Что такое FMEA-Анализ?

FMEA 

FMEA (Failure Mode and Effects Analysis) – анализ видов и последствий отказов, представляет собой структурированный подход к выявлению потенциальных отказов (дефектов), которые могут существовать при создании продукта или разработки процесса. Термин FMEA имеет несколько переводов на русский язык.

• FMEA – анализ видов и последствий отказов (АВПО), в соответствии с ГОСТ 27.310-95
• FMECA – анализ видов, последствий и критичности отказов (АВПКО), в соответствии с ГОСТ 27.310-95
• FMEA — анализ видов и последствий потенциальных отказов, в соответствии с официальным русским переводом, одобренным AIAG (Automotive Industry Action Group), а также VDA (German Association of the Automotive Industry)

Существуют также аббревиатуры, связанные непосредственно с видами проводимых FMEA анализов: D-FMEA (Design FMEA), или FMEA Конструкции; P-FMEA (Process FMEA), или FMEA Процесса; M-FMEA (Machine FMEA), или FMEA Машины.

FMEA – это методология, позволяющая организациям предвидеть отказы на этапе проектирования, идентифицируя все возможные сбои в процессе проектирования или производства. Стандарт был разработан в 1950-х годах как один из самых ранних методов повышения надежности. Сегодня это еще очень эффективный метод снижения вероятности возникновения отказа.

Общими целями FMEA являются:

• Улучшение качества
• Повышение надежности
• Гарантия безопасности
• Сокращение затрат

Что включает в себя FMEA?

Существуют две широкие категории FMEA: D-FMEA – FMEA Конструкции и P-FMEA – FMEA Процесса

FMEA Конструкции (D-FMEA)

Исследует возможность сбоев в работе, снижение срока службы, а также вопросы безопасности и нормативного регулирования, возникающие из:

• Свойства материала
• Геометрии
• Допусков, критических характеристик
• Интерфейсов взаимодействия с другими компонентами/системами
• Факторов влияния: окружающая среда, износ инструмента и другие

FMEA Процесса (P-FMEA)

Позволяет обнаружить отказ, который влияет на качество или безопасность продукции, снижает надежность процесса, неудовлетворенность клиентов или экологические риск. Следующие факторы могут повлиять на процесс:

• Человеческий фактор
• Методы производства
• Используемые материалы
• Используемые машины (станки)
• Измерительные системы
• Окружающая среда

 

При составлении любого FMEA используются следующие термины:

• Значимость (Severity (англ.), Bedeutung (нем.)) – Ранг значимости (тяжести) последствий отказа. Устанавливается в диапазоне от 1 до 10, где 1 – определяет незначительные последствия, 10 – катастрофические последствия.
• Возникновение (Occurrence (англ.), Auftretenswahrscheinlichkeit (нем.)) – Возможность/шанс возникновения причины отказа. Устанавливается в диапазоне от 1 до 10, где 1 – крайне мало вероятно, 10 – неизбежно.
• Обнаружение (Detection (англ.), Entdeckenswahrscheinlichkeit (нем.)) – возможность/шанс обнаружения возникших самих отказов, причин отказов, или их последствий. Устанавливается в диапазоне от 1 до 10, где 1 – абсолютно точно проблема будет обнаружена, 10 – проблему обнаружить невозможно или контроль отсутствует вообще.
• ПЧР – Приоритетное число риска (RPN – Risk priority number (англ.), RPZ – Risiko-Prioritäts-Zahl (нем.)) – произведение рангов Значимости, Возникновения, Обнаружения, т.е. З*В*О (S*O*D (англ.), B*A*E (нем.)). Является количественной оценкой комплексного риска, но не может быть использовано в качестве единой оценки потенциальных рисков, так как одно и тоже значение ПЧР может быть получено в результате различных значений Значимости, Возникновения, Обнаружения и имеющих кардинальные различия. Например, значение ПЧР=120 может быть получено как: 10*3*4 или 5*8*3, в первом случае риск будет много выше, так как Значимость имеет ранг 10, и данная позиция должна быть рассмотрена FMEA командой в первую очередь.
• Матрицы рисков (Risk Matrix (англ.), Risikomatrix (нем.)) – Механизм оценки критичности отказа, использующий в своей основе установленные пороговые значения для каждого из рангов, по которому проводится оценка.
• ПД — Приоритет Действий (AP — Action Priority (англ.)). Для расчёта совокупного риска до 2019 года использовался подход, основанный на приоритетном числе риска (ПЧР). Однако после публикации нового справочного руководства по FMEA, механизм оценки был изменён, и был введён новый термин — «Приоритет Действий» (ПД).

Что такое приоритет действий (ПД)?

Метод Приоритета Действий учитывает все 1000 возможных комбинаций З, В и О. Он был создан, чтобы уделять больше внимания сначала значимости, затем возникновению, затем обнаружению. Эта логика следует замыслу FMEA по предотвращению отказов. ПД представляет предлагаемый высоки (большой)-средний-низкий приоритет действий.

• Приоритет большой (Б) — самый высокий приоритет для рассмотрения и действия. Команде необходимо либо идентифицировать подходящее действие для улучшения мер управления по предупреждению и/или по обнаружению, либо обосновать и задокументировать, почему текущие меры управления являются достаточными.
• Приоритет средний (С): — средний приоритет для рассмотрения и действия. Команде следует идентифицировать подходящие действия для улучшения мер управления по предупреждению и/или по обнаружению, или, по усмотрению компании, обосновать и документировать, почему меры управления являются достаточными.
• Приоритет низкий (Н): — низкий приоритет для рассмотрения и действия. Команда может идентифицировать действие для улучшения мер управления по предупреждению или по обнаружению.

Для чего проводят FMEA?

Затраты на ликвидацию последствий отказа (дефекта) напрямую зависят от времени обнаружения. Исторически, чем скорее будет обнаружен отказ, тем меньше будет стоить его исправление. Если отказ обнаруживается на поздних стадиях разработки или запуска продукта, его влияние становится значительно более ощутимым.

FMEA является одним из инструментов, используемых для обнаружения возможных дефектов или отказов на самом раннем этапе: разработки продукта или техпроцесса. Обнаружение сбоя на ранней стадии разработки продукта (PD) с использованием FMEA дает следующие преимущества:

• Несколько вариантов для снижения рисков
• Более высокая возможность проверки
• Появления «взаимодействия» между Конструкцией и Процессом, в соответствии с которым эта Конструкция производится
• Улучшение Конструкции для оптимизации финальной сборки
• Применение более дешевых решений, в сравнении с последующими этапами жизненного цикла изделия (ЖЦИ).

Таким образом, эта методология эффективна в выявлении и исправлении отказов процессов на самом раннем этапе, что позволяет избежать тяжелые последствия низкого уровня производительности.

Проведение FMEA анализа

После составления FMEA документа, работа команды сосредотачивается на определении порядка проведения предупреждающих или корректирующих мероприятий, позволяющих уменьшить обнаруженный риск. Исторически сложилось, что для получения перечня используются пороговые значения Приоритетного числа риска (ПЧР). Большинство FMEA-экспертов сходятся во мнении, что данный подход не является верным, так как допускает возможность расстановки неправильных приоритетов при отработке отказов, что приведет к рассмотрению и принятию незамедлительных мер в неверном направлении. Альтернативой данному подходу, является использование Матриц риска, которые позволяют рассмотреть возможные отказы с различных точек зрения.