Применение метода анализа видов и последствий потенциальных дефектов fmea при строительно-монтажных работах

Александра НАЛИМОВА

Nalimova A.V.

ПРИМЕНЕНИЕ МЕТОДА АНАЛИЗА ВИДОВ И ПОСЛЕДСТВИЙ

ПОТЕНЦИАЛЬНЫХ ДЕФЕКТОВ FMEA ПРИ СТРОИТЕЛЬНО-МОНТАЖНЫХ РАБОТАХ

 

APPLICATION OF THE METHOD OF ANALYSIS OF SPECIES AND CONSEQUENCES

OF POTENTIAL DEFECTS IN FMEA construction and installation work

 

Раскрыта актуальность управления качеством, обеспечения безопасности и повышения конкурентоспособности строительно-монтажных работ. Предложен инструмент управления качеством FMEA-анализ видов и последствий. Приведены дефекты строительных конструкций и оценены для них значения приоритетного числа риска для потребителей.

Revealed the relevance of quality management, security, and enhance the competitiveness of construction and installation work. We propose a quality management tool FMEA-analysis of the types and effects. Given structural defects and evaluated for their value priority of risk to consumers.

Ключевые слова: метод анализа видов и последствий потенциальных дефектов FMEA, строительно-монтажные работы.

Key words: method of analysis of the types and effects of potential defects FMEA, with construction and installation work.

 

После вступления Российской Федерации во Внешнеторговую организацию перед предприятиями по производству строительных материалов и строительно-монтажными организациями возникла проблема успешной адаптация к условиям современной рыночной экономики. Именно решение возникшей проблемы – необходимое требование для их не только выживания, но и дальнейшего развития.

В свете ФЗ «О техническом регулировании» предъявляются совершенно иные требования к качеству и безопасности строительства. Устойчивое положение предприятий строительной отрасли  определяется уровнем конкурентоспособности. Обеспечение, управление и повышения качества постепенно занимает первое место в концепции политики России, а также рост конкурентоспособности за счет роста качества.

В этих условиях проблема качества, безопасности и конкурентоспособности производства строительных материалов и строительно-монтажных работ при возведении зданий и сооружений должна решаться на новом концептуальном уровне.

Кроме того, существуют свидетельства роста числа аварий и тяжести их последствий. В среднем в год на территории РФ происходит 30-40 аварий, приостанавливается строительство более 700 объектов и около трети из них - по причине угрозы аварии. Как показывает практика, критические дефекты, допущенные в процессе выполнения строительно-монтажных работ, ответственны примерно за 60% аварий в строительстве [1].

Значительно снизить аварийность в строительстве возможно, направив усилия на:

- обеспечение качества строительно-монтажных работ (СМР),

- повышение бездефектности технологических процессов СМР,

- минимизацию вероятности отказа конструкций, как наложения случайных событий в виде отклонений прочности материалов, величин нагрузки, технологических дефектов и человеческих ошибок, в том числе ошибок контролеров.

Одним из эффективных инструментом стимулирования безошибочной работы является разработка, внедрение и поддержание в рабочем состоянии на предприятиях стройиндустрии элементов системы качества. Одним из элементов современных систем качества являются различные статистические методы. Это простые инструменты управления качеством (контрольный листок, причинно-следственная диаграмма, диаграмма Парето и другие), и более сложные инструменты, основанные на методах математической статистики (регрессионный анализ, дисперсионный  и другие).

Успешно решить проблему управления качеством в строительстве возможно путем внедрения современных инструментов повышения качества. В мире накоплен примерно 30-летний опыт разработки  и применения  Метода анализа видов и последствий потенциальных дефектов FMEA (далее - метод FMEA).

Метод FMEA – это эффективный инструмент повышения качества разрабатываемых технических объектов, направленный на предотвращение дефектов и/или снижение негативных последствий от них. Повышение качества достигается предвидению дефектов и/или разрушений и их анализу, осуществляемого на стадиях проектирования конструкций и технологических и производственных процессах [2].

FMEA – метод позволяет эффективно влиять на безопасность и качество строительных объектов на этапе проектирования и технологии производства путем выявления потенциальных дефектов строительных конструкций с высокой критичностью.

Идеология FMEA проста, что дает возможность привлекать к процессу реализации метода специалистов разного профиля [3]. Таким образом, облегчается всесторонний обхват проблемы обеспечения качества, безопасности и конкурентоспособности. При этом самое важное преимущество FMEA – сокращение потерь, обусловленных низким качеством, за счет предотвращения дефектов и несоответствий на ранних этапах проектирования и строительства.

С помощью FMEA – метода можно анализировать потенциальные дефекты, их причины и последствия, а также оценивать риски их появления и/или необнаружения при производстве (монтаже, эксплуатации) и принимать меры для устранения или снижения вероятности ущерба от их появления. Это один из наиболее эффективных методов доработки конструкции строительных объектов и технологических процессов.

Таким образом, нами была выдвинута гипотеза о том, что возможно управлять качеством СМР, обеспечивать безопасность строительства и повышать конкурентоспособность строительно-монтажных предприятий применив FMEA – анализ на этапе проектирования конструкций и производства строительно-монтажных работ.

На этапе проектирования конструкции строительного объекта методом FMEA возможно решение следующих задач:

- обнаружение «слабых» мест в строительных конструкциях и реализация мер по их устранению;

- сбор информации о риске разрушений предложенного и альтернативных вариантов конструкции;

- доработка строительной конструкции до наиболее приемлемой с различных точек зрения: безопасности, надежности, технологичности и т.д.;

- сокращение дорогостоящих  экспериментов.

На этапе производственного процесса FMEA – метод позволяет решать следующие задачи:

- обнаружение «слабых»  мест строительно-монтажных работ и принятие мер по их устранению при планировании производственных процессов;

- принятие решений о  пригодности предложенных и альтернативных  процессов и оборудования при разработке строительно-монтажных работ;

- доработка технологического  процесса до наиболее приемлемого  с различных точек зрения, а именно: надежности, безопасности для персонала, обнаружения потенциально дефектных технологических операций и т.д.

Цель работы: обеспечение, управление и повышение качества СМР и монолитных конструкций, а также обеспечение безопасности и повышение конкурентоспособности путем внедрения FMEA-анализа. Для реализации поставленной цели была решена задача, которая состояла в выявлении потенциальных дефектов монолитной конструкции, вызывающих наибольший риск потребителя.

В процессе FMEA-анализа качества СМР нами были определены:

- перечень потенциальных дефектов для железобетонных монолитных конструкций;

- потенциальные причины дефектов;

- потенциальные последствия от дефектов для потребителя;

- возможности контроля появления дефектов.

Для монолитных конструкций и строительно-монтажных работ FMEA-анализ проводился по структуре «снизу вверх», при которой определялось влияние каждого дефекта на качество конструкции и на качество производства.

С целью обеспечения применения FMEA-анализа для строительных конструкций нами количественно оценены дефекты. Для этого составлен перечень всех известных дефектов и возможных причин их возникновения. Перечень представлен  в табл. 1.

 

Таблица 1 – Дефекты строительных конструкций и причины их возникновения

Дефект	Потенциальные причины возникновения	Потенциальные последствия	Возможность контроля	А	В	С	D
Отбитости ребер	Распалубка	Потеря  функционального назначения	Возможен	5	5	1	25
Отклонение линий плоскостей пересечения от вертикали или проектного наклона на всю высоту конструкций	Не достаточно жесткая, деформирующейся при укладке бетона опалубка	Потеря устойчивости и функционального назначения, изменение формы, смещение и деформация арматурных каркасов и стенок,  изменение эксплуатационных свойств,  образованию выступов и наплывов		4	8	2	64
Отклонение горизонтальных плоскостей на всю длину выверяемого участка	Не достаточно жесткая, деформирующейся при укладке бетона опалубка	Изменение формы, смещение и деформация арматурных каркасов и стенок,  изменение эксплуатационных свойств,  образованию выступов и наплывов, увеличение веса конструкции	-«-	4	8	2	64
Трещины	Несоблюдение режима выдерживания бетона в опалубке	Ухудшение качества бетонных поверхностей, ухудшение эксплуатационных свойств	-«-	7	3	2	42
Недостаточная толщина или отсутствие защитного слоя	При неправильной установке или смещении опалубки или армокаркаса, отсутствии прокладок	Коррозия металла, снижение устойчивости конструкции	-«-	4	6	5	120
Раковины и каверны вокруг арматурных стержней	Применение слишком жесткой бетонной смеси	Снижение  сцепления арматуры с бетоном, появления коррозии арматуры	-«-	3	4	7	84
Неоднородная прочность и плотность бетона	Укладка расслоившейся бетонной смеси	Снижение марки по морозостойкости, по прочности	-«-	4	5	7	140
Раковины	Плохое уплотнение бетонной смеси при укладке в опалубку	Снижение несущей способности, увеличение проницаемости конструкции, коррозия арматуры	-«-	6	3	3	54
Расслаивание	Нарушения технологии отделки свежеуложенного бетона и неадекватный уход за ним	Ухудшение качества бетонных поверхностей, ухудшение эксплуатационных свойств	-«-	2	4	3	24
Пыление	Низкая прочность цементного слоя	Образование кремнеземной пыли на поверхности бетона		1	1	1	1

 

 

Для каждого дефекта, в соответствии с представленной таблицей, были определены следующие критерии:

а) частота возникновения дефекта (А) – проставляется по 10-бальной шкале; наивысший балл проставляется, когда оценка частоты возникновения составляет более 25 %.

б) тяжесть последствий для потребителя (В) – проставляется обычно по 10-бальной шкале; наивысший балл проставляется для случаев, когда последствия дефекта влекут юридическую ответственность;

в) вероятность не обнаружения дефекта (С) – является 10-бальной экспертной оценкой; наивысший балл проставляется для скрытых дефектов, которые не могут быть выявлены до наступления последствий;

г)  риск потребителя (D) – показывает, в каких отношениях друг к другу в данный момент времени находятся причины возникновения дефектов.

Для проставления баллов использовались шкалы баллов значимости дефектов, рекомендуемые современными стандартами, критерии значимости производственного процесса, а для выставления балла обнаружения дефекта, предложенные в ГОСТ 27.310.

Для установления параметра частоты возникновения дефекта А использовалась шкала по ГОСТ 27.310 с представленными в табл. 2 изменениями.

 

Таблица 2 - Оценки вероятностей отказов в баллах

Виды дефектов по вероятности возникновения за время эксплуатации	Ожидаемая вероятность потери несущей способности конструкции	Оценка вероятности отказа в баллах А
Потеря несущей способности конструкции практически невероятна	Менее 0,005	1-3
Потеря несущей конструкции способности маловероятна	От 0,005 до 0,05	4-5
Потеря несущей способно-сти конструкции имеет малую вероятность, обусловленную только точностью расчета	От 0,05 до 0,01	6
Умеренная вероятность потери несущей способности конструкции	От 0,01 до 0,1	7
Потеря несущей способности возможна, но при испытаниях или в эксплуатации аналогичных изделий не наблюдались	От 0,1 до 0,25	8-9
Потеря несущей способно-сти возможна, наблюдались при испытаниях и в эксплуатации аналогичных конструкций	Более 0,25	10