FMEA
Geneza FMEA
Metoda FMEA (Failure Mode
and Effect Analysis), zwana także FMECA (Failure Mode and Criticality
Analysis) lub AMDEC (Analys des Modes de Defaillace et Leurs Effets)
została opracowana i zastosowana w latach 60 dla potrzeb amerykańskiej agencji
kosmicznej NASA. Posłużyła ona do analizy elementów statków kosmicznych. Po
sukcesie w przemyśle kosmicznym szybko z FMEA skorzystał przemysł lotniczy i
atomowy. W latach siedemdziesiątych i osiemdziesiątych metodę zaczęto
wykorzystywać w Europie w przemyśle chemicznym, elektronicznym, a w
szczególności w samochodowym. Metoda FMEA została zaadaptowana w przemyśle
samochodowym w normach QS 9000 oraz TS 9000. Zaadaptowano ją także w ramach
rodziny norm ISO 9000.
Cele FMEA
Celem FMEA jest systematyczna identyfikacja
poszczególnych wad produktu lub/i procesu oraz ich eliminacja lub minimalizacja
skutków. Osiąga się to przez ustalenie związków przyczynowo skutkowych powstania
potencjalnych wad produktu przy uwzględnieniu czynników ryzyka. Pozwala to na
ciągłe doskonalenie produktu lub/i procesu poprzez systematyczne analizowanie i
wprowadzanie poprawek, które eliminują źródła wad i poprawiają właściwości
wyrobu.
Analiza FMEA ma bardzo szerokie zastosowanie. Jest skuteczna przy
analizie złożonych procesów i produktów, w produkcji masowej i jednostkowej.
Analizie można poddać pojedynczy komponent oraz podzespół jak i cały wyrób,
fragment procesu (np. jedną operację) oraz cały proces technologiczny.
Rodzaje FMEA
Można wyróżnić dwa rodzaje analizy FMEA:
1. FMEA wyrobu/konstrukcji
– ma na celu poznanie silnych i słabych stron produktu już w fazie
projektowania, co daje możliwość tworzenia optymalnej konstrukcji w fazie prac
konstrukcyjnych. Informacje dotyczące przyczyn pojawiania się wad, które mogą
powstać podczas eksploatacji wyrobu zdobywa się korzystając z wiedzy i
doświadczenia członków zespołu FMAE, a także dzięki danym uzyskanym podczas
eksploatacji wyrobów konkurencji i własnych, które posiadają zbliżone parametry.
Wady występujące w wyrobie mogą dotyczyć:
- funkcji realizowanych przez
wyrób,
- niezawodności wyrobu podczas eksploatacji,
- łatwości obsługi,
- łatwości naprawy,
- technologii konstrukcji.
Przeprowadzenie FMEA wyrobu/konstrukcji zalecane jest w przypadku, gdy: na rynek
wprowadza się nowy wyrób, wyrób w znacznej części jest zmodyfikowany,
zastosowano nowe materiały lub technologie, pojawiają się nowe możliwości
stosowania wyrobu, niedopuszczalne jest pojawienie się jakiejkolwiek wady
wyrobu, wyrób jest eksploatowany w szczególnie trudnych warunkach, produkcja
wyrobu wiąże się ze znacznymi inwestycjami.
2. FMEA procesu - ma
na celu identyfikacje czynników utrudniających spełnienie wymagań
konstrukcyjnych lub dezorganizować proces produkcyjny. Czynniki te wiążą się z
metodami obróbki, parametrami obróbki, używanymi środkami pomiarowo-kontrolnymi
oraz ze stosowanymi maszynami i urządzeniami.
FMEA procesu ma zastosowanie w początkowej fazie projektowania procesów
produkcji, przed uruchomieniem produkcji seryjnej, podczas produkcji seryjnej w
celu udoskonalenia niestabilnych i niewydajnych procesów.
Przebieg FMEA
Analizę FMEA
możemy podzielić na 3 etapy:
Etap 1. Tworzony jest zespół w skład
którego wchodzą przedstawiciele różnych działów przedsiębiorstwa (biuro
konstrukcyjne, wydział produkcyjny, dział jakości), niekiedy użytkownicy wyrobu
oraz eksperci z danej dziedziny. Wyznacza się także osobę, która kieruje i
koordynuje pracę zespołu. W metodzie FMEA kładzie się duży nacisk na pracę
zespołową. Na tym etapie zespół ma za zadanie przygotowanie założeń do
przeprowadzenia właściwej analizy. Przygotowanie to polega na wyborze
podzespołu, części (w przypadku wyrobu) lub operacji (w przypadku procesu),
które należy przeanalizować.
Analiza powinna być uogólniona i bardzo
przejrzysta. W tym celu stosuje się podejście systemowe, w którym każdy wyrób
(czy też proces) jest systemem, w skład którego wchodzą podsystemy niższego
rzędu. Każdy element systemu spełnia określone funkcje, które dzielimy na
wewnętrzne (zasadnicze funkcje elementu), funkcje wyjścia (przesyłane do innych
elementów) oraz funkcje wejścia (odbierane od elementów umieszczonych wyżej w
hierarchii. Jednym z pierwszych zadań zespołu jest określenie granic systemu i
wyodrębnienie w nim stopni i liczby podsystemów. Liczba poziomów jest zależna od
tego jak bardzo złożony jest rozpatrywany obiekt. Jeśli prawidłowo przeprowadzi
się dekompozycje systemu można rozpocząć jego analizę na dowolnym poziomie.
Etap 2. W tym etapie przeprowadza się zasadniczą część FMEA. Można ją
przeprowadzić dal całego wyrobu, pojedynczego podzespołu lub elementu, jak
również dal całego procesu technologicznego lub pojedynczej operacji.
Pierwsze zadanie to określenie potencjalnych wad, których wystąpienie w wyrobie
jest prawdopodobne. Przyczyną wady jest niezgodne z założeniami działanie
podsystemu niższego rzędu, zaś jej skutkiem zakłócenie działania systemu
wyższego rzędu. Przyczyny danej wady można odnaleźć w wyrobie i jego konstrukcji
jak i w procesie technologicznym, w którym produkt powstaje. W tym etapie
istotne jest określenie związków przyczynowo skutkowych, w których wada jest
elementem.
Następne zadanie polega na ocenie zdefiniowanych w pierwszym kroku relacji
przyczyna - wada - skutek. Ocena ta dokonywana jest w skali 10 punktowej
(liczby całkowite z przedział 1-10) ze względu na trzy kryteria:
1) Ryzyko (częstość) wystąpienia wady/przyczyny - liczba R.
2)
Możliwość wykrycia pojawienia się przyczyny zanim spowoduje wystąpienie wady - liczba
W.
3) Znaczenie wady dla użytkownika wyrobu - liczba Z.
Na podstawie w/w liczb oblicza się tak zwaną liczbę priorytetu RPN (Risk
Priority Number) oznaczaną także jako P i opisaną wzorem:
P = R x W x Z
Może ona przyjmować wartości w
zakresie 1 –1000. Wraz ze wzrostem liczby P zwiększa się ryzyko wystąpienia
wady. Najczęściej ustala się tzw. poziom krytyczności, czyli wartość liczby P,
powyżej której analizuje się wszystkie wady. Pozwala to na podjęcie działań
zapobiegawczych, np. poprzez zmiany konstrukcyjne lub korekcję procesu
technologicznego.
Etap 3. W tym etapie pojawiają się propozycje
wprowadzenia działań zapobiegawczych i korygujących w celu zmniejszenia lub
eliminacji ryzyka wystąpienia wad określonych jako krytyczne. Propozycje te
powstają na podstawie wyników przeprowadzonych wcześniej analiz. Jeśli całkowite
wyeliminowanie wady jest niemożliwe, należy zaproponować działania zmierzające
do zwiększenia wykrywalności lub zmniejszenia negatywnych skutków ich
występowania. Należy ciągle monitorować realizację działań zapobiegawczych i
korygujących, a ich wyniki poddawać weryfikacji metodą FMEA.
autor: Rafał Tochman
(tekst opracowany na podstawie: A. Hamrol, W. Mantura –
Zarządzanie jakością – teoria i praktyka - PWN 2002)
Strona główna
