Современные методы и инструменты управления качеством

 

 

 

Рис. 1.7. Структура 5 и 6 этапов СФК

На седьмом этапе СФК определяются технические и экономические трудности смещения ИХ в нужную сторону. Эта оценка выполняется экспертами по любой шкале, часто пятибалльной. Чем больше трудность реализации смещения ИХ, тем выше балл. Эти баллы записывают в нижележащих строках таблицы в «подвале» Дома Качества (рис. 1.8).

 

На восьмом  этапе СФК производится сравнение степени реализации ПТ и уровней ИХ нашей фирмы с ее ближайшими конкурентами А и В, а также определение требуемых значений ИХ новой продукции (целей). Сравнение с конкурентами (бенчмаркинг) производится по уже выпускаемой нашей фирмой продукции. При создании принципиально новой продукции или при создании новой фирмы этот метод неприемлем или приемлем не полностью. В качестве конкурента А выбирается фирма, у которой рыночная доля чуть больше нашей. В качестве конкурента В — фирма с рыночной долей чуть меньше нашей. Они обе представляют для нас потенциальную опасность. Сравнение может производиться по фактическим значениям ПТ и ИХ, достигнутых нами и конкурентами А и В, или по экспертным оценкам степени реализации ПТ и фактических значений ИХ. На рисунке выше (см. рис. 1.8) показан пример бенчмаркинга с помощью экспертных оценок по пятибалльной шкале.

Завершает построение Дома Качества определение требуемых  значений каждой из ИХ в новом изделии (целей), обеспечивающих конкурентоспособность этого изделия. Для этого у нас имеется основная информация: направления изменений ИХ, связи между ними, роль каждой из них с точки зрения потребителя, технические и экономические возможности необходимого изменения ИХ, значения ИХ и ПТ или их экспертные оценки у наших ближайших конкурентов. Все это обеспечивает оптимизацию решений и, как было показано выше, их высокую эффективность на уровне фирмы.

При принятии решений  СФК- командой могут быть использованы такие методы, как FMEA (анализ последствий  и причин отказов) и стоимостный  анализ.

 

 

Рис. 1.8. Структура 7 и 8 этапов СФК

 

В целом, метод СФК  позволяет не только формализовать  процедуру определения основных характеристик создаваемого продукта с учетом пожеланий потребителя, но и принимать обоснованные решения по управлению качеством процессов  создания нового продукта.

«Развертывая» качество на начальных этапах жизненного цикла  продукта в соответствии с нуждами  и пожеланиями потребителя, удается  избежать (или, по крайней мере, свести к минимуму) корректировку параметров продукта после его появления на рынке, а следовательно, обеспечить высокую ценность и одновременно относительно низкую стоимость  продукта (за счет сведения к минимуму непроизводственных издержек).

 

 

 

2. Анализ видов и последствий  потенциальных отказов (FMEA)

 

2.1. Цели и задачи FMEA

 

Как видно из названия метода -  «FMEA — Potential Failure Mode and Effects Analysis» его основной целью является предупреждение и/или ослабление вредных последствий у потребителя возможных дефектов продукции и процессов ее производства. Наиболее целесообразно применение FMEA при разработке или модернизации продукции и процессов ее изготовления. В настоящее время, как будет показано ниже, область применения FMEA весьма широка [1].

Основными задачами FMEA являются определение:

• возможных отказов (дефектов) продукции и/или процесса ее изготовления, их причин и последствий;

• степени критичности (тяжести) последствий для потребителей (S), вероятностей возникновения причин (дефектов) (O) и выявления их (D) до поступления к потребителю;

• обобщенной оценки качества (надежности, безопасности) объекта анализа —«приоритетного числа риска» (ПЧР) и сравнение его с предельно допустимым значением ПЧРкр;

• мероприятий по улучшению объекта анализа, обеспечивающих соблюдение условия

ПЧР < ПЧРкр

для объекта в целом и его компонентов.

Для проведения FMEA создается  специальная команда. Значения S, О, D, ПЧР, ПЧРкр определяются экспертным или расчетным методами.

 

2.2. Виды и области применения FMEA

 

Объектами FМЕА-анализа  могут быть:

• конструкция изделия (FMEA-анализ конструкции);

• процесс производства продукции (FMEA-анализ процесса производства);

• бизнес_процессы (документооборот, финансовые процессы и т. д.) (FMEA-анализ бизнес_процессов);

• процесс эксплуатации изделия (FMEA-анализ процесса эксплуатации).

FMEA-анализ конструкции  может проводиться как для  разрабатываемой конструкции, так и для существующей. В рабочую группу по проведению анализа

обычно входят представители отделов разработки, планирования производства,

сбыта, обеспечения качества, представители опытного производства.

Целью анализа является выявление потенциальных дефектов изделия, вызывающих наибольший риск потребителя, и внесение изменений в конструкцию изделия, которые бы позволили снизить такой риск.

FMEA-анализ процесса  производства осуществляется ответственными  службами планирования производства, обеспечения качества или производства  с участием соответствующих специализированных  отделов изготовителя и при необходимости — потребителя. FMEA-анализ процесса производства начинается на стадии технической подготовки производства и заканчивается до начала основных — монтажно-сборочных и т. п. 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.

FMEA-анализ бизнес-процессов  обычно производится в подразделениях, выполняющих данный бизнес-процесс. В проведении анализа, кроме представителей этих подразделений, участвуют представители службы обеспечения качества, представители подразделений, являющихся внутренними потребителями результатов бизнес-процесса и подразделений, участвующих в выполнении этапов бизнес-процесса.

Цель этого вида анализа  — обеспечение качества выполнения запланированного бизнес-процесса. Выявленные в ходе анализа потенциальные причины дефектов и несоответствий позволят определить причину неустойчивости системы. Выработанные корректирующие мероприятия должны обеспечить эффективность и результативность бизнес-процесса.

FMEA-анализ процесса  эксплуатации проводится в том  же составе, что и FMEA-анализ  конструкции. 

Цель его проведения — формирование требований к конструкции изделия и условиям эксплуатации, обеспечивающим безопасность и удовлетворенность потребителя, то есть подготовка исходных данных как для процесса разработки конструкции, так и для последующего FМЕА - анализа конструкции и процессов ее изготовления.

 

2.3. Методы выполнения FMEA

 

Анализ возможных отказов (дефектов) изучаемой системы (объекта) и их последствий для потребителей (внутренних и/или внешних) производится, как отмечалось выше, экспертным (наиболее распространенным) или расчетным  методами.

Ограниченность распространения  расчетного метода вызвана необходимостью для его реализации информации о модели изучаемого объекта, взаимосвязях между его элементами, понимания природы происходящих в нем процессов.

Если рассматривать структуру  объекта как иерархическую систему взаимосвязанных элементов (рис. 2.1), возможны 3 стратегии (последовательности) изучения объекта:

1. «снизу вверх» — то есть от отдельных элементов к объекту в целом;
2. «сверху вниз» — то есть от объекта в целом к его элементам;
3. комбинированный.

Эти методы называют также  соответственно структурным, функциональным и комбинированным [3].

 

Рис. 2.1. Структура изучаемого объекта

 

Структурные методы FMEA относят  к классу индуктивных методов (анализ «снизу вверх»), применяемых для относительно простых объектов, отказы которых могут быть четко локализованы, а последствия каждого отказа элементов выбранного начального уровня разукрупнения могут быть прослежены на всех вышестоящих уровнях структуры объекта.

Уровень разукрупнения  объекта, начиная с которого (до которого) проводят FMEA на определенном этапе его разработки, устанавливают, исходя из требуемых результатов анализа; степени отработанности конструкторской, технологической и эксплуатационной документации; наличия необходимых исходных данных; степени новизны конструкции объекта и его составных частей, технологий их изготовления, условий эксплуатации.

При прочих равных условиях, чем выше уровень отработанности конструкции и технологии изготовления объекта и его составных частей, тем меньший уровень детализации допускается при анализе, и, наоборот, объекты, содержащие принципиально новые конструктивно-технологические решения, построенные на новой элементной базе, требуют углубленного, более детализированного анализа.

Основная цель анализа  «снизу вверх» — оценка степени  влияния отказов составных частей системы на выполнение ею своих функций.

Последствия отказов  элементов по влиянию на единицы  более высокого уровня деления классифицируются как:

• локальные, не вызывающие отказы элементов более высокого уровня;

• промежуточные, связанные с отказами элементов следующего уровня деления объекта;

• конечные, приводящие к отказу объекта.

По степени тяжести  конечных последствий отказы подразделяют на 4 категории:

• категория I — катастрофический отказ;

• категория II — существенный отказ, приводящий к невыполнению объектом своих функций;

• категория III — промежуточный (маргинальный) отказ, приводящий к экономическим потерям;

• категория IV — несущественный (незначительный) отказ, который не относится к вышеперечисленным категориям.

Общая схема (алгоритм) FMEA структурным методом включает следующие основные операции:

• в соответствии с планом анализа устанавливают минимальный уровень

разукрупнения, с которого начинают FMEA;

• на основе функциональной блок-схемы объекта идентифицируют все элементы выбранного уровня разукрупнения;

• для каждого идентифицированного элемента данного уровня на основе имеющихся классификаторов отказов, инженерного анализа, имеющихся априорных данных, опыта и знаний исследователя составляют перечень возможных видов отказов данного элемента;

• для каждого вида отказа выбранного элемента определяют его возможные последствия на рассматриваемом и следующих уровнях структуры объекта;

• для элементов, отказы которых определенного вида непосредственно приводят к отказу объекта или снижению качества его функционирования, оценивают категорию тяжести последствий отказов или рассчитывают показатели

критичности;

• повторяют описанные выше операции последовательно для элементов всех вышестоящих уровней разукрупнения. Последствия отказов элементов нижестоящего уровня, которые не могут быть выражены в виде влияния на функционирование элементов рассматриваемого уровня, рассматривают как самостоятельные виды отказов на этом уровне;

• выделяют отказы, категория тяжести последствий или оценки показателей критичности которых превосходят пределы, установленные планом анализа, а элементы, соответствующие этим отказам, включают в перечень критичных элементов.

Для каждого критичного элемента:

• определяют наличие и оценивают достаточность предусмотренных средств и методов обнаружения, локализации и индикации отказов;

• определяют возможные меры, обеспечивающие сохранение работоспособности объекта при возникновении данного отказа (введение резервирования, перестраиваемая структура, изменение алгоритма функционирования), и оценивают целесообразность их введения;

• определяют возможные меры по снижению вероятности отказов (применение в облегченном режиме, введение защиты от перегрузок, дополнительных проверок и испытаний в процессе изготовления и эксплуатации, введение дублирования элементов, профилактического обслуживания и плановых за

мен в эксплуатации и  т. п.) и оценивают их эффективность;

• определяют возможные способы предупреждения наиболее опасных последствий отказов (аварийная защита и сигнализация, специальные правила поведения персонала при возникновении отказов и т. п.).

Функциональные методы FMEA относят к классу дедуктивных (анализ по схеме «сверху вниз») методов, применяемых для сложных многофункциональных объектов, отказы которых трудно априорно локализовать и для которых характерны сложные зависимые отказы.

Основная цель анализа  «сверху вниз» — определить критические  отказы элементов и критические  элементы объектов. Такой подход целесообразен  при проведении анализа закупаемого  оборудования, выбора поставщиков комплектующих элементов, анализе запасных частей.

Общая схема (алгоритм) FMEA функциональным методом включает следующие операции:

• идентифицируют все функции, выполняемые объектом;

• для каждой функции на основе априорных данных, опыта исследователя, инженерного анализа и другими доступными способами определяют перечень возможных нарушений (отклонений) данной функции;

• для каждого нарушения функции оценивают качественно тяжесть возможных последствий этого нарушения или количественно — ожидаемый ущерб;