Дополнительные сведения об использовании FMEA-методологии при проектировании продукции

Анализ форм и последствий отказов — это один из инструментов управления качеством, который наиболее часто применяют на этапе проектирования продукции.

При выполнении этого анализа стараются определить скрытые (неочевидные) формы возможных отказов, а также суровость возможных последствий (риск) для потребителей или пользователей продукции. В связи с этим особое значение приобретают вопросы обеспечения надежности продукции, т. е. решение вопросов, связанных с возникновением проблем, симптомы которых могут развиваться только после того, как продукция попала к пользователю.

Обращаем ваше внимание, что в рамках FMEA-методологии используется термин «форма отказа», а не «механизм отказа». При использовании этой методологии не предполагается осуществление прямого анализа причин отказа, лишь прогнозирование результатов появления этого симптома (отказа), в частности, того, насколько серьезны (суровы) будут его последствия. По этой причине в некоторых зарубежных изданиях данный инструмент называют Failure Mode Effect and Criticality Analysis (FMECA), что обычно переводится как «Анализ форм, последствий и критичности отказов».

Поясним это на конкретном примере. Объектом исследования служит кардиостимулятор, который имеет в своей конструкции определенный транзистор, посредством которого сначала усиливаются, а затем в тело пациента подаются электрические импульсы, стимулирующие и задающие ритм работы сердца. Кардиостимулятор хирургическим путем имплантируется в грудную клетку. FMEA- и FMECA-методологии не рассматривают непосредственные механизмы возможных отказов транзистора, а принимают во внимание только возможные формы отказов, т. е. возникающие при этом симптомы (проявления) отказов.

Механизмы отказа транзистора могут быть связаны, например:

• с отрывом проводника;

• с попаданием влаги внутрь кардиостимулятора;

• с локальным перегревом транзистора;

• со старением транзистора и т. п.

Однако независимо от механизма отказа возможны только три формы отказа транзистора, а именно:

1) обрыв цепи;

2) короткое замыкание;

3) снижение коэффициента усиления.

В задачу FMECA-методологии входит выяснение последствий и критичности потенциальной опасности каждой из этих трех возможных форм отказа транзистора, в частности:

• третья форма отказа, связанная с изменением частоты и амплитуды импульсов (из-за изменения коэффициента усиления), может ухудшить состояние пациента и потребовать дополнительного хирургического вмешательства для замены кардиостимулятора;

• первая и вторая формы отказов (обрыв цепи или короткое замыкание) могут иметь фатальные (катастрофические) последствия.

В результате анализа форм и последствий отказов может возникнуть необходимость в перепроектировании продукции или изделия с целью повышения надежности, например, за счет включения в конструкцию кардиостимулятора дублирующего транзистора.

Надеемся, что вы получили достаточное представление о содержании и порядке применения FMEA-методологии. При необходимости, вам следует внимательно изучить рекомендации стандарта по осуществлению анализа форм и последствий отказов.

Практическая часть

Задание.Рассмотрите работу будильника с точки зрения FMEA-методологии. Составьте список возможных форм отказов, определите их последствия и критичность.

Дайте ответы на вопросы:

1. Будут ли одни формы отказов более критичны, чем другие?

2. Что вы можете предпринять для предотвращения критических последствий различных форм отказов будильника?

Контрольные вопросы:

1. Для достижения каких целей используется FMEA - методология?

2. Ответы на какие вопросы стараются получить с помощью FMEA - методологии?

3. На каких принципах основана FMEA - методология?

4. За решение каких вопросов ответствен руководитель FMEA - команды?

5. Расскажите о целях, задачах и сущности основных этапов работы FMEA – команды: 1 – подготовка к работе FMEA – команды, 2- основная работа FMEA – команды, 3- действия после завершения работы FMEA – команды.

6. Какие квалиметрические шкалы применяют при оценке? 1 – значимость потенциального отказа S ;

2- вероятность возникновения дефекта О ;

3- вероятность обнаружения дефекта D.

7. Расскажите о содержании обобщённого алгоритма работы FMEA – команды, представленного на рисунке 7.

8. Поясните содержание основных этапов процесса градуировки электронных весов, для которого был рассмотрен пример работы FMEA – команды.

9. Какие возможные формы отказов были выявлены этой командой для процесса градуировки электронных весов.

10. Какими соображениями должны руководствоваться члены этой команды при назначении числовых значений факторов S, O, D, перечисленных выше.

11. Каким образом разрабатываются рекомендации для предотвращения тяжёлых и нежелательных последствий возможных отказов.

12. Поясните результаты работы FMEA – команды представленной на таблице 8.

13. Чем FMEСA – методолгоия отличается от FMEA - методологии?

14. Поясните различия понятий форма отказа и механизм отказа?