FMEA. Jaroslav Machan Škoda Auto, TC. Mikuláš Koukolský Škoda Auto, GQA

Transkript

1 Failure Mode and Effects Analysis Fehler Möglichkeits und Einfluss Analyse Jaroslav Machan Škoda Auto, TC Mikuláš Koukolský Škoda Auto, GQA Jakub Dvo ák (TC) Tento materiál vznikl jako sou ást projektu In-TECH 2, který je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpo tem R.

2 Za azení v procesu vzniku výrobku cca -12 m síc SOP Zajišt ní kvality, opat ení, metody Výb r Výb r Hlasité myšlení Hlasité myšlení QFD Plán metod Výb r DFMAS Definice opat ení Výb r Poslední definice opat ení vztahující se k výrobku Výb r K-FMEA P-FMEA Poslední definice opa- eník podnik. prost. Výb r a p íprava Koncept - RPS Statistický výpo et tolerance Poslední hrubá analýza tolerance Podp rné metody: metody podle Kepner-Tregoeho, strom analýzy chyb, TRIZ, Design of Experiments, spolehlivost / trvanlivost Metody k realizaci požadavk zákazníka Metody k zamezení chyb Metody k úspo e náklad Podp rné metody. Podle pot eby mohou být aplikovány v celém PVV. 2

3 Metody k realizaci požadavk zákazníka - Dotazníkové metody, QFD - Klinická studie, skupinová diskuze Metody k úspo e náklad - DFMAS - Statistický výpo et tolerance Metody k zamezení chyb -FMEA K -FMEA P 3

4 Za azení v procesu vzniku výrobku cca -12 m síc SOP Zajišt ní kvality, opat ení, metody Výb r Výb r Hlasité myšlení Hlasité myšlení QFD Plán metod Výb r DFMAS Definice opat ení Výb r Poslední definice opat ení vztahující se k výrobku Výb r K-FMEA P-FMEA Poslední definice opa- eník podnik. prost. Koncept - RPS Výb r Statistický a p íprava výpo et tolerance Poslední hrubá analýza tolerance Podp rné metody: metody podle Kepner-Tregoeho, strom analýzy chyb, TRIZ, Design of Experiments, spolehlivost / trvanlivost Metody k realizaci požadavk zákazníka Metody k zamezení chyb Metody k úspo e náklad Podp rné metody. Podle pot eby mohou být aplikovány v celém PVV. 4

5 FMEA = Failure Mode and Effects Analysis = Fehler Möglichkeits und Einfluss Analyse = Analýza možností vzniku vad a jejich následk FMEA je systematicky uspo ádaným racionaliza ním prost edkem, který umož uje ješt p ed realizací provést systematický rozbor slabých míst (systému, konstrukce nebo procesu) a tím se v as vyvarovat neo ekávaných potíží p i realizaci. Zásadou FMEA je, že je lepší zabra ovat vzniklou vadu v as, než je následn odhalovat a odstra ovat, resp. hradit náklady následk vad. Nejekonomi jší forma redukce a prevence. 5

6 Historie FMEA Letectví a lety do vesmíru NASA - projekty Apollo 60. léta Použití FMEA Nástroj k analýze chyb: Vývoj a optimalizace výrobk Plánování výroby a proces Letecký, automobilový a jaderný pr mysl Sou ást systém zajišt ní kvality 6

7 Apollo 1 FMEA plánovaný start - únor 1967 Katastrofa

8 Apollo ervence 1969 Zde Basis Tranquilitatis, orel p istál". 8

9 Náklady na zm ny FMEA Vynaložené prost edky (cena %) 100% 45% 30% 20% FMEA FMEA Konstruk Konstruk?n? orientovaná orientovaná FMEA Procesn Procesn? orientovaná Projekt X Projekt X+1 Projekt X+2 0 as 9

10 Výchozí situace v podniku Po et technických zm n b hem vznikání výrobku Požadovaný pr h a pr h asto se vyskytující v praxi Cíl Obvyklá praxe 10

11 Zamezení chyby = redukce náklad + spokojenost zákazník ziskový r st! Chyba = plýtvání!!! 11

12 asový plán PD KE K * DE K P-uvoln ní Ukon ení B-uvoln ní Ukon ení E-uvoln ní Ukon ení PVS BMG** 0S K Harmonogram voz Legenda: K K Za átek nalézání témat produktové FMEA Ukon ení nalézání témat produktové FMEA Provád ní FMEA Ukon ení všech týmových zasedání pro produktovou FMEA. definice opat ení Konstruktivní opat ení všech produktových FMEA byla realizována Realizace opat ení Ukon ení všech kontrolních opat ení z produktové FMEA** Produktová FMEA * P ed milníkem KE se provádí sledování rizik funkcí a koncept. ** Pro konstruk ní díly podléhající povinnosti schválení konstruk ního vzorku se musí kontrolní opat ení z produktové FMEA uzav ít do milníku BMG (schválení konstruk ního vzorku). Koncernová grémia Zna ky PSK Produktový management zna ek Klí ové obsahy v koncernové rovin 12

13 FMEA v projektu D Fáze plánování: (P íprava, Organizace,...) Krok 1: Strukturová analýza Definice / Definition: Fáze plánování za íná bezprost edn po p íkazu provést FMEA. Zahrnuje analýzu projektu v etn stanovení priorit jednotlivých témat A Krok 2: Funk ní analýza Krok 3: Analýza chyb Krok 4: Analýza opat ení (v. stávajících,ukon ených opat ení) Nutnost jednat Analýza / Analyse: Kroky následují postupn, Krok 1 a 2 mohou být zpracovány paraleln M NE Krok 5: Optimalizace (zapracovat nová opat ení) Stanovení opat ení a postup ANO Množina opat ení / M nahmeentscheidung: = Stanovení opat ení a postup U Zhodnocení nasazených opat ení (v. Prokázání ú innosti ukon ených opat ení) Bez uvoln ní Uplatn ní / Umsetzung: Uvoln ní Realizace a zhodnocení K Komunikace (prezentování a komunikace enos v domostí) Komunikace / Kommunikation: Prezentace a komunikace opat ení a výsledk 13

14 Zákony Pro FMEA? Normy Ru ení za výrobek Bezpe nost výrobku FMEA Ständige Verbesserung des Qualitätsmanagementsystems Verantwortung der Leitung Management Messung, Analyse der Mittel Verbesserung Eingabe Produkt- Produkt Realisierung Produkt DIN EN ISO 9001:2000 Name der FMEA Airbag Golf A4 Gegenstand der FMEA Datum letzte Änderung FMEA-Typ FMEA-Status Fahrerairbag, Lenkrad Standard Konstruktion Vorläufig Verantwortlicher Bereich Bearbeiter/Bearbeiterin Betroffene Attribute Bereiche VW FE Herr Muster FMEA-Moderator Kulle Meyer FMEA Team: Schmidt, Meyer, Schulze, Kaufmann, Funktion pot. Fehler pot. Folge D Ursache aktuelle A1 B1 E1 RPZ empf. zu getroffene A2 B2 E2 RPZ2 Stand Maßnahm 1 Maßnah erledigen Maßnahm. [%] e men durch Sm rnice Hospodárnost Kostenfaktor je Fehler Je früher die QE-Methoden systematisch ansetzen, um so wirkungsvoller sind sie VDA 6.1 QS 9000 Entwicklung Planung Serie Feld Garance, odvolávka Ztráta zákazníka 14

15 Cíle FMEA FMEA podporuje následující podnikové cíle: zvyšování funk ní jistoty a spolehlivosti výrobk minimalizace rizik záruky na výrobky redukce záru ních náklad bezporuchové sériové rozb hy lepší termínová v rnost hospodárn jší výroba lepší služby lepší interní komunikace zajišt ní know-how 15

16 Používají se zejména dva druhy FMEA: Konstruk ní FMEA (návrhu výrobku) pro analýzu výrobk, jejich ástí a prvk Procesní FMEA (procesu) pro analýzu proces, v nichž vznikají výrobky 16

17 Systémová FMEA výrobku a procesu Je založena na stejných principech jako FMEA návrhu výrobku nebo procesu, s tím rozdílem, že p i analýze sou asného stavu se d sledn uplat uje systémový ístup.výrobek nebo proces se chápe jako systém skládající se z prvk na r zných úrovních a u t chto prvk se analyzují jejich funkce. Možné vady, jejich d sledky a iny se pak analyzují jako selhání t chto funkcí. 17

18 Systémová analýza (krok 1) systém inek subsystém ina konstruk ní celek konstruk ní díl 18

19 Struktura FMEA FMEA Systémová FMEA Znak systému Potenciál. chyba Potenciál. následek Potenciál. ina Znak funkce nebo prvku Konstruk ní FMEA Potenciál. chyba Potenciál. následek Potenciál. ina Zlepšení konstrukce nebo systémového konceptu Procesní FMEA Znak pracovní operace Potenciál. chyba Potenciál. následek Potenciál. ina nebo Odstran ní iny v procesu 19

20 Souvislost mezi typy FMEA Na p íkladu nakláp cího ložiska vp edu Funkce systému Funkce dílu Znaky Systémová FMEA Následek závad Žádná bezpe nost provozu Konstruk ní FMEA Závada Nedostate né brzd ní Následek závad Nedostate né brzd ní Procesní FMEA ina závady Vysoké opot ebení brzd. obložení Závada Vysoké opot ebení brzd. obložení Následek závad Vysoké opot ebení brzd. obložení ina závady Pevnost materiálu n.i.o. Závada Pevnost materiálu n.i.o. ina závad Teplota p i tvrzení n.i.o. 20

21 Výsledky aplikace metody vytvá ejí velice cennou informa ní databázi o výrobku, využitelnou pro podobné výrobky. Náklady na provedení jsou minimální a vyváženy jistotou, že bylo u in no vše pro bezproblémovou realizaci konstruk ního nebo technologického návrhu. Užívá se zejména na nové nebo inovované výrobky, ale dá se aplikovat i na výrobky a procesy sou asné. V p ípad nového výrobku je t eba ji zahájit v as a opakovan. 21

22 Možné d vody k provedení FMEA Nový vývoj výrobk Vyrobitelnost D ležitost z hlediska bezpe nosti Komplexnost Nasazení nových za ízení, stroj nebo ná adí Nové výrobní místo nebo p enesení výroby Nové podmínky nasazení stávajících výrobk Vysoký podíl zmetk u podobných výrobk Montovatelnost Risika pro životní prost edí/ pracovní risiko Zm na výrobku Zm na procesu Zm né podmínky nasazení Nedostate ná zp sobilost procesu Omezená možnost testování Garan ní a kulan ní náklady Provozní náklady Komfort Další kritéria pro aktualizaci existujících FMEA jsou: Zkušenosti z pole 8D-Report atd. 22

23 Moderátor FMEA: ídící osoba procesu FMEA FMEA Tým FMEA Zodpov dné osoby: možní zadavatelé FMEA vývoj konstrukce plánování íprava zhotovení výroba Zkušebny Tým FMEA distribuce zákazník zajišt ní kvality obchodní odd lení dodavatelé logistika Týmy pro procesní a konstruk ní FMEA mohou být prakticky stejné 23

24 Pr h analýzy FMEA se pr žn zaznamenává do formulá e FMEA 24

25 íklad vzhledu formulá e 25

26 Každá analýza probíhá ve ty ech etapách : a) analýza sou asného stavu b) hodnocení sou asného stavu c) návrh preventivních opat ení d) hodnocení stavu po provedení preventivních opat ení 26

27 Postup konstruk ní FMEA zjiš uje se co nejúpln jší zkoumání výrobku s cílem odhalit již v první etap návrhu veškeré nedostatky, které by p edpokládaný návrh mohl mít a ješt p ed schválením realizovat opat ení pro odstran ní nedostatk. Práce týmu FMEA za íná tím, že odpov dný pracovník (autor ešení) seznámí leny týmu s navrhovaným ešením a hledisky/funkcemi, ze kterých bude p íslušný návrh analyzován. 27

28 Analýza sou asného stavu - Seznámení ú astník s požadavky zákazníka a s návrhem ešení - Analýza možných vad, které by mohly nastat b hem života výrobku, i takové, které vzniknou za zvláštních podmínek - Analýza všech možných následk vad a všech možných in Hodnocení sou asného stavu - Nejprve se analyzují kontrolní postupy, které jsou používány k ov ení vhodnosti navrhovaného ešení 28

29 Vlastní hodnocení možných vad se zam uje na t i hlediska, která se hodnotí bodovou stupnicí o ekávaný výskyt vady - význam vady - odhalitelnost vady 29

30 30

31 K jednotlivým Možným vadám (A), Možným d sledk m vady (B) a Možným p inám (C) je p azována na základ hodnocení týmem bodová hodnota závažnosti. Možné riziko RPZ je pak sou inem jejich bodových hodnot. RPZ = A x B x C Zkušenost: Je-li výskyt nebo odhalitelnost vady hodnocena více než stanovená mez, je nutno p ípad bezpodmíne podrobit v cné analýze. 31

32 Hodnocení závažnosti problému pomocí matice A B Neexistuje pot eba jednat Uvoln ní možné Neexistuje žádná nutná pot eba jednat Uvoln ní možné Riziko by se však m lo redukovat pomocí vhodného opat ení Existuje pot eba jednat Riziko se musí redukovat pomocí vhodného opat ení Uvoln ní bez redukce je p ípustné pouze v od vodn ných a zdokumentovaných výjime ných p ípadech 32

33 Návrh preventivních opat ení - Snížit riziko (tzn. pravd podobnost výskytu, ale i na lepší odhalitelnost i menší význam vady) Návrh opat ení je edložen odpov dnému vedoucímu ke schválení, id lení odpov dnosti za realizaci a stanovení termín Hodnocení stavu po provedení opat ení - Provádí stejný tým a hodnotí riziko vad, na která byla íslušná opat ení zam ena. - Posouzení zm n p íslušných hodnot umož uje hodnotit innost provedených zm n. 33

34 Postup FMEA I FMEA Cíl FMEA, sestavení týmu, íprava dokument, pozvání II Definování požadavk zákazníka 1 Stanovení pozorované systémové struktury 2 3 Vypracování funkcí a p íp. priorizace Analýza chyb: Stanovení chyb, p in a následk ( kauzální et zce) Posouzení rizik (A B E, RPZ) Stanovení odstra ujících opat ení, realizace opat ení, záv re né nové posouzení rizik chyb a dokumentace FMEA jakožto archiv v domostí

35 FMEA ve t ech krocích 1 íprava Definování a srovnání FMEA komponent Strukturovan seskupit pot ebné podklady Ur it systémové a procesní struktury pro Workshop Vyhodnotit prezentované podklady Výb r FMEA témat Organiza ní p íprava Workshopu 2 Jednání 3 ízení edstavení ú astník Uvedení do metody FMEA edstavení projektu a p edložených pracovních podklad Provedení FMEA Aktuální vydání strukturované dokumentace ( ,cd,... ) Ur it témata ízení Kontrola a aktualizace opat ení Stanovit stupe pln ní Stanovit opat ení u odchylek FMEA osv ení Revize FMEA 35

36 Co je chyba? chyba = výpadek funkce 36

37 výpadek jaké funkce Kauzální et zec možná chyba ina ina ina následek následek následek u zákazníka Market. Konstr. Prototyp Zkouška Plánování Výroba ZÁKAZNÍK chybný výpo et chybná le ložiska žkoch dné poškození ložiska 37

38 FMEA krok 2 vodce zákazník KO Z 1 další krok procesu konstrukce (ideální) VÝ výroba FU chyba FF Z 2 servis DL (ideální) DO V P Z 3 uživatel výrobku dodavatel opat ení k zamezení zkušební opat ení A E B etnost výskytu iny chyby Objevení p ed dalším krokem procesu Význam následku chyby pro zvoleného zákazníka 38

39 FMEA (krok 3) Objevení chyby ed dalším krokem procesu Design Konstrukce Prototyp P-Plánování Výroba Zák. S- FMEA K- FMEA P- FMEA ED EK EP 39

40 Preventivní analýzy a analýzy FMEA asová osa po izování dat) Premisa: Po izování všech datových zdroj edch dci (A5, SK25) PA DKM P-Freigabe B-Freigabe PVS OS KAF SOP 0-km Feld Zkušenosti z vývoje Stavba zkuš. desky simulace HIL SoFa WiFa EVP EWP Stavba prototyp Letní / zimní zkoušky Laboratorní zkoušky Pilotní hala edsérie Ov ovací jízdy A-závady KB, PDI AGOS, QUASI-FI, QAS, telefoní anketa Uživatelská bezpe nost FMEA aktuální projekt (SK37) PA DKM P-uvoln ní B-uvoln ní PVS OS KAF SOP 0-km pole další relevantní koncepty, orientace na stavební díl / systém PQ35, PQ24, VW45, VWN35 40

41 Všeobecná struktura databáze RD (Robustdesign) na projektu nezávislá databáze koncernu VW VW 000 cca 1000 položek Projekt P1 Projekt Pn Projekt P2 Projekt P3 41

42 Soupis poznatk SK_000 VW_000 VDS T 1 jednání FMEA. Protokol FMEA relevantní položky SK 258 Soupis poznatk SK 000 T 1 T VW 000 VDS 2 3 SK_258 42

43 SET FMEA... Bod FMEA Projekt relevant. NE Jiné zpracování ANO GQA Protokol FMEA VDS Koordinátor VDS -TM Robustní Design GQA Problém VDS A RPZ B C Termín Odpov. pracovník Odpov dný pracovník Vedoucí SETu on line on line (kdykoliv, jakékoliv úpravy) VDS Robustní Design Jednání SETu k FMEA Posouzení RPZ ímo na SETu Koord. VDS -TM Problém ukon en NE ANO Koordinátor zadá p íznak ukon ení do VDS Koordinátor zadá odpov o neukon ení Blok 1 43

44 íklad zadní sv tlo automobilu Možné FMEA body: - Hluky klepání el. Instalace i jízd - Lícovatelnost vzhledové vady - Praskání žárovek - Špatný p ístup p i vým žárovek - Montážní problémy - Zatékání, t snost -. 44

45 Konstruk ní FMEA FMEA analýza plánování zkouška provedení aplikace 45

46 Zkušenosti K p ísnému a úsp šnému provád ní FMEA jsou pot ebné špi kové domosti expert z Konstrukce/Vývoje, Plánování výroby/výroby a Kvality, kte í se projektu ú astní. Z t chto pracovník je vytvo en základní tým V p ípad pot eby jsou p izváni specialisté z jiných funk ních oblastí jako je Odbyt, Nákup, Servis nebo Životní prost edí. Pracovních porad se nemá ú astnit více než 8 osob Nutné je, aby byla FMEA moderována specialistou, co se tý e metod Složení týmu m že být prakticky stejné pro FMEA procesu a návrhu výrobku 46

47 Zkušenosti FMEA lenové týmu jsou pov eni zajišt ním dokumentace: výkresy, soupisy požadavk, p edpisy o kvalit, seznamy závad, statistika reklamací srovnatelných výrobk, zákony, vyhlášky, dokumentace o typizaci, plány procesu, montáže a kontrol, zkušební zprávy Vytvo ení týmu je úkolem vedoucího projektu Zajistit, aby byli lenové týmu b hem doby trvání FMEA neomezen k dispozici! Informovat v as nad ízené leny týmu 47

48 KUJI ZA POZORNOST 48