Л.В. Касторская, Д.И. Цвиркунов, В.В. Шашков

Применение методологии анализа видов и последствий потенциальных отказов (FMEA) является обязательным компонентом СМК компаний-автопроизводителей. Новое руководство FMEA Handbook [1], выпущенное в июне 2019 г., вносит ряд существенных изменений, касающихся подхода к оценке рисков. Эти изменения должны быть реализованы всеми участниками производственной цепочки, а также органами по сертификации при проведении аудитов на соответствие требованиям международного стандарта IATF 16949:2016 [2].

Скачать статью целиком

ВВЕДЕНИЕ

Во всем мире для управления качеством поставок в автомобильной промышленности используется стандарт IATF 16949:2016. Документ содержит требования к применению методологии анализа видов и последствий отказов для конструкции (DFMEA) и процессов (PFMEA). При этом такой анализ должен быть проведен поставщиком в соответствии со специфическими требованиями потребителей (автосборочные компании и поставщики верхних уровней). Ранее потребители в основном ссылались на документы, разработанные рабочей группой автомобильной промышленности (AIAG) — 4-е издание руководства по FMEA и немецким союзом автопроизводителей (VDA) — том VDA 4. Положения этих двух документов различаются между собой, что приводит к некоторым сложностям, если поставщик производит компоненты одновременно для разных компаний.

В начале июня 2019 г. совместно AIAG и VDA выпустили новое руководство — FMEA Handbook. В данной статье рассматриваются изменения в таблицах оценок значимости (S), возможности возникновения (O) и обнаружения (D) отказов и в общем подходе к определению риска. Во всех таблицах добавлен столбец, в котором дана возможность/рекомендация формулировать собственные критерии и примеры для лучшего понимания.

DFMEA

Таблица значимости. В ней изменились критерии для оценок значимости последствий отказа S = 9, 10. Теперь S = 10 — это последствия, связанные с безопасностью людей, а S = 9 — невыполнение государственных требований и норм. Такое изменение можно считать позитивным, поскольку оно устраняет неопределенность, присутствовавшую в предыдущей версии, возникающую из-за формулировки появления отказа «с предупреждением» и «без предупреждения».

Если последствия/отказы связаны с риском для жизни, соблюдением государственных норм/правил или выходом из строя технических систем, то организации могут нести колоссальные материальные и репутационные потери

К сожалению, в новую версию не попала важная, на наш взгляд, формулировка критерия из документа VDA 4 для S = 9, 10: «отказ представляет угрозу существованию фирмы». Это позволяло организации выставлять высокий балл S последствиям отказов, напрямую не влияющим на безопасность или выполнение государственных норм, но важным для репутации организации и заключения/пролонгации контрактов на поставку. Авторы статьи рекомендуют обратить на это внимание при формулировании собственных критериев. 

Для последствий со значимостью S = 2, 3, 4 оценка ранее выставлялась исходя из количества потребителей, ощущающих последствие. В новой версии другой принцип — оценка выставляется исходя из степени «нежелательности» последствия, что, по нашему мнению, более субъективно. 

Таблица возможности возникновения. В ней объединены критерии из FMEA AIAG и VDA 4. Более того, они дополнены с точки зрения наличия лучших практик и результативности предупреждающих действий. Важно отметить, что из критериев убрали частоту появления отказов (отношение числа отказов к количеству транспортных средств), достоверно оценить которую далеко не всегда было возможно. В качестве рекомендации при формулировании собственных критериев авторы статьи предлагают рассмотреть не только опыт при создании определенной продукции, но и опыт применения методов разработки/ конструирования.

Если при проведении DFMEA доступна информация о частоте возникновения отказов, то можно рекомендовать обратиться к приложению С1.3 «Альтернативные таблицы DFMEA для шкалы «Возникновение». В нем рассматривается возможность ранжирования причин с точки зрения вероятности их появления при серийном выпуске на 1000 произведенных единиц (например, 50 из 1000, 20 из 1000) и во времени (например, один раз в день, один раз в неделю).

Таблица возможности обнаружения. Изменения в ней в отношении критериев связаны с разделением колонки таблицы на две части: в одной речь идет о совершенстве/зрелости метода, а в другой — о возможности/методе обнаружения. В целом таблица по смыслу очень похожа на ту, что была в FMEA AIAG, но стала более наглядной.

При формулировании собственных критериев для возможностей обнаружения авторы статьи рекомендуют обратить внимание, на что именно направлены меры:

• на обнаружение причины;
• на обнаружение отказа вследствие рассматриваемой причины.

Так как отказ может возникать по разным причинам, то в каждом случае его сложно связать с какой-то одной из них (например, отказ — заготовка сломалась; возможные причины — неправильно выбран материал, заданы свойства материала, задана геометрия и т. д.).

PFMEA

Таблица значимости. Таблицы критериев значимости отказов для DFMEA и PFMEA идентичны с точки зрения влияния на конечного потребителя. Добавлены критерии, рассматривающие влияние на организацию (аналогично было сделано в FMEA AIAG), а также новая категория критериев — «влияние на последующую организацию» (потребителя).

Следует отметить, что в критериях «влияние на организацию» и «последующая организация» со значимостью S = 8 появилось упоминание о безопасности персонала и соблюдении требований государства (ранее это было только в случае последствий со значимостью S = 9, 10).

К сожалению, в FMEA Handbook не рассматриваются с точки зрения «влияния на организацию» такие критерии, как «превышение запланированных затрат», «высокая доля отходов», «повышенные затраты на инструмент и оборудование», как это было в документе VDA 4. На это следует обратить внимание при формулировании собственных критериев.

Важным изменением в FMEA Handbook является отказ от применения RPN (Risk Priority Number) для оценки суммарного риска и переход к определению приоритета в действиях — AP (Action Priority

Таблица возможности возникновения. В руководстве FMEA AIAG критерии возможности возникновения рассматривались только с точки зрения частоты появления причин/отказов (например, 1 из 10, 1 из 100 и т. д.). В документе VDA 4 возможность возникновения рассматривалась через степень новизны (зрелости) технологического процесса, вносимых в него изменений (например, новый процесс, процесс с известными проблемными технологиями и т. д.).

Можно было ожидать, что разработчики FMEA Handbook объединят два приведенных выше подхода. В проекте документа «возможность возникновения» рассматривалась с точек зрения:

• оценки вероятности возникновения (качественная оценка);
• опыта в рассматриваемом процессе;
• предупреждающих мер (наличия процедур и лучших практик для проектирования процесса).

Однако в результате разработчики полностью переработали таблицу критериев. Сейчас предложено оценивать «возможность возникновения» с трех точек зрения: 

• прогнозирования возникновения причины (качественная оценка);
• типа мер управления (например, они могут быть основаны на принятии решений человеком, а могут воплощаться с помощью технических решений);
• мер по предупреждению (качественная оценка того, какой вклад меры вносят в предупреждение причины).

Критерии в данном случае очень субъективны. Конкретики может добавить обращение к приложению С2.3. По аналогии с DFMEA, если доступна информация о частоте возникновения отказов, то можно рекомендовать воспользоваться альтернативными таблицами. В приложении рассматривается возможность ранжирования причин с точки зрения вероятности их появления при серийном выпуске на 1000 произведенных единиц (например, 50 из 1000, 20 из 1000) и во времени (например, один раз в день, один раз в неделю).

При разработке собственных таблиц оценки можно рекомендовать для использования подход, ранее примененный в VDA 4 (оценка через степень новизны технологического процесса, вносимых в него изменений и количество существующих с ним проблем).

Таблица возможности обнаружения. В руководстве FMEA AIAG критерии возможности обнаружения формулировались исходя из метода контроля (например, автоматический контроль, контроль по количественному или альтернативному признаку и т. д.). Это легко применимо к обнаружению отказов, которые оказывают влияние на этапе серийного производства, но не применимо (или сложно применимо) к причинам, возникающим при разработке технологического процесса, и в серийном производстве.

В документе VDA 4 оценивались опыт и надежность предлагаемой процедуры с точки зрения вероятности обнаружения причины/отказа.

При разработке FMEA Handbook была сделана попытка объединить два приведенных выше подхода, что само по себе разумно. Совместно рассматриваются зрелость методов обнаружения (например, с точки зрения пригодности измерительных систем или наличия опыта применения) и возможность обнаружения с точки зрения методов контроля — визуальный, органолептический, автоматический и т. д.

При формулировании собственных критериев для возможностей обнаружения можно, так же как в DFMEA, порекомендовать обратить внимание на то, что именно мы обнаруживаем: отказ или причину (это важно, если отказ может возникать из-за множества причин).

В отношении таблиц стоит учесть следующий момент. В DFMEA таблица оценок «возможности возникновения» построена так, что приведенные критерии ориентированы на причины отказов, связанные с процессом проектирования продукции. А в PFMEA она ориентирована на причины отказов, возникающие в серийном производстве, а не на процесс разработки технологического процесса. 

СИСТЕМЫ ОЦЕНИВАНИЯ

Безусловно, еще одним важным изменением в FMEA Handbook является отказ от применения RPN (Risk Priority Number) для оценки суммарного риска и переход к определению приоритета в действиях — AP (Action Priority).

Предыдущие версии руководства рассматривали в качестве основной оценку риска RPN, получаемую как произведение оценок S, O и D. Это было не всегда удобно, поскольку RPN не отражает вклад каждого отдельного множителя (в частности, размывается вес оценки S). В новой версии решено отказаться от RPN в пользу AP, или приоритета действий. Важно подчеркнуть, что AP не является оценкой риска, в отличие от RPN. AP указывает на то, с какими именно отказами и причинами необходимо работать в первую очередь. Определяется этот показатель из таблиц, приведенных в руководстве, в зависимости от сочетания оценок S, O и D. AP может принимать значения, приведенные в таблице.

При оценке риска с помощью RPN все три составляющие S, O и D дают равный вклад. Однако с точки зрения необходимости дальнейших действий последствия/отказы с высокой значимостью должны оказывать большее влияние на принятие решений. Если последствия/ отказы связаны с риском для жизни, соблюдением государственных норм/правил или выходом из строя технических систем, то организации могут нести колоссальные материальные и репутационные потери. Это было учтено при выходе четвертого издания FMEA, в котором особое внимание уделялось принятию решений о необходимости действий при S = 9, 10 вне зависимости от того, какой получался RPN.

Анализируя таблицу AP, приведенную в FMEA Handbook, и сравнивая расчетные значения RPN для разных AP (рис. 1), можно сделать следующие наблюдения:

• минимальное значение RPN для AP = H равно 54 (S = 9, O = 6, D = 1);
• максимальное значение RPN для AP = M равно 420 (S = 6, O = 7, D = 10);
• минимальное значение RPN для AP = M равно 28 (S = 7, O = 4, D = 1);
• максимальное значение RPN для AP = L равно 210 (S = 3, O = 7, D = 10).

Рис. 1. Соотношение RPN и AP

При этом можно заметить разный вклад оценок. Оценка D — возможность обнаружения — рассматривается как менее значимая (рис. 2). Если AP присваивается значение H при высоких оценках S и O, то тяжело изменить значение AP, снижая D. С другой стороны, если высокая оценка RPN получается за счет высокой оценки D, то ситуация может оказаться приемлемой из-за низкой S (AP = L). Если рассматривать только оценки O и D, то система оценок будет подталкивать в большей степени обращать внимание на оценку возможности возникновения.

Рис. 2. Влияние оценок значимости (S) и возможности обнаружения (D)

Таким образом, в FMEA Handbook реализуется принцип предупреждения проблем, декларированный в документе IATF 16949.

При проведении обсуждений новой версии документа с представителями предприятий поднимался вопрос о целесообразности использования десятибалльных шкал S, O и D. Если внимательно посмотреть на таблицы, в соответствии с которыми выставляется приоритет действий (AP) для DFMEA и PFMEA, то можно увидеть, что шкалы не используются в полной мере. Значения каждого отдельного показателя S, O и D группируются по несколько оценок в одной категории. Другими словами, например, в таблице определения AP используются не все 10 возможных значений S, а только пять категорий (рис. 3).

Рис. 3. Фрагмент таблицы AP для DFMEA и PFMEA

ПРИМЕР ОЦЕНИВАНИЯ

Рассмотрим отказ, значимость которого оценивается на 8 баллов (последствие — потеря основной функции транспортного средства). Путем изменения конструкции мы снижаем значимость данного отказа до 7 баллов (последствие — ухудшение основной функции транспортного средства). При этом риск должен снижаться. Но если посмотреть в таблицу определения AP (см. рис. 3), то можно увидеть, что ничего не изменится — значимость 7 и 8 всегда расположены в одной строке. Возникает вопрос: насколько целесообразно различать эти последствия при оценке S? Не проще ли сразу рассматривать только одно последствие — влияние на основную функцию? Данный вопрос мы оставим открытым.

Аналогично для возможности возникновения в таблице присутствует 5 категорий, а для возможности обнаружения — только 4 категории (см. рис. 3). Фактически мы получаем модель, в которой шкала S — пятибалльная, шкала O — 5-балльная, а шкала D — 4- балльная.

РЕЗЮМЕ

Новое руководство FMEA Handbook, выпущенное совместно AIAG и VDA, является продуктом сближения позиций этих организаций. В нем присутствуют существенные изменения, в том числе в оценке значимости, возможности возникновения и обнаружения отказов и их причин, а также в общем подходе к определению итогового риска и приоритетности дальнейших действий. Кроме того, измененная структура таблиц оценивания позволяет сделать более наглядными дополнительные собственные критерии, формулируемые с учетом специфики и опыта конкретной организации.

 СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. FMEA Handbook. — 1st Ed. — June 2019.
2. IATF 16949:2016. Quality management system requirements for automotive production  and relevant service parts organizations.
3. Анализ видов и последствий потенциальных отказов. FMEA. — 4-е изд. — Н. Новгород: СМЦ «Приоритет», 2009. — 139 с.
4. VDA 4. Менеджмент качества автомобильной промышленности. Обеспечение качества в ландшафте процессов. — 2-е перераб. и доп. изд. 2009 г. Обновлено в марте 2010 г. Дополнено в декабре 2011 г.

 

Описание руководства FMEA

Купить официальное руководство FMEA...

Пройти обучение по FMEA

Консультирование предприятия при проведении работ по анализу видов и последствий потенциальных отказов FMEA

Публикации по теме:

• Анализ видов и последствий отказов по новому