Методология предупреждения отказов

Одной из причин неудачного применения стандартов ИСО серии 9000 было и остается то обстоятельство, что предприятия, разрабатывая систему менеджмента качества (СМК), утешают себя фразой «Настоящий стандарт не содержит конкретных требований к другим системам менеджмента, таким как менеджмент охраны окружающей среды, менеджмент профессионального здоровья и безопасности, финансовый менеджмент или менеджмент рисков...».

Буквально эта фраза в большинстве случаев понимается следующим образом: качество не имеет никакого отношения ни к рискам, ни к финансам, ни к здоровью и безопасности. В результате на предприятии продолжает функционировать прежняя система менеджмента по всем видам деятельности (по каждому - своя), а к ним, сбоку, пристраивают еще одну, систему менеджмента качества, которая не оказывает никакого влияния ни на один из этапов жизненного цикла продукции, ни на один из видов деятельности.
Вследствие этого, забота о качестве воспринимается исключительно как затратная деятельность (контроль ОТК), которая по определению (стандарт же на это указывает!) не в состоянии оказать никакого влияния ни на снижение рисков поставок некачественной продукции потребителю, ни на снижение производственных потерь и т.п. При таком восприятии стандарта ISO 9001 система менеджмента качества становится почти личным делом ответственного представителя руководства (чаще всего, это - директор по качеству), а все остальные вспоминают о ее существовании, когда подходит срок очередного надзорного или сертификационного аудита. Сама же СМК чаще всего представляется в виде набора обязательных документов (Руководство, Политика, 6 обязательных процедур). Иногда функциональные подразделения описывают свою работу в виде неких документов, чтобы выполнить поручение директора в рамках разработки СМК.
В такой ситуации, несмотря на требование об обязательном наличии процедуры управления предупреждающими действиями, на многих предприятиях железнодорожной промышленности основным методом управления качеством остается обнаружение дефектов. Контролеры, рабочие, проверяя изделия на соответствие установленным требованиям, отделяют годную продукцию от брака в процессе производства. На входном и выходном приемочном контроле предпринимаются попытки отфильтровать партии соответствующего качества от несоответствующих партий. При таком способе управления качеством дефектные изделия будут всегда, потому что:

• есть источники (причины) изменчивости, приводящие к появлению брака;
• при проверке соответствия требованиям можно допустить ошибки: соответствующее изделие признать несоответствующим и наоборот;
• дефекты являются сигналами системы управления качеством продукции и процессами производства, и поэтому нужны ей (системе управления).

Управление качеством на основе принципа обнаружения дефектов было эффективно и оправдано до середины прошлого века, когда существовали концепции оптимальных уровней дефектности [1]. Когда экономически было не выгодно вкладываться в предупреждение дефектов, так как затраты на предупреждение были больше, чем полученная выгода от сокращения потерь, связанных с браком и рекламациями. Из всего спектра статистических методов применялся только статистический приемочный контроль, основной функцией которого была фильтрация - отделение партий соответствующего качества от партий несоответствующего качества.
В IRIS такой подход к управлению качеством исключается, поскольку центральное место в нем занимает принцип предупреждения несоответствий. Это утверждается в п. 0.5, где определено, что «Цель данного стандарта заключается в создании системы менеджмента бизнеса, которая позволяет проводить постоянные улучшения, придавая особое значение предотвращению и снижению числа дефектов в цепи поставок». Далее в разъяснениях к п. 7.3 особо подчеркивается, что основное внимание при проектировании и разработке «... уделяется предотвращению, а не обнаружению ошибок» [2].
Таким образом, к восьми принципам менеджмента стандартов ISO серии 9000 в IRIS добавлен еще один принцип: Предупреждение несоответствий. Точнее и правильнее будет назвать этот принцип «Предупреждение несоответствий и потерь». Именно снижения издержек (потерь) по всей цепи поставок ожидают руководители ОАО «РЖД» от применения IRIS предприятиями-производителями железнодорожной техники и их компонентов, о чем они написали в предисловии к стандарту. Издержки по всей цепи поставок следует понимать как общие затраты по всему жизненному циклу продукции всех предприятий, вовлеченных в изготовление продукции. Стоимость жизненного цикла в соответствии со стандартом является частью общих затрат.
Принцип предупреждения реализован в наборе требований по всему тексту стандарта, начиная с пункта 4.1, в соответствии с которым необходимо провести оценку целесообразности «... трансфера процессов или деталей...». Предупредительный характер имеют большинство требований стандарта. Это, и менеджмент знаний, и оценка поставщиков, и предварительное изучение требований потребителя и т.д. Таким образом, обязательная процедура предупреждающих действий по ISO получила свое развитие в IRIS. Развитие, выразившееся в изложении требований, выполнение которых позволяет предприятию снизить риски наступления неблагоприятных событий. Иными словами, применение принципа предупреждения ориентирует предприятия на развитие у сотрудников компетенций, связанных с управлением рисками.
Современное определение риска как результат неопределенности объектов (событий, явлений) [3] позволяет в качестве универсальной характеристики риска рассматривать финансовую оценку последствий наступления нежелательного события, проявляющегося с определенной частотой. Таким образом, всякий раз, когда в стандарте устанавливается требование по управлению рисками, нам необходимо оценить две величины: вероятность наступления события (например, отказ локомотива), которое может повлечь за собой потери, и последствия (например, задержка движения), связанные с наступлением этого события, в денежном выражении.
Применения принципа предупреждения несоответствий с использованием инструментов оценки вероятности наступления нежелательных событий и механизмами расчета последствий от их наступления позволяет предприятию решать следующие задачи:

• изучить, понять и эффективно удовлетворять требования заинтересованных сторон
• идентифицировать критические процессы, конструкции, обеспечивать управление ими
• развивать у сотрудников необходимые компетенции
• создавать межфункциональные команды
• обеспечивать результативные закупки комплектующих и материалов

Требования IRIS отражают развитие потребностей потребителя в условиях жесточайшей конкуренции и являются сигналом предприятиям, что оптимальным уровнем дефектности является ноль дефектов. Потребители не хотят получать дефектную продукцию, а если такое случилось, требуют разобраться с коренными причинами и исключить их.
Для того чтобы соответствовать требованиям потребителя, надо изменить принцип управления. Вместо обнаружения дефектов надо заниматься их предупреждением.
Умеем ли мы предупреждать отказы? Вне всякого сомнения! Специалисты наших предприятий умеют предупреждать дефекты, отказы на основе своего опыта и интеллекта. К сожалению, деятельность по предупреждению отказов не всегда носит осознанный и системный характер. Сегодня предупреждаем, а завтра нет, или предупреждаем, но по другому.

Как предупреждать отказы? Надо вместо управления отказами управлять причинами отказов!

Как деятельность по предупреждению отказов сделать системной? Как опыт отдельных специалистов сделать достоянием предприятия?
Для разрешения этих вопросов специалистами группы компаний «Приоритет» разработан оригинальный подход «3 ppm» предупреждения отказов, описанный далее в статье.
«ppm» - аббревиатура от английских слов «problem, prevention, methods» - проблема, предупреждение, методы. Кроме того, «ppm» - это широко распространенная мера оценки риска появления отказа - число отказов на миллион.
Подход «3 ppm» включает в себя классификацию причин, 12 принципов и систему взаимосвязанных инженерных методов, позволяющих реализовать принцип предупреждения отказов.
Для разработки мер по управлению причинами вводится следующая классификация.
По источникам:

• конструктивные причины
• технологические причины

По возможности влияния на причины:

• устранимые причины
• неустранимые причины или причины изменчивости

Дадим следующие определения:

• Устранимые причины - это недостатки процесса проектирования, приводящие приводящий к неправильному проектированию продукта или процессов его производства и эксплуатации
• Неустранимые причины - это источники изменчивости функционирования изделия или процесса производства продукции.

В таблице на рисунке 1 приведены примеры причин в соответствии с введенной классификацией.

Источник причин	Причина
	Устранимая	Неустранимая
Конструкция	Неправильно заданы требования к геометрии колесной пары Неправильно выбран материал	Износ бандажа колесной пары Расход картриджа в принтере
Технология	Неправильно подобрана скорость подачи Не разработана рабочая инструкция	Износ оснастки Снижение концентрации гальванического раствора

Рисунок 1. Примеры причин в соответствии с классификацией В данной классификации в источник «Технология» включено оборудование. Если производственное оборудование оказывает существенное влияние на качество продукции, то его выделяют в отдельный источник. Это позволяет разработать процесс обслуживания оборудованием на основе принципа предупреждения (изготовления несоответствующей продукции, аварий, травм операторов, поломки оборудования, остановок, снижения производительности и т.п.) Исходя из данной классификации, можно сформулировать следующие принципы предупреждения отказов.

I Все причины отказов подразделяются на устранимые и неустранимые причины.

II Устранимые причины надо выявить на этапах проектирования продукции и разработки процесса производства и устранить.

FMEA - широко используемый инструмент в автомобильной, аэрокосмической и электронной промышленности для идентификации, определения приоритетов и устранения установленных причин потенциальных отказов, проблем и ошибок о продукции в ходе проектирования и отработки технологии изготовления, то есть до реализации продукции потребителю.
Надо сказать, что в IRIS, в отличие, например, от отраслевого автомобильного стандарта, нет прямых указаний к тому, чтобы применять метод FMEA. Однако в качестве рекомендуемого инструмента FMEA упоминается чаще других инструментов. В особенности, в Audit Tool. Некоторые отраслевые стандарты по FMEA применяют приоритетное число риска (ПЧР) для измерения риска и серьезности отказа. Приоритетное число риска - это произведение трех составляющих: вероятности наступления (O), серьезности последствий (S) и возможности обнаружения (D) нежелательного события. В традиционном FMEA в процессе проектирования инженеры обычно исследуют корневую причину и последствия потенциальных отказов в подсистеме или компонентах и устанавливают значения O, S, D для каждого отказа. Исследования проводятся по категориям названных видов отказа, в ходе которых устанавливают связь между причиной и последствиями отказа. Замысел выполнения FMEA состоит в устранении или управлении причинами потенциальных отказов до того, как они дойдут до потребителя. Таким образом, план действий должен включать достижение поставленных задач. Не все отказы могут быть рассмотрены во время разработки продукции, поэтому проектная группа должна провести приоритизацию действий.

III Неустранимые причины надо выявить на этапах проектирования продукции и разработки процесса производства и управлять ими в процессах производства и эксплуатации продукции. Для управления неустранимыми причинами разрабатывают Планы Управления.

Инструмент «Планы Управления» (перевод на русский язык термина «Control Plan») получил широкое распространение в зарубежных компаниях, в первую очередь связанных с автомобильной промышленностью. В последние годы российские предприятия, в особенности те, кто сотрудничает с квалифицированными зарубежными потребителями, также применяют этот инструмент. По сути своей План Управления описывает систему методов управления процессами изготовления продукции. В эту систему включают статистические методы, такие как настройка процесса по первым изделиям, выборочный контроль, карты регулирования и так далее. План Управления описывает, что и с какой периодичностью надо измерять в процессе производства и какие действия надо совершать на основании полученных результатов измерений.
Для разработки Планов управления применяется система методов. Хочется подчеркнуть слово «система» - система взаимосвязанных и взаимодействующих методов. Применение этих методов по отдельности неэффективно и не позволит реализовать принцип предупреждения на системном уровне. Ниже в таблицах на рисунках 2 и 3 приведены меры по предупреждению, которые применяются на этапе проектирования продукции и процессов ее производства, а также соответствующие методы.

Меры по предупреждению отказов	Применяемые методы
Установление конструктивных причин или подтверждение их отсутствия	QFD - структурирование функции качества, DFMEA - анализ видов и последствий отказов конструкции, Статистические методы планирования экспериментов и проверки гипотез Статистические методы управления (SPC)
Разработка мер по исключению устранимых конструктивных причин
Определение характера и степени влияния неустранимых конструктивных причин
Разработка мер по управлению неустранимыми конструктивными причинами	Карты регулирования Статистический выборочный контроль
Управление неустранимыми конструктивными причинами на этапе производства продукции	План управления техническим обслуживанием

Рисунок 2. Меры по предупреждению отказов продукции и соответствующие методы, применяемые при проектировании продукции

Для ОАО «РЖД» очень важно получить от своих поставщиков вразумительные Планы управления техническим обслуживанием изделий, основанные на предупреждении отказов, инцидентов, аварий!!!

Меры по предупреждению отказов	Применяемые методы
Установление технологических причин или подтверждение их отсутствия	QFD - структурирование функции качества, PFMEA - анализ видов и последствий отказов процесса, Статистические методы управления процессом (SPC)
Разработка мер по исключению устранимых технологических причин
Определение характера и степени влияния неустранимых технологических причин
Разработка мер по управлению неустранимыми технологическими причинами	Карты регулирования Статистический выборочный контроль
Управление неустранимыми технологическими причинами на этапе производства продукции	План управления производством продукции

Рисунок 3. Меры по предупреждению несоответствий и соответствующие методы, применяемые при разработке процесса производства

С точки зрения обеспечения качества поставок для ОАО «РЖД» очень важно, чтобы у поставщиков были разработаны и применялись Планы управления производством продукции, основанные на предупреждении производства несоответствующей продукции!!!

Методы, применяемые для предупреждения отказов и взаимосвязь между ними, установлены в группе стандартов ОАО «РЖД» «Система управления эффективностью поставок» [4-22].
Реализация озвученных выше правил предупреждения отказов предполагает применение системы взаимосвязанных методов, в том числе статистических. Рамки статьи не позволяют подробно рассмотреть методологию предупреждения отказов на всех этапах жизненного цикла продукции. Поэтому ограничимся рассмотрением этапов разработки технологического процесса и производства продукции. Для читателей, желающих более подробно познакомиться с методологией предупреждения отказов, можно порекомендовать книгу «Диалоги о предупреждении отказов» [23].
На этапе разработки технологии особое внимание надо уделить неустранимым причинам. Напомним, неустранимые технологические причины - это источники изменчивости процесса производства продукции, приводящие к производству брака, если этими причинами не управлять или управлять неэффективно. Надо сказать, что неустранимых технологических причин или источников изменчивости очень много. Это и неоднородность исходных материалов, изменчивость в работе оборудования (биение, люфты, вибрация), износ оснастки, изменчивость свойств смазки и охлаждающей жидкости, загрязнение рабочих поверхностей, изменчивость температуры, влажности, давления внешней среды, изменчивость в работе персонала, включая разный опыт и навыки рабочих, и так далее. Очевидно, что всеми источниками изменчивости управлять невозможно. В этой ситуации на помощь приходит принцип Парето, который гласит, что восемьдесят процентов проблем создаются двадцатью процентами причин. Исходя из этого, введем еще несколько принципов предупреждения отказов и дефектов, которые помогут нам в дальнейшем выстроить систему управления процессом.

IV Есть немногочисленные источники изменчивости, оказывающие сильное воздействие на процесс, и требующие управления в процессе производства. Назовем такие источники особыми причинами.

V Есть многочисленные источники изменчивости, оказывающие слабое воздействие на процесс, управлять которыми по отдельности в процессе производства экономически неоправданно. Назовем такие источники обычными причинами.

Надо отметить, что деление источников изменчивости на особые и обычные причины весьма условно. Действительно для многих производственных процессов небольшие изменения характеристик внешней среды, например влажности, не приведут к производству брака. А при производстве трехслойного безопасного автомобильного стекла изменение влажности при закладке пленки может привести к потере оптических свойств готового стекла.
Смешная причина - «у людей выпадают волосы». В ваших процессах надо этой причиной управлять? А в пищевой промышленности обязательно надо управлять!
Несмотря на условность деления причин на особые и обычные, такая классификация причин весьма конструктивна, так как позволяет сформулировать следующие принципы управления процессом.

VI Не надо вмешиваться в процесс, если его изменения вызваны обычными причинами.

Действительно, если изменения в процессе производства вызваны влиянием обычных причин, не надо ничего менять в процессе, потому что мы не собирались управлять этими причинами. Реализуя этот принцип управления процессом, мы защищаемся от ошибки «Излишняя регулировка». Следующий принцип связан с защитой от другой ошибки - ошибки незамеченной разладки.

VII Надо вмешаться в процесс, если его изменения вызваны особыми причинами.

Действительно, если действуют особые причины, надо внести в процесс соответствующие коррективы, потому что мы планировали управлять этими причинами. Есть древняя молитва: «Дай, господи, мне сил, изменить то, что я могу изменить, дай терпения не менять то, что я не могу изменить, и дай мудрости, отличить одно от другого». Действительно, как отличить влияние особых причин от влияния обычных причин? Для этого вводится следующее модельное предположение.

VIII Будем считать, что суммарное влияние обычных причин на процесс постоянно и неизменно во времени.

Данное предположение (несмотря на его условность, связанную с моделированием процесса) позволяет установить реальную физическую грань между влиянием обычных и особых причин на изменчивость характеристик процесса. Для этого надо оценить изменчивость процесса от обычных причин, которыми мы не управляем.
Существуют специальные критерии различия влияния особых и обычных причин, например, индексы воспроизводимости. Далее необходимо разработать меры по управлению особыми причинами.

IX Для управления особыми причинами надо знать характер и степень их влияния на процесс.

Под характером влияния особых причин понимается тенденции изменения характеристик продукции во времени (постепенные, скачкообразные, периодические). Под степенью влияния особых причин понимается скорость тренда при постепенном влиянии, величина изменения при скачкообразном влиянии, при периодическом характере влияния важно знать амплитуду и частоту.
В зависимости от характера и степени влияния применяют разные меры управления особой причиной. Например, характер влияния особой причины «Износ инструмента» очевиден - постепенное возрастание наружного диаметра. Для управления износом инструмента надо определить скорость возрастания диаметра. Для определения скорости возрастания диаметра можно запланировать, например, эксперимент с замерами наружного диаметра у каждого десятого вала. Пример обработки и анализа полученных данных с использованием статистических методов, а именно, карты индивидуальных значений и скользящих размахов, индекса воспроизводимости С_р приведен в [23].
В производстве при большом влиянии обычных причин, то есть причин, которыми мы не управляем, периодически будет изготавливаться несоответствующая продукция - продукция с характеристиками за пределами поля допуска. Если в такой ситуации ничего не менять, то производство понесет большие потери и затраты, связанные с разбраковкой и исправлением продукции, рекламациями, снижением производительности из-за частых остановок процесса для настройки.
В таком случае следуют следующим принципам:

X Если изменчивость от влияния обычных причин большая, то необходимо среди обычных причин выявить причины с наибольшим влиянием.

XI Выявленные причины надо перевести в группу особых причин и научиться ими управлять.

XII В некоторых ситуациях, когда невозможно или экономически не целесообразно снижать изменчивость, можно пойти на расширение поля допуска, если это не приведет к отказам изделия у потребителя.

Расширение поля допуска позволит управлять процессом без изготовления несоответствующих изделий и затрат, связанных с ошибкой излишней регулировки. Но расширение поля допуска возможно только тогда, когда есть уверенность, что это не приведет к отказам готовой продукции у потребителя. Вот поэтому в межфункциональную команду включают конструкторов для рассмотрения подобных вопросов.
Надо отметить, что Планы Управления производством продукции являются объектами постоянного улучшения. Эти улучшения направлены в первую очередь на снижение частоты ошибок излишней регулировки и незамеченной разладки.

Заключение

Таким образом, в соответствии с требованиями IRIS предприятия должны разрабатывать и применять систему управления производством на основе принципа предупреждения отказов и дефектов. А для этого применяют систему методов в том числе и статистических. Специально подчеркиваю и выделяю словосочетание «система методов», так как методы взаимосвязаны и применять их надо совместно. Поэтому так много уделено внимания именно методологии предупреждения отказов. Надеюсь, что не напрасно. Практических примеров успешного применения данного подхода достаточно, но для их обсуждения нужно место и время.

Список литературы

 

1. В.А.Лапидус, С.С.Котов Стандарт IRIS - руководство восхождения к деловому совершенству. Техника железных дорог. №1(9) февраль 2010
2. IRIS. Международный стандарт железнодорожной промышленности
3. ISO GUIDE 73:2009 Risk management - Vocabulary
4. СТО РЖД 1.05.509.1-2008 Система управления эффективностью поставок. Термины и определения
5. СТО РЖД 1.05.509.2-2008 Система управления эффективностью поставок. Руководство по качеству.
6. СТО РЖД 1.05.509.3-2008 Система управления эффективностью поставок. Организация работ по управлению качеством при закупках
7. СТО РЖД 1.05.509.4-2008 Система управления эффективностью поставок. Общие требования к поставщикам в области качества
8. СТО РЖД 1.05.509.5-2008 Система управления эффективностью поставок. Общие требования к отчетности поставщиков в области качества
9. СТО РЖД 1.05.509.6-2008 Система управления эффективностью поставок. Мотивация поставщиков и производителей ОАО «РЖД» к достижению превосходного качества продукции и услуг
10. СТО РЖД 1.05.509.7-2008 Система управления эффективностью поставок. Требования по использованию информации о качестве при выборе поставщиков и производителей основных видов продукции
11. СТО РЖД 1.05.509.8-2008 Система управления эффективностью поставок. Процедура первоначальной оценки возможностей предприятия
12. СТО РЖД 1.05.509.9-2008 Система управления эффективностью поставок. Руководство по методической поддержке и мониторингу этапов жизненного цикла потребляемой продукции
13. СТО РЖД 1.05.509.10-2008 Система управления эффективностью поставок. Руководство по планированию качества по этапам жизненного цикла продукции
14. СТО РЖД 1.05.509.11-2008 Система управления эффективностью поставок. Руководство по разработке и применению планов управления
15. СТО РЖД 1.05.509.12-2008 Система управления эффективностью поставок. Руководство по анализу видов и последствий потенциальных отказов продукции и технологических процессов
16. СТО РЖД 1.05.509.13-2008 Система управления эффективностью поставок. Руководство по статистическому управлению технологическими процессами
17. СТО РЖД 1.05.509.14-2008 Система управления эффективностью поставок. Руководство по одобрению производства поставщика
18. СТО РЖД 1.05.509.15-2008 Система управления эффективностью поставок. Руководство по оценке стоимости жизненного цикла продукции (LCC)
19. СТО РЖД 1.05.509.16-2008 Система управления эффективностью поставок. Руководство по проведению проверок системы менеджмента качества поставщиков и производителей
20. СТО РЖД 1.05.509.17-2008 Система управления эффективностью поставок. Система оценки поставщиков
21. СТО РЖД 1.05.509.18-2008 Система управления эффективностью поставок. Порядок взаимодействия с поставщиками и производителями при выявлении несоответствий продукции и услуг
22. СТО РЖД 1.05.509.19-2008 Система управления эффективностью поставок. Общие требования к организации хранения и управления МТР на складах ОАО «РЖД»
23. Диалоги консультанта о предупреждении отказов. Книга 6 из серии «Диалоги консультанта». - Нижний Новгород: ООО СМЦ «Приоритет», 2007. - с.