FMEA Failure Mode and Effects Analysis (Analýzy možností vzniku vad a jejich příčin a následků)

Transkript

1 FMEA Failure Mode and Effects Analysis (Analýzy možností vzniku vad a jejich příčin a následků) Proč je FMEA vyžadována? Rostou požadavky zákazníků na jakost a spolehlivost Roste počet a složitost jednotlivých dílů Prohlubuje se dělba práce pří vývoji a výrobě Zkracují se doby na vývoj a zkoušení Roste tlak na snižování nákladů a racionalizaci Mění se právní okolí Základní přednosti FMEA Řeší problémy spojené s procesem konstrukce a výroby Preventivně Systematicky Komplexně Týmově S přiměřenými náklady Přednosti FMEA pro zákazníka a dodavatele Technické - zlepšený produkt - optimalizace procesu Organizační - lepší součinnost - systematická řešení - prevence místo následných oprav - cílevědomé využívání zdrojů Psychologické - vědomí společné odpovědnosti - lepší komunikace a spolupráce Obchodní - nenahraditelnost dodavatele - méně paralelních dodavatelů - společné zkušenosti, společná cíl

2 Druhy FMEA FMEA konstrukce Zkoumá možná selhání daného systému (nebo jeho části) a vychází přitom z funkcí systému. FMEA procesu (výrobní) Zkoumá možné vady během procesu výroby a montáže, tj. zkoumá praktickou realizovatelnost konstrukčního řešení. FMEA výrobku (nakupovaných dílů) Zkoumá současně konstrukci i výrobní proces jakost celek. Bývá většinou iniciována, řízena a koordinována zákazníkem. V různých oblastech lidské činnosti: FMEA ekologická FMEA investiční FMEA organizační FMEA zásobování Doporučené statistické metody Statistických nástrojů - grafy a diagramy - histogramy - záznamníky a formuláře - analýza příčin a následků (Ishikawův diagram) - Paretova analýza - Regresní a korelační analýza - SPC Statistická regulace procesů Způsobilost měřidel Metoda QFD (Quality Function Deployment) Metoda Design Review Metoda DOE (Design of Experiments) Využití výpočetní techniky Využití týmové práce

3 Předpoklady úspěchu práce týmu Vedení firmy vyžaduje a podporuje metodu FMEA Ve firmě jsou jasně definována pravidla pro týmovou práci formou závazného dokumentu (směrnice) Členové týmu jsou vyškoleni a ovládají metodu týmové práce, metodu FMEA a statistické metody Členové týmu jsou zainteresováni na výsledku řešení Členové týmu musí být dobře seznámeni s výrobkem Ne příliš početný tým Optimální frekvence schůzek týmu Možnosti optimalizace FMEA Školení zaměstnanců Standardizace postupů Správa dat a nasazení výpočetní techniky METODA FMEA Řadí se k základním preventivním metodám managementu jakosti a je důležitou součástí přezkoumání návrhu. Je založena na týmové analýze možností vzniku vad u posuzovaného návrhu, ohodnocení jejich rizika a návrhu a realizaci preventivních opatření vedoucích k zlepšení jakosti návrhu. Zkušenosti ukazují, že pomocí této metody lze odhalit 70-90% možných neshod. Používání metody FMEA představuje systémový přístup k prevenci nejakosti, který vede ke snížení ztrát vyvolaných nízkou jakostí výrobků, ke zkrácení doby řešení vývojových prací, ke snížení počtu změn ve fázi realizace a k účelnému využívání zdrojů. Výsledky aplikace metody FMEA vytvářejí velice cennou informační databázi o výrobku, využitelnou pro podobné výrobky, a jsou významným podkladem pro zpracování či upřesnění plánu jakosti a důležitou součástí kontrolního systému v oblasti tvorby návrhy. Používání metody FMEA je doporučováno normami ISO souboru 9000 a stále častěji je požadováno zákazníky. Náklady na provedení analýzy FMEA jsou minimální a jsou vyváženy jistotou, že bylo učiněno vše pro bezproblémovou realizaci konstrukčního nebo technologického návrhu. Kromě těchto uvedených předností metody FMEA je potřeba samostatně zdůraznit její výrazný psychologický efekt, který spočívá v posílení

4 spoluodpovědnosti širšího okruhu pracovníků za navrhovaný výrobek či proces a ve zlepšené komunikaci mezi jednotlivými útvary. Metoda FMEA se používá zejména pro nové, nebo inovované výrobky nebo procesy, avšak lze ji aplikovat i na současné výrobky a procesy. V případě analýzy nových výrobků či procesů by měla být zahájena dostatečně včas a opakovaně by měla být prováděna v dalších fázích vývoje a při jakýchkoli změnách návrhu. V týmu FMEA by měli mít své zastoupení zaměstnanci vývoje, konstrukce, technologie, výroby, zkušeben, útvaru řízení jakosti, servisu, své místo však v něm rovněž mají zástupci ekonomického útvaru, zásobování a zákaznické sféry (obvykle to bývají zaměstnanci marketingu). Složení týmu může být prakticky stejné jak pro FMEA návrhu výrobku, tak pro FMEA procesu. Pro efektivní práci týmu se doporučuje metodické a organizační řízení práce týmu zkušeným moderátorem. Každá analýza FMEA probíhá ve čtyřech etapách: a) analýza současného stavu b) hodnocení současného stavu c) návrh preventivních opatření d) hodnocení stavu po provedení preventivních opatření Průběh analýzy FMEA se průběžně zaznamenává do formuláře FMEA, jehož součástí je podrobná hlavička, v níž jsou specifikovány základní údaje o analyzovaném konstrukčním či technologickém návrhu, odpovědných pracovnicích a času provedení. FMEA návrhu výrobku Pomocí návrhu výrobku se zajišťuje co nejúplnější zkoumání návrhu výrobku s cílem odhalit již v etapě návrhu veškeré nedostatky, které by předkládaný návrh mohl mít, a ještě před schválením návrhu realizovat opatření, která by tyto nedostatky odstranila. Analýza současného stavu začíná tím, že pracovník odpovědný za návrh všechny členy týmu podrobně seznámí s požadavky zákazníka a s navrhovaným řešením, s jednotlivými díly výrobku a s jejich základními charakteristikami a funkcemi. Tým FMEA postupně u jednotlivých součástí analyzuje všechny možné vady (neshody), které by mohly v průběhu plánovaného života výrobku nastat. Možné vady se přitom popisují jako fyzikální jevy a je k nim potřeba zařadit i takové vady, které mohou vzniknout pouze za určitých zvláštních podmínek provozu. U jednotlivých možných vad tým dále analyzuje všechny možné následky vad a všechny možné příčiny, kterými mohou být jednotlivé vady vyvolány. Vzhledem k tomu, že jde o analýzu návrhu výrobku, je potřeba příslušné příčiny hledat v navrhovaném řešení.

5 V první fázi hodnocení současného stavu tým nejprve analyzuje kontrolní postupy, které jsou používány k ověření vhodnosti navrhovaného řešení (matematické či fyzikální modelování, testování, prototypové zkoušky atd.) Vlastní hodnocení možných vad se zaměřuje na tři hlediska, která se hodnotí bodovou stupnicí 1 až 10: očekávaný výskyt vady význam vady odhalitelnost vady V případě očekávaného výskytu vady tým hodnotí technické možnosti vzniku vady vyvolané určitou příčinou v průběhu doby plánovaného života výrobku nebo dílu. V případě významu vady se hodnotí nejzávažnější následek vady a v případě odhalitelnosti vady příslušné hodnocení vychází z posouzení účinnosti kontrolních postupů, používaných k posouzení návrhu. Po stanovení všech tří bodových hodnot se pro každou vadu vyvolanou určitou příčinou vypočte integrované kritérium, tzv. rizikové číslo, které představuje součin příslušných bodových hodnocení jednotlivých kritérií a slouží k vyčlenění nejrizikovějších možných vad (vad s nejvyššími hodnotami rizikového čísla). U skupiny nejrizikovějších možných vad členové týmu zpracovávají návrh preventivních opatření, která by jejich riziko snížila. Tato opatření by prioritně měla být zaměřena na snížení pravděpodobnosti výskytu vady, mohou však být rovněž směrována ke snížení významu vady nebo zvýšení pravděpodobnosti jejího odhalení. Návrh opatření je předložen odpovědnému vedoucímu (vedoucímu konstrukce) ke schválení, přidělení odpovědnosti za realizaci a stanovení příslušných termínů. Při hodnocení stavu po realizaci opatření stejný tým opětovně hodnotí riziko jednotlivých možných vad, na které byla příslušná opatření zaměřena. Posouzení změn příslušných hodnot umožňuje hodnotit účinnost provedených opatření. Na základě nově stanovených hodnot rizikových čísel lze stanovit nové pořadí možných vad podle míry jejich rizika a případně navrhnout další opatření. FMEA návrhu procesu FMEA procesu se obvykle provádí před zahájením výroby nových či inovovaných výrobků nebo při změnách technologického postupu a obvykle následuje po FMEA návrhu výrobku, na kterou navazuje a využívá jejích výsledků. Postup při analýze FMEA procesu je podobný jako při FMEA návrhu výrobku (používá se i prakticky stejný formulář) s tím rozdílem, že příčiny možných vad výrobku tentokrát tým

6 nehledá v navrhovaném řešení, u něhož se již předpokládá splnění záměru, ale v navrhovaném technologickém postupu. U FMEA procesu tým postupně analyzuje jednotlivé dílčí operace procesu s cílem identifikovat všechny možné vady, které u výrobku mohou na daných operacích vzniknout, a možná selhání procesu. V dalším kroku tým FMEA analyzuje všechny možné následky a příčiny těchto možných vad či selhání. Po analýze běžných a navrhovaných kontrolních opatření používaných v procesu pro odhalení vad tým hodnotí očekávaný výskyt, význam a pravděpodobnost odhalení. V případě očekávaného výskytu vady se posuzuje pravděpodobnost, že v průběhu operace vzniknou výrobky s danou možnou vadou. K odhadu této pravděpodobnosti se v případě statisticky zvládnutých procesů vychází ze způsobilosti procesu. Při posuzování odhalitelnosti vady tým posuzuje účinnost kontrolních opatření odhalit výskyt možné vady nebo její příčiny předtím, než výrobek nebo součást opustí místo výroby nebo montáže. Po výpočtu rizikových čísel tým pro vady s nejvyššími hodnotami rizikového čísla navrhne preventivní opatření. Přednost by měla mít opatření snižující pravděpodobnost výskytu vad. Častým opatřením v této oblasti je zavedení statistické regulace a pravidelné vyhodnocení způsobilosti procesu. Soubor doporučených opatření tým předkládá odpovědnému vedoucímu ke schválení, přidělení odpovědnosti a stanovení termínu realizace. Po provedení opatření tým FMEA znovu hodnotí riziko těch vad, na které byla opatření zaměřena. Zjištěné hodnoty umožňují posoudit účinnost jednotlivých opatření a případně opětovně vyčlenit možné vady s vysokou mírou rizika.

7 QFD (ENHANCED QUALITY FUNCTION DEPLOYMENT) Aby se požadavky zákazníka v průběhu plánovacího procesu neztratily nebo nezkreslily, používá se během celého plánovacího procesu QFD. Aby byly požadavky zákazníka promítnuty do výrobku, je provedena integrace QFD s dalšími nástroji jakosti. QFD bylo vyvinuto pro odstranění těchto problémů: zanedbání požadavků zákazníka zanedbání konkurence koncentrace na každou jednotlivou specifikaci v izolaci různé interpretace specifikací nedostatečná strukturalizace ztráta informací nedostatečná vazba na předchozí rozhodnutí Základním nástrojem QFD pro plánování nového výrobku je DŮM JAKOSTI

8

9 Jde o první matici ze série matic. Jako u všech matic, řádky představují vstupy a sloupce výstupy. Vstupy jsou hlasy zákazníka. Pokoj 1 Obsahuje hlas zákazníka v jeho jazyce. Hlas je subjektivní, kvantitativní a netechnický. Při vývoji nového výrobku je důležité, aby tým přeložil tyto potřeby do podnikového jazyka, který je kvantitativní a technický. Pokoj 2 Zde se provádí překlad. Pokoj 3 Zde se vyjasňuje vzájemná závislost mezi 1 a 2, čímž se eliminuje chybný překlad. Tým zde zlepšuje přesnost překladu. Tyto první 3 pokoje představují základ pro plánování jakosti výrobku. Pro dosažení zlepšení návrhu nového produktu (převahy nad konkurencí) se používají pokoje 4 a 5. Pokoj 4 Zde se provádí konkurenční srovnání z pohledu zákazníka Pokoj 5 Technické srovnání za použití standardních testů. Typicky se srovnávají 3 výrobky náš a 2 konkurenční. Jestliže srovnání není dostupné (výrobek je úplně nový), ohodnotí se existující plnění potřeb zákazníka. Pokoj 6 Nebo také střecha, vyjadřuje konflikt zájmů. V tomto pokoji se zkoumají všechny páry specifikací s ohledem na interference nebo zesílení (synergie). To umožňuje včasnou identifikaci interakcí mezi specifikacemi, což umožňuje předejít konfliktu zájmů. Pokoj 7 Zde se vyjadřuje váha (důležitost) každého požadavku. Pokud jsou 2 požadavky důležité a složité a pokoj 6 ukáže interakci, je jim věnována při vývoji největší pozornost. Pokoj 8 Je konečným objektem celého domu jakosti. Provádíme zde kvantifikaci požadavků na nový produkt. Na základě pokoje 5 tým odvozuje hodnoty požadavků na nový lepší produkt. Charakteristika potřeb zákazníka Charakteristika potřeb pomáhá týmu koncentrovat pozornost na oblasti, které zajistí vyšší konkurenceschopnost. Charakteristiku provádíme dvěma způsoby: Kano diagram (Kanova charakteristika)

10 Důležitost (váha) Kanova charakteristika Kano rozlišuje 3 základní typy potřeb: a) nutné (implicitně očekávané) b) lineární uspokojení c) potěšení Data pro Kanovu analýzu se získávají z dotazníků, které jsou předloženy zákazníkům. Potřeby jsou formulovány dvěma způsoby: Pozitivně když vám kopírka vezme 1 arch papíru, jak se cítíte? Negativně když vám kopírka nevezme žádný papír nebo více papírů, jak se cítíte?

11 Pro obě verze otázek je 5 voleb odpovědí: 1) jsem rád, když je to takhle 2) Tak to musí být 3) Jsem neutrální 4) Když to tak nejde, mohu to přežít 5) Nemám to rád Interpretace se provádí následovně (viz tabulka) negativní legenda D = potěšení pozitivní 1 Q D D D L 2 R I I I M 3 R I I I M 4 R I I I M 5 R R R R Q M = nutné L = lineární spokojenost I = indiferentní (neutrální) Q = neurčitý výsledek (nevhodná otázka) R = vrátit se (špatná data) Odpověď na pozitivní otázku je 2). Odpověď na negativní otázku je 5). Kanova charakteristika se píše do řádku k potřebám v pokoji č. 1 Důležitost (váha) Existuje mnoho metod a způsobů stanovení váhy, např. zákazník má 3 volby: 1) Velmi důležitý 9 2) Důležitý 3 3) Méně důležitý 1 Váhy se opět připisují do řádků v pokoji 1, jako průměr všech odpovědí.