Čoraz silnejšia konkurencia, prísnejšie legislatívne opatrenia, zavedenie medzinárodných štandardov, núti výrobcov zvyšovať kvalitu svojich výrobkov. V tomto článku je popísaný predmet, cieľ a charakteristiky metódy Analýza chýb a ich dôsledkov, známej pod anglickou skratkou FMEA (Failure Mode and Effect Analysis). FMEA je jedna z metód, ktoré systémy riadenia kvality ISO 9000 a ISO 9001 doporučujú pri analýze chýb a ich dôsledkov.

Predmet, cieľ a základné pojmy

Predmetom FMEA je analýza chýb a ich dôsledkov s cieľom navrhnúť nápravné opatrenia, ktoré eliminujú existujúce alebo potenciálne chyby. FMEA môže byť aplikovaná nielen na technické procesy ale aj finančné, sociálne, spoločenské. Ide teda o metódu, ktorá má široké spektrum aplikovateľnosti.

Cieľom FMEA je analyzovať existujúce alebo potenciálne chyby tak, aby bolo možné prijať účinné nápravné opatrenia, ktoré znížia riziko, ktoré so sebou vznik chyby prináša. Ku kvantifikácii rizika používa FMEA tzv. rizikové číslo, ktoré dáva do vzájomnej väzby význam chyby, pravdepodobnosť vzniku chyby, pravdepodobnosť odhalenia chyby. Rizikové prioritné číslo tak umožňuje porovnanie jednotlivých chýb a sústredenie sa na príčiny, ktoré spôsobujú vznik chyby.

Pri riešení problémov FMEA používa systémový prístup, t. z. chápe výrobok alebo proces zo systémového hľadiska. Naviac, FMEA používa myslenie v intenciách životného cyklu výrobku. Životný cyklus výrobku je sled transformačných procesov, cez ktoré prechádza výrobok, t. z. od potreby zákazníka, cez marketing, vývoj, výrobu, atď. až po jeho recykláciu a likvidáciu. Preto môžme hovoriť o FMEA v procese návrhu – FMEA návrhu (výrobku alebo procesu) alebo o FMEA vo fáze realizačnej, t. z. proces už je realizovaný alebo výrobok už funguje a je potrebné urobiť analýzu chýb pomocou FMEA. Potom môžme hovoriť o FMEA procesu alebo FMEA výrobku. Metodika FMEA používa nasledovné pojmy:

• Proces. Proces je transformácia(zmena) vstupov na výstupy. Pričom každý proces môžme chápať ako sekvenciu čiastkových procesov.
• Výrobok. Výrobok je systém, ktorý je schopný generovať požadované funkcie.
• Funkcia je schopnosť systému generovať požadovaný efekt (fyzikálny, chemický, biologický)
• Chyba je neschopnosť výrobku alebo procesu plniť požadovanú funkciu (úplne alebo čiastočne), resp. je to nezhoda s požadovanými parametrami.
• Chybový mód je taký stav systému, ktorý vedie k vzniku chyby.
• Príčina chyby. To, čo spôsobilo, že sa systém dostal do chybového módu, dôsledkom čoho bol vznik chyby.
• Pravdepodobnosť výskytu chyby udáva s akou pravdepodobnosťou sa vyskytuje chyba v danom časovom intervale.
• Dôsledok chyby. Dôsledok chyby špecifikuje čo sa stane ak sa objaví chyba. Aké to má dôsledky na zákazníka, na iné systémy, na systém samotný, na výrobcu. Dôsledok je tesne spätý s významom chyby.
• Význam chyby. Kvantifikácia významu chyby.
• Kontrolné systémy. Aké kontrolné systémy existujú alebo sú navrhované k tomu , aby odhalili chyby pred tým než sa objavia u zákazníka.
• Pravdepodobnosť odhalenia kvantifikuje s akou pravdepodobnosťou kontrolný systém odhalí chyby.
• Rizikové prioritné číslo je súčinom významu, pravdepodobnosti výskytu chyby, pravdepodobnosti odhalenia chyby. Rizikové číslo udáva mieru rizika, ktoré so sebou nesie vznik chyby.

Metodika FMEA

FMEA (návrhu, procesu, výrobku) pracuje podľa nasledovných krokov:

1. Formulácia problému. Majiteľ procesu formuluje problém a menuje vedúceho FMEA tímu. V spolupráci s vedúcim tímu menuje FMEA tím. V tomto kroku vedúci FMEA tímu stanovuje časový plán, obsah a rozdeľuje funkcie v tíme.
2. Model skúmaného procesu alebo výrobku. FMEA tím pripraví podklady pre analýzu: chybný výrobok, model technologického procesu, podklady z reklamácií, výsledky z predchádzajúcich projektov riešenia tohto problému.
3. Analýza chýb a ich dôsledkov. Systematickou analýzou FMEA tím analyzuje krok za krokom jednotlivé operácie (proces) alebo funkcie (ak ide o výrobok) a identifikuje známe alebo potenciálne možné chyby. Výsledkom analýzy je výpočet rizikového prioritného čísla.
4. Určenie priorít. Analýza príčin a kontrolných systémov pre jednotlivé chyby podľa rizikového prioritného čísla.
5. Návrh nápravných opatrení. Určenie zodpovednosti, postupnosti, termínov plnenia navrhnutých opatrení a vyčlenenie zdrojov.
6. Realizácia. Realizácia nápravných opatrení podľa navrhnutého harmonogramu.
7. Vyhodnotenie. Realizované opatrenia sa znova vyhodnotia podľa krokov 3 až 4, či nastalo zlepšenie.
8. Vyhodnotenie. Vyhodnotenie a prezentácia celého projektu pred zadávateľom projektu.

Operačnú schopnosť FMEA ilustruje aj nasledovná prípadová štúdia FMEA výrobku.

Prípadová štúdia FMEA výrobku

V nasledovnej časti je popísaná prípadová štúdia FMEA výrobku v Leoni Slowakia s.r.o., Nová Dubnica, ktorý je výrobcom káblov pre známych výrobcov počítačov, vysávačov a holiacich strojčekov.

Špecifikácia problému

Pri ohybových skúškach dózy D250 sa zistilo, že nevyhovuje predpísanému počtu cyklov(20 000 cyklov). Hlavnou funkciou dózy je prenos elektrickej energie z prívodného kábla k elektrickému spotrebiču (napr. k počítaču). Dóza sa skladá z vonkajšieho plášťa z PVC a z trvdodielu, ktorý plní funkciu nosiča kontaktov, na ktoré sú zakrimpované vodiče. Na obr. 2 je znázornená konštrukcia dózy.

Obr.2 Konštrukcia dózy.

Na vyriešenie problému pomocou FMEA metódy bol vytvorený tím, ktorý tvorili 12 experti z rôznych útvarov organizácie. Tím systematicky postupoval podľa FMEA metodiky, analyzoval funkcie jednotlivých kompomentov a chyby, ktoré pri plnení funkcií vznikajú. Na obr.3 je časť vyplneného formulára po analýze funkcie medeného kontaktu.

Po analýze rizikových čísiel FMEA tím určil priority pre analýzu príčin a kontrolných systémov, aby bolo možné navrhnúť účinné nápravné opatrenia.

Nápravné opatrenia

Z analýzy vyplynulo, že najväčšie rizikové číslo s hodnotou 810 je spojené s príčinou nevhodné rozmery pri chybe “porušený spoj” pri plnení funkcie “viesť elektrickú energiu k spotrebiču”. Pri ohybových skúškach nevyhoveli obidva krajné vodiče. Ako nápravné opatrenia boli navrhnuté následovné zmeny:

1. Zvýšiť teplotu zástreku PVC na 190 stupňov Celzia, aby sa dosiahlo lepšie spojenie granulátu s dózou
2. Vodiče skrútiť pred zástrekom tak, aby sa vytvorila rezerva pre relatívny pohyb vodičov vo vnútri dózy.

Realizáciou navrhnutých opatrení výrobca dosiahol to, že ohybové skúšky dózy D 250 vyhoveli požadovanej norme.(Viď protokol o skúške ohybu na obr.4).

Obr. 4 Protokol o skúške počtu cyklov po realizácii nápravného opatrenia..

Rizikové číslo pre danú chybu kleslo z hodnoty 810 na 81. Výsledky FMEA projektu v Leoni Slowakia ukázali, že zavedenie FMEA do Systému riadenia kvality prinieslo zlepšenie kvality výrobkov, zlepšila sa tímová práca pri riešení problémov.

Použitie FMEA v praxi prináša reálne zlepšenia

FMEA metódu sme úspešne aplikovali vo viacerých priemyselných ale aj finančných organizáciách. Vysoko účinná sa FMEA ukázala pri riešení problému vysokého podielu podsitných frakciií pri výrobe a úprave silokomangánu v Oravských ferozliatinárskych závodoch Istebné a.s. Podobne FMEA tím v MIBA Slovakia s.r.o. D.Kubín navrhol účinne a ekonomicky veľmi efektívne riešenie, ktoré umožnilo vyriešiť problém nedostatočnej tvrdosti súčiastok vyrábaných práškovou technológoiu pre automobilový priemysel. Aj v ďalších organizáciách v ktorých lektori Systému inžinierskych služieb s.r.o poskytovali lektorskú, moderátorskú a poradenskú činnosť pri aplikácii FMEA, sa dosiahli veľmi pozitívne výsledky (napr. v VW Bratislava, VW Elektrosystémy, Nitra, SES Tlmače, Sevis a.s. Žilina, a ďalšie). Skúsenosti s aplikáciou FMEA ukazujú, že FMEA je užitočné zaviesť do Systému riadenia kvality ako trvalý prvok, ktorý bude zohrávať veľmi dôležitú úlohu pri riešení problému eliminácie chýb ale aj v procese prevencie.

Naše skúsenosti s aplikáciami FMEA v slovenských organizáciách ukazujú, že tie sa sústreďujú predovšetkým na kvalitu procesov (výrobných, montážných, atď.), pričom malú pozornosť kladú na predvýrobné etapy. V súčasnosti poprední svetoví výrobcovia upriamujú svoju pozornosť na predvýrobné etápy, pretože od kvality procesu návrhu nového výrobku alebo procesu závisí skutočná kvalita výrobku alebo procesu. Systém inžinierskych služieb s.r.o v súlade s týmto trendom pripravil pre slovenské organizácie nový produkt, ktorý umožňuje implementáciu kvality do výrobku alebo procesu už v procese návrhu. Ide o metódu známu pod označením Design for Quality (DFQ), v preklade Návrh z hľadiska kvality. Ide o komplexnú metodiku navrhovania tzv. robustných systémov, ktoré sú odolné voči pôsobeniu vonkajších vplyvových faktorov, ktoré spôsobujú premenlivosť charakteristík kvality, resp. vznik chýb. Naše skúsenosti so zavádzaním TQM ukazujú, že vysoký synergický efekt pri zvyšovaní kvality, znižovaní nákladov a skracovaní časov je možné dosiahnúť dôslednou aplikáciou filozofie TQM. Potom také metódy ako sú FMEA alebo DFQ sú integrálnou súčasťou uceleného systému a nie sú nielen módnou záležitosťou.

Autor: Ing. Ján Chaľ, Systém inžinierskych služieb s.r.o. Bratislava.

 1,546 total views,  5 views today

0

0