. Примерами дефектов могут быть:

- несочленяемость соединения;

- некачественное покрытие хвостовиков контакта;

- погнутость штырей.

Для проведения PFMEA-анализа технологического процесса изготовления и механической обработки штыря была изучена и проанализирована операционная карта типовой механической обработки, в результате чего были установлены следующие возможные дефекты процесса механической обработки электрического соединителя СНП334: недостаточное усилие зажима тянущими роликами; нарушение процесса правления проволоки; неточный подвод резца суппорта при обработке точением; несоблюдение центрирования; шелушение. Возможные дефекты процесса изготовления изоляторов: сколы, трещины, недопрессовка.

В результате проведенного PFMEA-анализа электрических соединителей максимальные значения приоритетного числа риска (ПЧР) были получены по следующим операциям:

- операция гальванопокрытия;

- штамповка;

- точение;

- правление;

- сверление;

- контроль.

С целью снижения значений ПЧР необходимо применить следующие меры:

· Разработка технологии пластичного никелевого покрытия;

· Применение никеля вместо серебра в качестве подслоя;

· Своевременная аттестация технологического оборудования;

· Внедрение статистических методов контроля на операции штамповки.

· Усовершенствование автоматического поддержания температурного режима завальцовки.

· Внедрение гальванического лужения хвостовиков оловосвинцовыми сплавами.

· Диагностический контроль, позволяющий выявить скрытие дефекты литья.

· Совершенствование конструкции штырей.

· Разработка технологических карт на изготовление деталей, входящих в комплект холодной оснастки.

Однако в современных условиях конкуренции качество электрических соединителей должно соответствовать мировым стандартам. Для этого необходимо рассмотреть следующие направления:

1. Разработка оригинальных конструктивных решений:

1.1. Сравнительное упрощение конструкции контактов (контактных пар) и резкое увеличение плотности расположения.

1.2. Поиск новых конструктивных решений, улучшающих качество соединения.

2.Выбор (разработка) более качественных материалов для изготовления соединителей. При совершенствовании электроизоляционных материалов ставятся следующие цели:

2.1. Повышение срока службы материала при неизменности его свойств.

2.2. Повышение его технических характеристик.

2.3. Улучшение технологических свойств электропроводящих материалов для контактных пар.

2.4. Разработка новых и совершенствование известных покрытий контактных пар.

3.Разработка новых технологических процессов изготовления соединителей:

3.1. Обеспечение стабильности технологических процессов.

3.2. Разработка технологических процессов, основанных на научных направлениях (например, применение нанотехнологий для управления такими параметрами, как усилие сочленения, сопротивление контактов).

4.Обеспечение степени воздействия внешних факторов непосредственно на соединитель:

4.1. Снижение массы и габаритов электронной аппаратуры и самих соединителей.

4.2. Снижение (вплоть до нулевых значений) степени передачи внешних воздействий непосредственно через соединитель.

4.3. Тщательная проработка конструкции аппаратуры с целью уменьшения количества элементов, комплектуемых соединителями.

Работа по повышению качества соединителей не исчерпывается изложенными тенденциями и направлениями. В постоянно меняющемся мире возникают новые технические решения старых проблем. Основной мировой тенденцией в области качества соединителей является постоянный рост основных качественных характеристик: долговечности, срока службы, наработки на отказ.

Комплексный метод многоуровневого FMEA-анализа в системе менеджмента качества организации позволяет выявить потенциальные дефекты продукции и технологических процессов, а также СМК, её процессов и организации в целом. FMEA-анализ не рассматривает прямо экономические показатели, в том числе затраты на недостаточно высокое качество, а позволяет выявить именно те дефекты, которые обусловливают наибольший риск потребителя, определить их потенциальные причины, выработать корректирующие действия по их устранению еще до того, как эти дефекты проявятся, и, таким образом, предупредить затраты на их исправление.

Список литературы

1. Гольдштейн, Г.Я. Инновационный менеджмент: учеб. пособие / Г.Я. Гольдштейн. - Таганрог: ТРТУ, 1998. - 132 с.

2. Мирошников, В.В. Управление качеством конструкторско-технологической подготовки производства на основе применения комплексной FMEA-методологии / В.В. Мирошников, А.А. Филипчук // Вестн. БГТУ. - 2010. - №4. - С. 7 - 16.

3. Филипчук, А.А. Менеджмент качества технологической подготовки производства на основе применения FMEA-методологии / А.А. Филипчук, Т.П. Дементьева, В.С. Ликсанова // Менеджмент качества продукции и услуг: материалы 3-й Междунар. науч.-техн. конф. (г. Брянск, 27 - 28 апр. 2010 г.): в 2т. / под ред. О.А. Горленко. - Брянск: БГТУ, 2010.

4. Основы FMEA // SixSigmaonline. -URL: http://sixsigmaonline.ru/load/15-1-0-69.

5. Юнак, Г.Л. Опыт проведения различных видов FMEA и общее планирование FMEA автомобиля /Г.Л. Юнак, В.Е. Годлевский, Г.В. Иванов// Ассоциация Деминга. - URL: http://www.deming.ru.

Размещено на Allbest.ru