Metoda FMEA Obsah: 1
2
3 4 5
Management rizik ............................................................................................................................................. 1 1.1 Principy managementu rizik ...................................................................................................................... 2 1.2 Proces managementu rizika...................................................................................................................... 3 1.2.1 Proces analýzy rizika ....................................................................................................................... 3 1.2.2 Proces hodnocení rizika .................................................................................................................. 4 1.2.3 Proces řízení rizika .......................................................................................................................... 4 1.3 Zásady managementu rizik ....................................................................................................................... 5 1.4 Metody managementu rizika ..................................................................................................................... 6 1.4.1 Analýza rizika technologických systémů.......................................................................................... 6 1.4.2 Analýza stromu událostí (ETA) ........................................................................................................ 7 1.4.3 Analýza stromu poruchových stavů (FTA) ....................................................................................... 7 1.4.4 Studie nebezpečí a provozuschopnosti (HAZOP)............................................................................ 7 1.4.5 Analýza spolehlivosti člověka (HRA) ............................................................................................... 7 1.4.6 Předběžná analýza nebezpečí (PHA).............................................................................................. 8 1.4.7 Analýza rizik a kritické kontrolní body (HACCP) .............................................................................. 8 1.4.8 Postup analýzy způsobů a důsledků kritičnosti poruch (FMECA) .................................................... 8 Metoda FMECA - ČSN EN 60812:2007 ........................................................................................................... 8 2.1 Cíle FMECA .............................................................................................................................................. 8 2.2 Posouzení přijatelnosti rizika při FMECA ................................................................................................ 10 2.3 Chyby při FMECA.................................................................................................................................... 10 Systémová FMEA – VDA4:2003 .................................................................................................................... 11 3.1 Systémová FMEA produktu..................................................................................................................... 11 3.2 Systémová FMEA procesu...................................................................................................................... 12 FMEA – Ford Handbook requirements .......................................................................................................... 13 4.1 Oblasti použití Ford FMEA ...................................................................................................................... 13 Uplatnění analýzy FMEA ................................................................................................................................ 13 5.1 Okamžik provádění ................................................................................................................................. 13 5.1.1 Příprava ......................................................................................................................................... 14 5.2 5 kroků systémové FMEA ....................................................................................................................... 15 5.2.1 Stanovit systémové prvky a systémovou strukturu ........................................................................ 15 5.2.2 Znázornění funkcí a funkční struktury............................................................................................ 16 5.2.3 Provést analýzu vad ...................................................................................................................... 16 5.2.4 Provést hodnocení míry rizika........................................................................................................ 16 5.2.5 Provedení optimalizace ................................................................................................................. 16 5.2.6 Sledování opatření (Sledování seznamu opatření)........................................................................ 17
Obrázek 1: Obrázek 2: Obrázek 4: Obrázek 5: Obrázek 6: Obrázek 7: Obrázek 8: Obrázek 9:
Stanovení hranice přijatelnosti rizika ............................................................................................... 4 Proces managementu rizika ............................................................................................................ 4 Strukturování systému na prvky..................................................................................................... 11 Systémová struktura celkového systému....................................................................................... 12 Systémová FMEA procesu ............................................................................................................ 12 Kroky FMEA................................................................................................................................... 14 Požadavky na procesní diagram výroby ........................................................................................ 15 Matice charakteristik ...................................................................................................................... 15
Vysvětlivky: ….. označení textu informativního charakteru (historický údaj, zajímavost) ….. výstraha a varování (nejčastější chyby při aplikaci metod) ….. popis uplatnění nástrojů, metod a technik ….. definice, pojmy, názvy
1 Management rizik Historie řízení rizik začala počátkem 50. let dvacátého století. Velké průmyslové společnosti si začaly kupovat pojistné krytí podle skutečného vystavení Kapitola 12.2
1 / 17
Metoda FMEA rizikům. Jejich cílem bylo dosáhnout vysokých slev pojistného vytvořením podmínek pro snížení podnikatelských rizik a přijímáním preventivních opatření ve vztahu k poznanému potenciálnímu nebezpečí. Vyprofiloval se nový obor lidské činnosti „rizikové inženýrství“ zaměřené na minimalizaci rizik. Jeho význam v současné době podtrhuje i úsilí normalizačních institucí standardizovat pojmy a činnosti zahrnuté pod pojmem „Management rizik“. Úlohy se ujala technická normalizační komise ISO TC 176, která je nejen shodou okolností i nositelem prací na normách Managementu jakosti. Tato vazba je logická a pochopitelná, neboť řada požadavků systémů managementu jakosti směřuje k minimalizaci zvláště technologických rizik. Zůstává však řada rizik, které nejsou systémy jakosti pokryty zcela (lidská, politická, legislativní, sociální, ekonomická, přírodní, kriminální, požární….). V rámci integrovaných systémů managementu je přirozenou snahou dostat i tato rizika pod kontrolu a cíleně je v podniku řídit. Management rizik je dnes plnoprávná moderní disciplína patřící do oblasti manažerských znalostí a dovedností. Již s ohledem na stále se zpřísňující legislativní podmínky podnikání patří mezi základní nástroje manažerského rozhodování. Praxe ukazuje, že podcenění této disciplíny může vést k vysokým finančním ztrátám a v extrémních případech i k přerušení kontinuity podnikání.
1.1 Principy managementu rizik Management rizik Je souhrn preventivních činností sloužících k poznání, ocenění a minimalizaci rizik v podnikové praxi. Účinný management rizik v sobě musí vždy zahrnovat: – ANALÝZU RIZIK (risk analysis), – HODNOCENÍ RIZIK (risk evaluation), – ŘÍZENÍ RIZIK (risk control). Analýza rizik Je systematické použití dostupných informací k identifikaci potenciálního nebezpečí, odhadu rizika s ohledem na ochranu oprávněného zájmu společnosti z hlediska ochrany života, zdraví, majetku a životního prostředí. Hodnocení rizika Je proces, při kterém se utváří úsudek o přijatelnosti rizika na základě analýzy rizika a při kterém se berou v úvahu faktory jako sociálně–ekonomická hlediska a hlediska vlivu na životní prostředí. Řízení rizika Je proces rozhodování pro zvládnutí a/nebo snížení rizika, realizace rozhodnutí, jeho prosazení a opakované hodnocení s použitím výsledků posuzování rizika jako vstupních údajů. Posuzování rizika Analýza rizika spolu s hodnocením rizika se nazývá dohromady posuzování rizika (risk assessment). Analýza, hodnocení a řízení se dohromady nazývá management rizika.
Kapitola 12.2
2 / 17
Metoda FMEA
1.2 Proces managementu rizika porovnává výsledky analýzy rizika s kritérii přijatelnosti (sociální, ekonomická, politická, legislativní…). Posuzuje možná řešení, rozhoduje a realizuje opatření ke snížení rizika a sleduje jejich účinnost. 1.2.1 Proces analýzy rizika Analýza rizik je týmová činnost. Pracovníci týmu musí být kompetentní, musí znát metody využitelné pro analýzu rizik, musí mít příslušnou odbornou způsobilost a to vše musí být specifikováno a zaznamenáno. Vlastní práce pak probíhá v následujících krocích: 1. Stanovení rozsahu platnosti – důvody (cíle, kritéria úspěšnosti), – definice systému (popis, rozhraní, – – –
prostředí, energie, materiály, informační toky, provozní podmínky…), zdroje informací (právní, normativní, organizační, lidské...), předpoklady a omezení, požadované výstupy a rozhodnutí (kompetence).
2. Identifikace nebezpečí a počáteční vyhodnocení následků Zde se vychází z předcházejících zkušeností s podobnými problémy. Na základě výsledků se volí z následujících postupů: – zavedení nápravných opatření, – ukončení analýzy, – pokračování odhadem rizika. 3. Odhad rizika Nelze vždy plně kvantifikovat díky nedostatku informací o systému, poruchách a lidském faktoru. Analyzují se všechny možné příčiny. – analýza četností (odhad pravděpodobnosti výskytu na základě údajů z minulosti, simulací a – – –
analýz, znaleckých posudků), analýza následků (závažnost následků spojených s nebezpečím se posuzuje z pohledu pravděpodobného dopadu s ohledem na podobné události z minulosti, popis následků, existující opatření ke zmírnění následků, možné pozdější a sekundární škody), výpočet rizik (předpověď úmrtnosti, nemocnosti, grafy, statisticky vyjádřené očekávané ztráty na životech, výrobní náklady a škody na životním prostředí, vrstevnicový graf rozdělení pravděpodobnosti rizika), odhad nejistot (analýza citlivosti na změny parametrů zvoleného modelu).
4. Odhad rizika Vlastní výpočet rizik vychází z matematického vyjádření rizika jako funkce více proměnných. R = f(p1, p2,... pn) Poznámka: Proměnné jsou nejčastěji dvě – pravděpodobnost výskytu, a velikost následků. U analýzy FMEA jsou však proměnné tři – navíc je pravděpodobnost odhalení.
Kapitola 12.2
3 / 17
Následky
Metoda FMEA
Stanovení hranice přijatelnosti je subjektivní, jedinečné a je ovlivněno mnoha faktory.
Pravděpodobnost výskytu
Obrázek 1:
Stanovení hranice přijatelnosti rizika
1.2.2 Proces hodnocení rizika Je-li obecně stanovena hranice přijatelnosti rizika, je možné všechna vyšetřená rizika rozdělit do dvou skupin – přijatelná rizika a nepřijatelná rizika. Na otázku: „Kde však leží ona hranice přijatelnosti?“, neexistuje jednoznačná odpověď. Stanovení této hranice je pro každý podnikatelský subjekt jedinečné a neopakovatelné. Stanovení hranice přijatelnosti je subjektivní a je ovlivněno mnoha faktory. Je to ryze manažerská úloha. 1.2.3 Proces řízení rizika Cílem je poznaná počáteční rizika eliminovat (zcela vyloučit), redukovat (snížit) a převést (např. pojištěním) na úroveň zbytkového (akceptovatelného) rizika. I zbytková rizika by měla být poznána a v maximální míře pochopeny jejich možné následky. Není možné a mnohdy ani vhodné vyloučit všechna rizika. Rizika se také mění s časem a proto analýza rizik není jednorázová činnost, ale kontinuální proces. ZCELA VYLOUČIT VZNIK PŘÍČINY
zaměřit se na
KONSTRUKCE BEZPEČNOST VAROVNÝ SYSTÉM ORGANIZACE PRÁCE SNÍŽIT RIZIKO NÁSLEDKŮ
POJISTIT SE PŘED MOŽNÝMI DOPADY
ELIMINACE REDUKCE
POČÁTEČNÍ RIZIKO
Obrázek 2:
PŘEVOD
ZBYTKOVÉ RIZIKO
Proces managementu rizika
Mezi metody eliminace a redukce rizik lze kromě jiných zařadit všechny preventivní opatření a metody zlepšení řazené v logickém sledu a zaměřené na: – konstrukci výrobku, – bezpečnost, – varovný systém, – organizaci práce.
Kapitola 12.2
4 / 17
Metoda FMEA Konstrukční opatření nám umožňují zabudovat požadavek bezpečnosti přímo do výrobku. Nelze li rizika konstrukčními opatřeními snížit, nastupují bezpečnostní opatření, poté systémy varování a organizační opatření. Opatření ke snížení rizik jsou vždy spojena s náklady, proto by i rozhodování o přijetí konkrétního opatření mělo vycházet z porovnání nákladů na krytí ztrát s náklady na zavedení příslušných opatření. Dále platí zásada, že čím dříve jsou opatření v životním cyklu projektu, výrobku či procesu nasazeny, tím jsou efektivnější a méně nákladná. Ochrana života a životního prostředí musí mít však vždy prioritu před ekonomickými hledisky. Rizika, která nemohou být eliminována, jsou v závislosti na finančních možnostech firmy buď ponechána ve zbytkových rizicích a firma je vědomě nese, nebo mohou být přenesena na pojišťovací společnosti. Existují však mnohá rizika, která nelze přenést. Jsou to především ta rizika, která nelze bezprostředně vyčíslit: redukovaná životnost výrobku, – – ztráta image, – ztráta klientely a podílu na trhu, – ztráta investic v marketingu a výzkumu, – ztráta kvalifikovaného personálu, – následky nové legislativy, – následky reakce okolí.
1.3 Zásady managementu rizik Znalost uvedených zásad umožní přistupovat k managementu rizik s vědomím odpovědnosti: – Všechny podnikatelské aktivity obsahují riziko. – Rizika spojená s personálem, prostředím, výrobky a infrastrukturou podniku mají tendenci ke vzájemné interakci.
– – – – –
Rizika se musí řídit, ne pouze analyzovat a hodnotit.
– – – – – – – –
Nejlepších výsledků analýz rizik dosahují průřezové týmy.
Kapitola 12.2
Snižování rizik je součástí podnikové kultury. K snížení rizik může dojít pouze za úzké spolupráce managementu . Účinné uplatňování řízení rizik předpokládá systematické dodržování opatření. Pro dosažení ekonomického růstu a dobrého hodnocení spolehlivosti organizace je analýza rizik nezbytná. Dobré projektové a strategické rozhodování pomáhá zabránit ztrátám. Správně navržená automatická ochrana je spolehlivější než lidský zásah. Je nutno respektovat zákazníkem akceptovatelnou míru zbytkového rizika. Podstatným prvkem prevence je partnerství se zákazníky a s dodavateli. Efektivita analýz rizik musí být podpořena kvalifikací personálu. Poučení ze vzniklých škod zlepšují pochopení rizik. Podpora neustálého vzdělávání je zaměřena na cestu k podnikatelské úspěšnosti.
5 / 17
Metoda FMEA
1.4 Metody managementu rizika 1.4.1 Analýza rizika technologických systémů Jako základ pro vstup do problematiky analýzy rizik je s výhodou možno použít standardy např. ČSN IEC 300-3-9 Management spolehlivosti Část 3: Návod k použití, Oddíl: Analýza rizika technologických systémů. Norma při své aplikaci poskytuje vstupní údaje pro činnosti v rámci managementu rizik. Tuto normu Analýza rizika technologických systémů je možno použít jako: – směrnici pro plánování, provádění a dokumentaci analýzy rizik, – základ pro specifikaci požadavků na jakost pro analýzu rizik, – základ pro vyhodnocení analýzy rizik po jejím dokončení. Základem Analýzy rizik technologických systémů je odpověď na 3 otázky: – jaké problémy se mohou vyskytnout? – identifikace nebezpečí – jaká je pravděpodobnost výskytu jednotlivých problémů? – analýza četností – jaký je dopad v případě, že problém nastane? – analýza následků Cílem Analýzy rizik technologických systémů je připravit podklady pro zabránění nebo snížení: ztrát na životě, – – vzniku onemocnění nebo úrazů, – škod na majetku a následných ztrát, – negativních vlivů na životní prostředí. Nebezpečí Je vlastnost látky nebo fyzikálního, chemického či biologického jevu (děje, události), která může působit nepříznivě na život, zdraví, majetek či přírodní prostředí. Kategorie nebezpečí se velice často prolínají a současně může působit i více druhů nebezpečí z různých kategorií, lze však vysledovat společné znaky vymezující následující kategorie: přírodní nebezpečí (povodeň, zemětřesení, tornáda, bouře, sesuvy půdy...), – – technologické nebezpečí (průmyslová zařízení, konstrukce, dopravní systémy, spotřební výrobky, – –
herbicidy, léky), společenské nebezpečí (přepadení, válka, sabotáž, přenosné choroby, terorismus), nebezpečí týkající se životního stylu (drogy, alkohol, kouření, AIDS).
Riziko Je komplexní veličinou tvořenou kombinací následků nebezpečí a pravděpodobnosti výskytu nebezpečného jevu (události, děje). Rizika lze podle povahy a rozsahu následků shrnout do několika kategorií: – individuální následky (dopad na jednotlivé členy společnosti), – následky z povolání (dopad na pracovníky), – společenské následky (dopad na celou veřejnost), – škody na majetku a ekonomické ztráty (přerušení podnikání, sankce...), – poškození životního prostředí (dopady na půdu, vzduch, vodu, živočichy,
rostliny
a kulturní dědictví).
Kapitola 12.2
6 / 17
Metoda FMEA Analýzu rizika můžeme uplatnit během všech fází života výrobku. Ve stádiu návrhu a vývoje lze vysledovat následující cíle: – identifikace hlavních prvků a faktorů přispívajících k riziku, – poskytnutí vstupních údajů pro návrh a vývoj a posouzení přiměřenosti, – identifikace a vyhodnocení bezpečnostních opatření, – poskytnutí vstupních údajů pro posuzování přijatelnosti, – poskytnutí informací pro návrh postupů za normálních a nouzových podmínek, – vyhodnocení rizika s ohledem na požadavky (zákazník, legislativa, standardy...), – vyhodnocení alternativních koncepcí. Ve stádiu výroby, prodeje, instalace, použití, provozu, údržby jsou cíle analýzy rizik následující: – sledování a vyhodnocení zkušeností a prověření skutečného provedení se stanovenými – – – – –
požadavky, poskytnutí vstupních údajů pro optimalizaci za normálních podmínek i v nouzových podmínkách, aktualizace informací o rizikových součástech systémů, poskytnutí informací o významnosti rizika pro operativní rozhodování, vyhodnocení organizačních změn, technologických a provozních postupů, zaměření na výcvik.
Ve stádiu likvidace jsou cíle následující: – vyhodnocení rizik při likvidaci a zajištění splnění požadavků, – poskytnutí vstupních údajů pro likvidaci. 1.4.2 Analýza stromu událostí (ETA) Event Tree Analysis – IEC 300-3-9 Slouží k identifikaci možných následků a jejich pravděpodobností při výskytu události, jež následky iniciovala. – Induktivní typ analýzy - „Co se stane, když...?“. – Kvalitativní nebo kvantitativní technika. 1.4.3 Analýza stromu poruchových stavů (FTA) Fault Tree Analysis – IEC 1025 Slouží k systematické identifikaci podmínek, jež vedly k vrcholové nežádoucí události. Deduktivní typ analýzy. – – Kvalitativní nebo kvantitativní technika. – Postupuje shora dolů. 1.4.4 Studie nebezpečí a provozuschopnosti (HAZOP) Hazard and Operability study – IEC 1078 Je to varianta FMEA vyvinutá speciálně pro chemický průmysl. Vychází z tzv. vodících slov a využívá Blokový diagram bezporuchovosti. 1.4.5 Analýza spolehlivosti člověka (HRA) Human Reliability Assessment – IEC 300-3-8 Posuzování vlivu operátorů a údržbářů na funkci systému s ohledem na bezpečnost a produktivitu. Kapitola 12.2
7 / 17
Metoda FMEA
1.4.6 Předběžná analýza nebezpečí (PHA) Preliminary Hazard Analysis – IEC 300-3-9 Induktivní kvalitativní metoda vhodná pro rané fáze vývoje, posouzení nebezpečí a jeho kritičnosti. 1.4.7 Analýza rizik a kritické kontrolní body (HACCP) Hazard Analysis Critical Control Points Systém, kterým se identifikují, hodnotí a ovládají významná nebezpečí v kritických bodech potravních řetězců. 1.4.8 Postup analýzy způsobů a důsledků kritičnosti poruch (FMECA) Procedure for Failure Mode, Effects and Criticality Analysis – ČSN EN 60812:2007 (01 0675) Slouží k systematickému vyšetřování následků poruchových stavů jednotlivých součástí systému. – Induktivní typ analýzy - „Co se stane, když...?“. – Především kvalitativní technika, může být kvantifikována. – Postupuje zdola nahoru. Modifikace:
VDA4 - FMEA, 2003 (Fehler Möglichkeits und Einfluss Analyse) Ford - FMEA Handbook requirements, 2001 (Failure Mode and Effects Analysis)
2 Metoda FMECA - ČSN EN 60812:2007 Analýza možností vzniku poruch a jejich následků byla jako metoda vyvinuta organizací NASA v USA v šedesátých letech pro projekt Apollo. Po zavedení metody v letectví a kosmických letech, jakož i v jaderné technice, následovalo brzy její využití v automobilovém průmyslu. Mezitím nalezla FMECA celosvětově široké využití. Dnes je základním metodickým nástrojem systémů managementu kvality u mnoha výrobců automobilů a jejich dodavatelů.
2.1 Cíle FMECA Cíle FMECA se odvozují od ovlivňujících faktorů působících na odvětví, např. na automobilový průmysl, které se v minulosti silně měnily. Stoupající nároky zákazníků na kvalitu působí stejně tak jako nutná optimalizace nákladů na produkty a zákonem požadovaná odpovědnost výrobce za výrobek. Dosažení dále uvedených podnikových cílů podporuje kromě jiných nástrojů právě FMECA: Zvyšování funkční bezpečnosti a spolehlivosti produktu: Snižování záručních a servisních nákladů – – Zkrácení procesu vývoje – Náběhy sérií s menšími závadami – Lepší termínová kázeň – Hospodárnější výroba – Lepší služby – Lepší vnitropodniková komunikace Kapitola 12.2
8 / 17
Metoda FMEA FMECA jako metoda k preventivnímu předcházení závadám by měla být zahájena již ve velmi raném stádiu procesu vzniku produktu (např. ve fázi stanovování požadavků) a možné závady přezkoumány ke stavu vývoje a plánování platnému v daném časovém okamžiku, aby mohla být zavedena preventivní opatření k jejich předcházení. FMECA je týmově orientovaná metoda k minimalizaci rizik vývojových a plánovacích procesů a vyžaduje interdisciplinární spolupráci všech zúčastněných útvarů již od samého počátku prací. Navíc poskytuje dokumentované podnikové poznatky expertů. Porucha Ukončení schopnosti objektu plnit požadovanou funkci. Poruchový stav Stav objektu charakterizovaný neschopností plnit požadovanou funkci, kromě neschopnosti během preventivní údržby nebo jiných plánovaných činností nebo neschopnosti způsobené vnějšími zdroji. Důsledek ropuchy Následek způsobu poruchy pro provoz, funkci nebo stav objektu. –
Místní důsledek
–
Důsledek na úrovni systému
Způsob poruchy Způsob, jakým u objektu dochází k poruše. Kritičnost poruchy Kombinace závažnosti důsledku a četnosti výskytu nebo jiných atributů poruchy jako míra potřeby zaměřit se na ně a zmírnit je. ČÍSLO KRITIČNOSTI
1 (E) 2 (D) 3 (C) 4 (B) 5 (A)
PRAVDĚPODOBNOST VÝSKYTU
0 ≤ Pi < 0,001 0,001 ≤ Pi < 0,01 0,01 ≤ Pi < 0,1 0,1 ≤ Pi < 0,2 Pi ≥ 0,2
nepravděpodobný výskyt velmi slabý výskyt občasný výskyt pravděpodobný výskyt častý výskyt
Závažnost poruchy Významnost nebo stupeň důsledku poruchy na provoz objektu, ne okolní prostředí objektu nebo na obsluhu objektu. TŘÍDA
ÚROVEŇ ZÁVAŽNOSTI
NÁSLEDEK
IV
Katastrofická
Způsob poruchy, který by mohl potenciálně vést k poruše základních funkcí systému a tudíž způsobit vážnou škodu systému a jeho prostředí nebo zranění osob.
III
Kritická
II
Okrajová
I
Bezvýznamná
Kapitola 12.2
Způsob poruchy, který by mohl potenciálně vést k poruše základních funkcí systému a tudíž způsobit vážnou škodu systému a jeho prostředí není vážnou hrozbou pro život nebo zranění osob. Způsob poruchy, který by mohl potenciálně zhoršit technické parametry (výkonnost) funkce bez znatelné škody na systém nebo hrozby pro život nebo zranění osob. Způsob poruchy, který by mohl potenciálně zhoršit funkce systému, ale nezpůsobí žádné škody systému a není hrozbou pro život nebo zranění osob.
9 / 17
Metoda FMEA
2.2 Posouzení přijatelnosti rizika při FMECA Četnost výskytu důsledku poruchy
Úrovně závažnosti 1 Nevýznamná
2 Okrajová
3 Kritická
4 Katastrofická
5 – četný
Nežádoucí
Nepřípustné
Nepřípustné
Nepřípustné
4 – pravděpodobný
Přípustné
Nežádoucí
Nepřípustné
Nepřípustné
3 – občasný
Přípustné
Nežádoucí
Nežádoucí
Nepřípustné
2 – velice slabý
Zanedbatelné
Přípustné
Nežádoucí
Nežádoucí
1 – nepravděpodobný
Zanedbatelné
Zanedbatelné
Přípustné
Přípustné
2.3 Chyby při FMECA V minulosti docházelo při používání FMECA k různým nedostatkům: Při konstrukční FMECA se provádělo posuzování závad pouze na úrovni dílu a nezkoumaly se vzájemné funkční souvislosti jednotlivých dílů. Při procesní FMECA se možné závady zkoumaly jen v jednotlivých krocích procesu. Neprováděla se systematicky členěná analýza celého výrobního procesu, pokud je třeba, až po vybavení nástroji a stroji. Vypracování FMECA se provádělo na formuláři FMECA a nebyl tedy možný strukturovaný popis vzájemných souvislostí mezi funkcemi a možnými chybami funkcí v systémech. Nestačí pouze uvažovat náhodné a nezávislé poruchy, je nutné brát v úvahu také CCF poruchy „se společnou příčinou“ (Common Cause Failures). Tyto poruchy jsou v rozporu se základním předpokladem – nezávislosti kauzálního stavu způsobu poruchy. –
Návrh (dimenzování součástí, …),
–
Výroba (chyby výrobní dávky, …),
–
Prostředí (vlivy teplotních výkyvů, vibrace, …),
–
Lidský faktor (neodborné zásahy, …),
–
Software (SW logika, kolize HW systémů, …)
Kapitola 12.2
10 / 17
Metoda FMEA
3 Systémová FMEA – VDA4:2003 (Fehler Möglichkeits und Einfluss Analyse) Při zpracování systémové FMEA produktu nebo procesů jsou vedle dosavadní konstrukční nebo procesní FMEA nezbytné následující kroky: Strukturování zkoumaného systému na prvky systému a znázornění vzájemných funkčních souvislostí těchto prvků. Odvození myslitelných chybných funkcí (možné závady) prvku systému z již dříve popsaných funkcí. Na to navazující logické řetězení souvisejících chybných funkcí různých prvků systému, aby tak bylo možno v systémové FMEA stanovit možné následky poruch, poruchy a příčiny poruch určené k analýze. Oblastmi použití systémové FMEA jsou vývoj produktu a plánování procesů. Systémová FMEA produktu zkoumá možné chybné funkce systémů produktů jako jejich možné poruchy. Analýzy poruch postupují tam, kde je to potřebné, postupně až k prvotním poruchám jednotlivých dílů. Pracovní postup systémové FMEA produktu lze přenést také na analýzu výrobních procesů. Systémová FMEA procesu zkoumá možné chybné funkce výrobního procesu (např. postupů výroby, montáže, logistiky nebo dopravy) jako možné poruchy.
3.1 Systémová FMEA produktu Systémová FMEA produktu zkoumá možné funkční chyby celého produktu (např. převodovky, agregátu). Je-li to potřebné, pokračuje zkoumání až k způsobům selhání jednotlivých dílů. Možné způsoby selhání jednotlivých dílů (např. ozubeného kola) se zkoumají dosavadní konstrukční FMEA.
Obrázek 4:
Strukturování systému na prvky
Analýza poruch v systémové FMEA produktu je metodicky odvozena z následujícího obsahu dosavadní konstrukční FMEA (obrázek 4). Porucha (P) dílu –
Díl (např. hnací hřídel převodovky) se zkoumá jako prvek systému. Jako možné poruchy se zkoumají fyzické výpadky dílu v provozu výrobku (např. opotřebení uložení ložiska).
Příčiny poruchy (PP) –
Pro každou možnou závadu dílu se vyhledávají příčiny poruchy v jeho souboru charakteristik (např. rozměr, tvrdost povrchu, materiál).
Následky poruchy (NP) –
Následky poruchy, jako nejprve projevy opotřebení (zhoršení vlastností ložiska převodovky), vedou například k chybné funkci převodovky jako zkoumaného výrobku.
Kapitola 12.2
11 / 17
Metoda FMEA Analýza poruch systémovou FMEA produktu bude vypadat následovně:
Obrázek 5:
Systémová struktura celkového systému
Porucha (P) systému –
Bude zkoumán ohraničený systém (např. převodovka), sestávající z více dílů. Tento systém v provozním stavu případně neplní očekávané funkce. Chybné funkce se pomocí systémové FMEA produktu zkoumají jako možné poruchy (P).
Příčiny poruchy (PP) systému –
Možné příčiny poruchy se určí z chybných funkcí prvků systému (např. selhání hnacího hřídele, ozubeného kola, ložiska).
Následky poruchy (NP) systému –
Možné následky poruchy (NP) vedou k chybným funkcím nadřazených prvků systému (např. ovlivnění funkce přenosu točivého momentu) až k chybné funkci úplného systému (např. vozidlo má závadu / je nepojízdné).
Tímto způsobem zkoumání tvoří konstrukční FMEA stavební prvek systémové FMEA produktu. Představuje zkoumání dílu do hloubky až k jeho charakteristickým datům. Kritéria hodnocení systémové D/FMEA – viz. Příloha 1.
3.2 Systémová FMEA procesu Při systémové FMEA procesu se strukturuje a popisuje výrobní proces podle zúčastněných prvků systému ("4M"):
Obrázek 6:
Člověk
(Mensch)
Stroj
(Maschine)
Materiál
(Material)
Prostředí
(Mitwelt)
Systémová FMEA procesu
Jednotlivé kroky procesu se jeví jako funkce těchto prvků systému. Kritéria hodnocení systémové P/FMEA – viz. Příloha 2. Kapitola 12.2
12 / 17
Metoda FMEA
4 FMEA – Ford Handbook requirements (Failure Mode and Effects Analysis) Ford FMEA je systematický soubor činností prováděných: –
systémově
–
genericky
–
komplexně
–
preventivně
–
týmově
4.1 Oblasti použití Ford FMEA Oblastmi použití Ford FMEA jsou – vývoj produktu a procesů (procesy i jejich modifikace)
NÁVRH / VÝVOJ / KONSTRUKCE PRODUKTU
KONSTRUKC KONSTRUKCNÍ
D/FMEA – design
NÁVRH / VÝVOJ / ZDOKONALENÍ ZDOKONALENÍ PROCESU
PROCESNÍ PROCESNÍ
P/FMEA – process
MONTÁ MONTÁŽNÍ
A/FMEA – assembly
ZAR ZARÍZENÍ ZENÍ
M/FMEA – machinery
Kritéria hodnocení Ford P/FMEA – viz. Příloha 3, 4 a 5.
5 Uplatnění analýzy FMEA FMEA se provádí, resp. stávající FMEA se doplňuje u:
nových výrobků, nového rozsahu použití, nových procesů a postupů výroby (zařízení, metody), modifikace výrobku, změny vstupních surovin, nové technologie, stěhování technologie.
Výsledky doprovázejí výrobek v jeho životním cyklu. Jsou platné spolu s předpisy výrobce a specifikací výrobku. Úpravy v konstrukci a v procesu na základě vad, s nimiž se bylo možno setkat a jejich vyhodnocení doplňují data FMEA tak, aby bylo možné zkušenosti učinit reprodukovatelnými.
5.1
Okamžik provádění
Z důvodu udržení minimálních nákladů na odstraňování možných příčin vad i odstraňování vad, se FMEA provádí v co možná nejčasnějším okamžiku návrhu projektu a zavádění výroby. Tento okamžik stanovuje odpovědný vedoucí týmu spolu s vedoucím projektu. Kapitola 12.2
13 / 17
Metoda FMEA FMEA
X
PRVKY SYSTÉMU
STANOVENÍ NO
Y
MOŽNÉ VADY
REALIZACE NO
Z
VADA
REVIZE ÚČINNOSTI
[
DŮSLEDEK
VÝZNAM
MOŽNÉ PŘÍČINY
VÝSKYT
KONTROLY
ODHALENÍ
\
REVIZE FMEA
MÍRA RIZIKA
NE
Obrázek 7:
POSLEDNÍ VADA?
ANO
Kroky FMEA
5.1.1 Příprava Před započetím provádění metodiky FMEA by měl podnik s ohledem na efektivnost provést následující přípravné práce: 1) Stanovit předmět analýzy - t.j. vybrat výrobek/díl/proces, u kterého je legislativou/zákazníkem požadováno zvláštní vykazování jakosti (prokazování ve smyslu VDA 1. - 2. přepracované vydání 1998) a jsou pro něj stanoveny kritické znaky (ve smyslu VDA dřívější značení "D" nebo dle nové VDA 1: 1998 "A"). Pro systémy jakosti budované podle QS 9000 3. vydání 1998 jsou analogií kritické charakteristiky (CC) uvedené v Části II - Zvláštní požadavky zákazníka (Zvláštní požadavky firmy Chrysler - Diamond/Key Quality Characteristic, Zvláštní požadavky firmy Ford - Engineering practice - Identification and control of critical characteristic, Zvláštní požadavky firmy General Motors - Key Characteristic Designation System GM). Předmětem analýzy mohou být rovněž výrobky/díly/procesy s chronickými problémy. 2) Vybrat členy týmu s ohledem na jejich působení ve FMEA týmech dle následujících kritérií: FMEA-K (konstrukční FMEA) vedoucí týmu - konstruktér/vývojář, členové týmu - technolog, pracovník na rozhraní se zákazníkem (odbyt), pracovník kalkulace ceny výrobku, pracovník útvaru řízení jakosti, zásobovač, popř. další relevantní funkce v podniku. FMEA-P (procesní FMEA) vedoucí týmu – technolog, členové týmu – konstruktér/vývojář, mistr, normovač/rozpočtář, pracovník útvaru řízení jakosti, vedoucí údržby/seřizovač, kontrolor, popř. další relevantní funkce v podniku. 3) Shromáždit data o výrobku/dílu/procesu pro výrobek/díl - specifikované požadavky na Q (výkres, zadání výrobku zákazníkem, legislativní požadavky), pro proces - popis procesu (technologický postup), vývojový diagram procesu s vyznačenými kontrolními operacemi/regulací procesu (SPC). Kapitola 12.2
14 / 17
Metoda FMEA
PŘÍČINY CHYB
POPIS PROCESU
ZNAKY PROCESU & VÝROBKU
PRŮBĚH PROCESU
SUBDODÁVKA
VYSOKÉ RIZIKO PŘI NEDODRŽENÍ
NIO
MĚŘENÍ KONTROLA
IO
ČEKÁNÍ
TECHNOLOGICKÝ PROCES
1
HODNOTA ZNAKU VÝROBKU/PROCESU
TRANSPORT MANIPULACE
Obrázek 8:
Požadavky na procesní diagram výroby
ZNAKY VÝROBKU
TECHNOLOGICKÉ OPERACE
Obrázek 9:
X
ZNAK JE VYTVÁŘEN NEBO POZMĚŇOVÁN
T
PRACOVNÍ NÁSTROJ VYTVÁŘÍ VÍCE NEŽ JEDEN ZNAK
C
CHARAKTERISTIKA POUŽITÁ PRO UPNUTÍ
M
ROZMĚR JE MONITOROVÁN AUTOMATICKÝM MĚŘENÍM
L
CHARAKTERISTIKA POUŽITÁ PRO USTAVENÍ VÝROBKU
A
ZNAK JE KONEČNOU CHARAKTERISTIKOU VÝROBKU, NEBO MŮŽE MÍT KRITICKÝ VÝZNAM PRO DALŠÍ OPERACI
Matice charakteristik
Shromáždit informace o všech minulých (popř. i potenciálních) problémech s výrobkem/dílem/procesem (záznamy o jakosti - neshody, reklamace, problémy...) a jejich řešení. Informace rozčlenit do tří kategorií z hlediska: významu vady (důsledky pro zákazníka), příčiny vady, kontrolní či regulační opatření (SPC).
5.2
5 kroků systémové FMEA
5.2.1 Stanovit systémové prvky a systémovou strukturu Systém se skládá ze systémových prvků (SE), které slouží k popisu a členění hardwarové koncepce a jsou uspořádány do systémové struktury. Systémová struktura uspořádává od shora jednotlivé systémové prvky na různých hierarchických
Kapitola 12.2
15 / 17
Metoda FMEA úrovních. Kromě toho je nutno popsat stávající propojení jednotlivých systémových prvků jako rozhraní k ostatním systémovým prvkům. 5.2.2 Znázornění funkcí a funkční struktury Systémové prvky mají v systému různé funkce nebo úlohy. Společné působení funkcí více systémových prvků můžeme znázornit jako funkční strukturu (strom funkcí/funkční síť). Pro stanovení funkčních struktur musíme sledovat vstupující a vnitřní funkce. 5.2.3 Provést analýzu vad Pro každý sledovaný prvek popsaný v systému musíme provést analýzu vad. Možné vady (F) tohoto systémového prvku jsou odvozeny od známé funkce vymezené v kroku 2 a popisují vadné funkce. a) Ke každé vadě se stanoví její možný důsledek a pomocí deseti-bodové stupnice, tab 1 a 2, se ohodnotí (kvantifikuje) jeho význam (B). b) Možné příčiny vad jsou díky vadné funkci podřízených systémových prvků prostřednictvím rozhraní přiřazeny systémovému prvku. U každé příčiny se odhadne pravděpodobnost výskytu vady (A), která se kvantifikuje pomocí deseti-bodové stupnice, tab. 1 a 2. c) Analýza je ukončena výčtem stávajících preventivních opatření (opatření k zabránění výskytu vady) a zavedených kontrolních opatření. U těchto opatření je hodnocena pravděpodobnost odhalení příčiny (mechanismu) vzniku vady (E), která se kvantifikuje pomocí deseti-bodové stupnice, tab. 1 a 2. 5.2.4 Provést hodnocení míry rizika Míra rizika (RPZ) je součinem hodnot bodového hodnocení (podle tab.1 a tab. 2): B A E
- význam důsledku vady (Bedeutung der Fehlerfolge) - pravděpodobnost výskytu příčiny vady (Auftretenwarscheinlichkeit der Fehlerursache) - pravděpodobnost odhalení příčiny vady (Entdeckungwahrscheinlichkeit der aufgetretenen Fehlerursache): RPZ = B x A x E
5.2.5 Provedení optimalizace Počíná u nejvyšších hodnot RPZ definováním nápravných/preventivních opatření. Tato opatření jsou termínovaná a jsou přenesena k vyřízení na odpovědná místa/osoby.
Kapitola 12.2
16 / 17
Metoda FMEA BODY HODNOCENÍ STAVU VV
PV
PO
1
1
1
1
1
10
1
10
10
Nápravná opatření
Ideální případ (cíl)
ne
Bezpečný proces se špatným odhalením vady
ne
1
Vada s velkým výskytem se k zákazníkovi nedostane
ne
1
1
Závažná vada s nízkým výskytem, ale snadno odhalitelná
ano
1
10
10
Častá vada s malým významem se může dostat k zákazníkovi
ano
10
1
10
Závažná vada, špatně odhalitelná se může dostat k zákazníkovi
ano!
10
10
1
Snadno odhalitelná, ale častá vada s velkým významem
ano!!
10
10
10 Zásadní nedostatky
ano!!!
Pro vysoké hodnoty rizikového čísla (RPZ) nebo vysoké hodnoty B, A a E jsou potřebné optimalizace. Optimalizace se provádí v následujícím pořadí priorit: 1. Změna koncepce - pro vyloučení příčiny vady popř. pro redukci významu vady. 2. Zvýšení spolehlivosti koncepce – pro minimalizaci pravděpodobnosti výskytu příčiny vady. 3. Účinné odhalení příčiny vady (pokud možno bez dodatečných zkoušek). Pro minimalizaci rizika se musí dodatečná opatření popsat a pro jejich zavedení jmenovat odpovědnosti za vyřízení. Při rozhodující změně koncepce je nutno pro dotčené oblasti znovu provést všech 5 kroků systémové FMEA. Při opatřeních zvyšujících spolehlivost koncepce či účinné odhalení příčiny vady je nutno opakovat kroky 5 a 6. Zápis ve sloupci V/T (odpovědnost/termín) znázorňuje otevřené a rozhodující body systémové FMEA. Viz. Příloha 9 a 11 5.2.6 Sledování opatření (Sledování seznamu opatření) Vyřízení opatření sleduje vedoucí projektu/vedoucí týmu. Jakmile je opatření plně provedeno (ověřena jeho účinnost), provádí se znovu hodnocení míry rizika. Viz. Příloha 10
Kapitola 12.2
17 / 17
