Управление качеством конструкторско-технологической подготовки производства на основе применения комплексной FMEA-методологии

Размещено на http://www.allbest.ru/

УДК 658.562

Управление качеством конструкторско-технологической подготовки производства на основе применения комплексной FMEA-методологии

В.В. Мирошников,

А.А. Филипчук

Предложен комплексный подход к применению FMEA-анализа в области конструкторско-технологической подготовки производства, который включает проведение DFMEA-анализа конструкции изделия, PFMEA-анализа технологии производства изделия и MFMEA-анализа оборудования (оснастки).

Ключевые слова: управление качеством, конструкторско-технологическая подготовка производства, FMEA, DFMEA, PFMEA, MFMEA.

Почти на любом отечественном предприятии, выпускающем конечную продукцию или компоненты к ней, на стадии серийного производства существует по крайней мере три проблемы. Первая - достаточно высокий уровень несоответствий (брака). Вторая - довольно высокий процент рекламаций от потребителя, что также ложится экономическим бременем на предприятие, но главное - сильно подрывает репутацию как продукции, так и предприятия. Третья проблема: продукция плохо продается, особенно при наличии конкурентного товара. В большинстве случаев эти проблемы вызваны низким уровнем разработки и подготовки производства продукции [1].

В автомобилестроении для повышения качества процессов разработки и подготовки производства стал применяться метод анализа отказов и последствий потенциальных отказов (FMEA-анализ) [2]. В мире накоплен значительный опыт разработки и успешного применения методов FMEA-анализа. На сегодняшний день в развитых странах не менее 80% разработок технических изделий проводится с применением FMEA-методологии.

В данной статье авторами предлагается комплексный подход к применению FMEA-анализа в области конструкторско-технологической подготовки производства, который в настоящее время приобретает все большую актуальность.

Комплексный подход к проведению FMEA-анализа включает проведение DFMEA-анализа конструкции изделия, PFMEA-анализа технологии производства изделия и MFMEA-анализа оборудования (оснастки). Особенность такого комплексного анализа заключается в соподчинённости и последовательности выполнения различных видов FMEA: FMEA изделия - FMEA сборочной единицы (СЕ) - FMEA детали. Все виды FMEA связаны и зависят один от другого (рис. 1)[3]. Результат FMEA конструкции изделия, узла является основой для FMEA процесса сборки изделия, узла. Очевидно, что последний должен проводиться после ввода изменений в конструкцию узла по результатам FMEA конструкции. FMEA оборудования должен проводиться после ввода изменений в технологический процесс по результатам FMEA процесса. Учитывая это, сначала надо проводить FMEA конструкции, затем FMEA процесса, а завершать цепочку анализов должен FMEA оборудования. Ниже более подробно рассмотрены первые две стадии комплексного FMEA-анализа.

DFMEA-анализ конструкции. Предложенный конструкторами эскизный вариант конструкции (изделия, узла, детали) подвергается всестороннему анализу по методу DFMEA. Здесь работает межфункциональная DFMEA-команда, в которую, как правило, входят: конструктор; технолог (если функции технолога-проектировщика и цехового технолога разделены, то оба технолога); представитель маркетинговой службы, знающий, как подобные изделия ведут себя в эксплуатации и сервисной мастерской; представитель службы качества; испытатель, имевший дело с подобными конструкциями; представитель производства; представитель потребителя; представители других подразделений, полезные при рассмотрении конструкции.

Рис. 1. Схема комплексной FMEA-методологии

Согласно предлагаемому авторами алгоритму работы DFMEA-команды (рис. 2), DFMEA-анализ складывается из следующих основных этапов:

1. Ознакомление с предложенным проектом конструкции (изделия, узла, детали). Ведущий DFMEA-команды представляет для ознакомления членам своей команды комплект документов по предложенному проекту конструкции.

2. Определение видов потенциальных дефектов, их последствий и причин. Для конкретного технического объекта с его конкретной функцией 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, составленный, например, в виде таблицы. Форма протокола должна быть предварительно выбрана и утверждена.

3. Для всех описанных видов потенциальных дефектов определяют их последствия на основе опыта и знаний DFMEA-команды. Для каждого вида дефекта может быть несколько потенциальных последствий, все они должны быть описаны.

4. Для каждого последствия дефекта экспертно определяют балл значимости S при помощи таблицы баллов значимости. Балл значимости изменяется от 1 (для наименее значимых по ущербу дефектов) до 10 (для наиболее значимых по ущербу дефектов). Для конкретного предприятия эта таблица должна быть пересмотрена в соответствии с его спецификой и конкретными последствиями дефектов.

При составлении таких таблиц необходимо иметь в виду, что по мере снижения значимости последствий дефектов при их описании следует переходить от терминов безопасности и экологии к терминам утраты основных функций объекта, далее к терминам потерь (на устранение дефекта и др.), затем к терминам неудовольствия (неудобства) потребителя, включая в число потребителей и персонал, участвующий в процессе изготовления, а также персонал, обслуживающий технический объект в эксплуатации.

Типовые значения баллов значимости приведены в табл. 1[1].

В дальнейшем при работе DFMEA-команды используется один, максимальный балл значимости S из всех баллов для последствий данного дефекта.

Таблица 1

Рекомендуемая шкала баллов значимости S для FMEA-конструкции

5. 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.

6. Для каждой потенциальной причины дефекта экспертно определяют балл возникновения О. При этом 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). Типовые значения баллов возникновения приведены в табл. 2 [1].

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

Балл обнаружения изменяется от 10 (для практически необнаруживаемых дефектов и причин) до 1 (для практически достоверно обнаруживаемых дефектов и причин). Типовые значения баллов обнаружения приведены в табл. 3 [1].

8. После получения экспертных оценок S, О, D вычисляют приоритетное число риска (ПЧР) по формуле [1]

ПЧР = S•O•D. (1)

Рис. 2. Блок-схема алгоритма проведения DFMEA-анализа конструкции

Таблица 2

Рекомендуемая шкала баллов возникновения О для FMEA-конструкции

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

Таблица 3

Рекомендуемая шкала баллов обнаружения D для FMEA-конструкции

9. Для приоритетного числа риска должна быть заранее установлена критическая граница (ПЧР_гр). Для определения ПЧР_гр можно использовать карты риска [5]. На практике обычно ПЧР_гр определяют экспертно в пределах от 100 до 125. По усмотрению службы маркетинга и других служб предприятия для некоторых возможных дефектов значение ПЧР может быть установлено менее 100. Снижение ПЧР_гр соответствует созданию более жестких требований для обеспечения высококачественных и надежных объектов и процессов.

10. Составляют перечень дефектов и причин, для которых значение ПЧР превышает ПЧР_гр. Именно для них и следует далее вести доработку конструкции.

Для каждого дефекта или причины с ПЧР > ПЧР_гр команда должна прилагать усилия к снижению этого расчетного показателя посредством доработки конструкции.

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. Следует проанализировать новый предложенный вариант и подсчитать и записать новое значение ПЧР (в соответствии с рис. 2).

Все новые значения ПЧР следует рассмотреть и, если необходимо дальнейшее их снижение, повторить предыдущие действия. Руководитель DFMEA-команды должен подтвердить, что все предложения членов команды по доработке конструкции были рассмотрены.

12. В конце работы DFMEA-команды должен быть составлен и подписан протокол, в котором отражены основные результаты работы команды, включающие:

· состав DFMEA-команды;

· описание технического объекта и его функций;

· перечень дефектов и/или причин для первоначально предложенного варианта конструкции;

· экспертные баллы S, О, D и ПЧР для каждого дефекта и причины первоначально предложенного варианта конструкции;

· предложенные в ходе работы DFMEA-команды корректирующие действия по доработке первоначально предложенного варианта конструкции;

· экспертные баллы S, О, D и ПЧР для каждого дефекта и причины доработанного варианта конструкции.

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

PFMEA-анализ технологии. Этап проектирования технологии производства необходим для всех предприятий, в том числе и для тех, которые используют готовые конструкции и технологии. Реализация даже идеальной технологии в новых условиях, с другими исполнителями, сырьем и т. д. может преподнести сюрпризы, поэтому в любом случае предложенная технология должна быть подвергнута PFMEA-анализу.

При проектировании технологии необходимо пройти два шага [1]:

1. Создание эскизного варианта технологии.

2. Анализ и доработка технологии по методу PFMEA.

На первом шаге технолог разрабатывает эскизный вариант технологии.

На втором шаге предложенный эскизный вариант технологии подвергается всестороннему анализу по методу PFMEA. В соответствующую PFMEA-команду, как правило, входят: технолог -- автор представленной технологии; цеховой технолог; конструктор; представитель службы качества; представитель производства; метролог; конструкторы технологической и метрологической оснастки; представители других подразделений, полезные при рассмотрении технологии.

На рис. 3 представлена блок-схема предлагаемого авторами алгоритма работы PFMEA-команды. PFMEA-анализ проводится в таком же порядке,. как и DFMEA-анализ (рис. 2).

Для каждого последствия дефекта экспертно определяют балл значимости S при помощи таблицы баллов значимости. Типовые значения баллов значимости приведены в табл. 4 [1].

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. Также учитывается статистический индекс С_пк, который определяет возможности технологического процесса по обеспечению установленного допуска на показатель качества. Типовые значения баллов возникновения приведены в табл. 5 [1].

Для данного дефекта и каждой отдельной причины определяют балл обнаружения D в ходе предполагаемого процесса изготовления. Типовые значения баллов обнаружения приведены в табл. 6 [1].

После получения экспертных оценок S, О, D вычисляют приоритетное число риска по формуле (1). Для дефектов, имеющих несколько причин, определяют соответственно

Рис. 3. Блок-схема алгоритма проведения PFMEA-анализа технологии несколько ПЧР. Каждое ПЧР может иметь значения от 1 до 1000

Критическая граница ПЧР_гр определяется по той же методике, что и в DFMEA-анализе.

Таблица 4

Рекомендуемая шкала баллов значимости S для PFMEA-процесса

Составляют перечень дефектов и причин, для которых значение ПЧР превышает ПЧР_гр. Именно для них и следует далее вести доработку технологического процесса. Для каждого дефекта или причины с ПЧР > ПЧР_гр команда должна прилагать усилия к снижению этого расчетного показателя посредством доработки технологического процесса.

Таблица 5

Рекомендуемая шкала баллов возникновения O для PFMEA-процесса

В конце работы РFMEA-команды должен быть составлен и подписан протокол, в котором отражены основные результаты работы команды.

Таблица 6

Рекомендуемая шкала баллов обнаружения D для PFMEA-процесса

Опытная проверка изложенной в статье методики проводилась на электрических соединителях производства ФГУП «Карачевский завод «Электродеталь» [4].

качество автомобилестроение управление конструкторский

Список литературы

1. Горленко О.А. Управление качеством в производственно-технологических системах: учебник / О.А. Горленко, В.В. Мирошников, Н.М. Борбаць. - Брянск: БГТУ, 2009. - 312 с.

2. ГОСТ Р 51814.2-2001. Системы качества в автомобилестроении. Метод анализа видов и последствий потенциальных дефектов.

3. Годлевский В.Е. Применение метода анализа видов, причин и последствий потенциальных несоответствий (FMEA) на различных этапах жизненного цикла автомобильной продукции / В.Е. Годлевский, А.Я. Дмитриев, Г.Н. Изюменко, А.В. Литвинов, Г.Л. Юнак. - Самара: Перспектива, 2002. - 160 с.

4. 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 2 т. / под ред. О.А. Горленко. - Брянск: БГТУ, 2010.

5. Зинкевич В.А. Карта рисков - эффективный инструмент управления / В.А. Зинкевич // Франклин & Грант. Риск-консалтинг.- 2004.

Размещено на Allbest.ru