Skip to content
angelnnik edited this page Dec 10, 2022 · 38 revisions

Оценка информационных систем с помощью анализа видов и последствий отказов (FMEA)

Выполнил: Николаева Ангелина, ИДБ-19-06
Проверил: Попова Алина, ИДБ-19-06

Одной из основных задач системы менеджмента качества является обеспечение выявления потенциальных несоответствий (дефектов) и предотвращение их появления на всех стадиях жизненного цикла продукции. Важнейшим методом решения этой задачи является анализ видов и последствий потенциальных несоответствий (FMEA).

Проведение FMEA-анализа связано с тем, что затраты на ликвидацию последствий отказа (дефекта) напрямую зависят от времени обнаружения - чем скорее будет обнаружен отказ, тем меньше будет стоить его исправление. Влияние отказа становится более ощутимым в случае, если его обнаруживают на поздних стадиях разработки или запуска продукта. Другими словами, стоимость изменений и коррекция ошибок, как правило, существенно возрастают по мере приближения к завершению проекта. Данную зависимость можно наблюдать на графике.
image FMEA-анализ представляет собой инструмент, который используется для выявления возможных дефектов или отказов на самом раннем этапе (разработки продукта или процесса). Тем самым, данный анализ приводит к снижению стоимости исправления дефектов или отказов.

Задачи, решаемые при проведении FMEA-анализа

  • составление списка всех потенциально возможных видов дефектов технического объекта или процесса его производства, при этом принимаются во внимание как опыт изготовления и испытаний аналогичных объектов, так и опыт реальных действий и возможных ошибок персонала на разных этапах жизненного цикла объекта;
  • определение возможных негативных последствий от каждого потенциального дефекта посредством проведения качественного анализа тяжести последствий и количественной оценки их значимости;
  • определение причин каждого потенциального дефекта и оценивание частоты возникновения каждой причины в соответствии с предлагаемыми конструкцией и процессом изготовления;
  • оценивание достаточности предусмотренных операций, которые проводятся с целью предупреждения дефектов в эксплуатации, и достаточность методов предотвращения дефектов при техническом обслуживании и ремонте;

Объекты FMEA-анализа

Объектами FMEA-анализа процессов могут быть:

  • конструкция изделия (FMEA-анализ конструкции);
  • процесс производства продукции (FMEA-анализ процесса производства);
  • бизнес-процессы (документооборот, финансовые процессы и т. д.) (FMEA-анализ бизнес-процессов);
  • процесс эксплуатации изделия (FMEA-анализ процесса эксплуатации).

FMEA-анализ конструкции может проводиться для существующей и разрабатываемой конструкции. Целью анализа является обнаружение потенциальных дефектов изделия, которые вызывают наибольший риск потребителя и внесение необходимых изменений в конструкцию изделия, способных снизить такой риск. Также данный анализ проводится с целью формирования требований к конструкции изделия, обеспечивающих безопасность и удовлетворенность потребителя.

FMEA-анализ процесса производства выполняется на стороне изготовителя ответственными службами планирования производства, обеспечения качества или производства с участием соответствующих специализированных отделов изготовителя и, при необходимости, потребителя. Целью FMEA-анализа процесса производства является обеспечение выполнения всех требований по качеству процесса производства и сборки посредством внесения изменений в план процесса для технологических действий с повышенным риском.

FMEA-анализ бизнес-процессов производится в подразделениях, выполняющих данный бизнес-процесс. Также в проведении анализа принимают участие представители службы обеспечения качества, представители подразделений, являющихся внутренними потребителями результатов бизнес-процесса и подразделений, участвующих в выполнении этапов бизнес-процесса. Цель данного вида анализа заключается в обеспечении качества выполнения запланированного бизнес-процесса. Выработанные корректирующие мероприятия должны обязательно предусматривать внедрение статистических методов, в первую очередь для тех операций, где выявлен повышенный риск.

Целью FMEA-анализ процесса эксплуатации является формирование требований к условиям эксплуатации, обеспечивающим безопасность и удовлетворенность потребителя

Принципы FMEA-анализ

  • Командная работа. FMEA-анализ проводится многопрофильной команды экспертов. Поэтому качество анализа зависит от профессионального уровня, компетентности, опыта и взаимодействия специалистов.
  • Иерархичность. Анализу подвергается изделие (процесс) и его составляющие в случае, если рассматриваются сложные объекты.
  • Итеративность. Анализ проводится постоянно - он возобновляется при выявлении новых факторов и при любых изменениях, влекущих за собой изменение последствий и их рисков.
  • Регистрация данных. Весь анализ и его результаты в обязательном порядке оформляются документально.

Этапы проведения FMEA-анализа

  1. Построение моделей объекта анализа
    image

  2. Исследование моделей
    В ходе исследования моделей определяются:

  • потенциальные дефекты. Такие дефекты обычно связаны или с отказом функционального элемента (его разрушением, поломкой и т.д.), с неправильным выполнением элементом его функций (отказом по точности, производительности и т.д.) или с вредными функциями элемента. Также необходимо рассматривать потенциальные дефекты, которые могут возникнуть при транспортировке, хранении, а также при изменении внешних условий (влажность, давление, температура);
  • потенциальные причины дефектов. Для выявления таких дефектов могут быть использованы диаграммы Исикавы, которые строятся для каждой из функций объекта, связанных с появлением дефектов;
  • потенциальные последствия дефектов для потребителя. Поскольку каждый из рассматриваемых дефектов может вызвать цепочку отказов в объекте, при анализе последствий используются структурная и потоковая модели объекта;
  • возможности контроля появления дефектов. Определяется, может ли дефект быть выявленным до наступления последствий в результате предусмотренных в объекте мер по контролю и диагностике.
  1. Экспертный анализ моделей
    На основании мнений экспертов определяются следующие параметры для каждой проблемы:
  • параметр тяжести последствий для потребителя В (в некоторых источниках указан как S). Это - экспертная оценка, проставляемая обычно по 10-ти балльной шкале; наивысший балл проставляется для случаев, когда последствия дефекта влекут юридическую ответственность;
  • параметр частоты возникновения дефекта A (в некоторых источниках указан как O). Это - также экспертная оценка, проставляемая по 10-ти балльной шкале; наивысший балл проставляется, когда оценка частоты возникновения составляет 1/4 и выше;
  • параметр вероятности не обнаружения дефекта С (в некоторых источниках указан как D). Как и предыдущие параметры, он является 10-ти балльной экспертной оценкой; наивысший балл проставляется для "скрытых" дефектов, которые не могут быть выявлены до наступления последствий;
  • параметр риска потребителя или приоритетное число риска D (в некоторых источниках указан как RPN): D=BxAxC, D=1,…,1000.

Если D будет больше 100... 120 –разрабатываются корректирующие мероприятия.

Корректирующие мероприятия

Направления корректирующих мероприятий:

  • Исключить причину возникновения дефекта. При помощи изменения конструкции или процесса уменьшить возможность возникновения дефекта (уменьшается параметр А).
  • Воспрепятствовать возникновению дефекта. При помощи статистического регулирования помешать возникновению дефекта (уменьшается параметр C).
  • Снизить влияние дефекта. Снизить влияние проявления дефекта на клиента или последующий процесс с учетом изменения сроков и затрат (уменьшается параметр В).
  • Облегчить и повысить достоверность выявления дефекта. Облегчить выявление дефекта и последующий ремонт (уменьшается параметр С).

По результатам анализа для разработанных корректировочных мероприятий составляется план их внедрения. Определяется:

  • в какой временной последовательности следует внедрять эти мероприятия и сколько времени проведение каждого мероприятия потребует, через сколько времени после начала его проведения проявится запланированный эффект;
  • кто будет отвечать за проведение каждого из этих мероприятий, и кто будет конкретным его исполнителем;
  • где (в каком структурном подразделении организации) они должны быть проведены;
  • из какого источника будет производиться финансирование проведения мероприятия (статья бюджета предприятия, другие источники).

По степени влияния на повышение качества процесса или изделия корректировочные мероприятия располагаются следующим образом:

  • изменение структуры объекта (конструкции, схемы и т.д.);
  • изменение процесса функционирования объекта (последовательности операций и переходов, их содержания и др.);
  • улучшение системы качества.

После проведения мероприятий пересчитывается потенциальный риск D. Если не удалось его снизить до приемлемых пределов (малого риска, D < 40 или среднего риска, D < 100), разрабатываются дополнительные корректирующие воздействия и повторяются предыдущие шаги

Связь FMEA-анализа с методами 5М и 6М

Как было отмечено ранее для выявления потенциальных причин дефекта может использоваться диаграмма Исикавы. В качестве критериев оценки процессов в данной диаграмме используются факторы методов 5М или 6М. Факторы метода 5М:

  • Man – персонал, выполняющий работу;
  • Machine – оборудование, используемое в процессе;
  • Material – материалы, используемые в работе;
  • Method – процедуры, процессы, рабочие инструкции, то есть методы выполнения операции;
  • Measurement – измерения, проводимые в процесс, включая качественные и количественные проверки;

В методе 6М , добавляется еще один фактор Mother Nature (или Milieu) – окружающая среда, в которой выполняется работа или деятельность, или которая влияет на деятельность.
Диаграмма Исикавы по своей структуре напоминает скелет рыбьей кости. В заглавие у нее обозначено последствие проблемы, причину которой необходимо выяснить. К ней примыкают "косточки" первого порядка, потом второго. Причем основные "косточки" соответствуют факторам методов 5М и 6М.
image

Таким образом в FMEA-анализе качество любого объекта определяется факторами метода 5М или 6М. Все причины возможного дефекта могут быть установлены в соответствии с методами 5М и 6М

Пример проведения FMEA-анализа

В качестве примера будет проведен FMEA-анализ конструкции работы веб-сайта по продажи авиабилетов.
Для начала надо определить компоненты сайта, а точнее веб-страницы.
image
Далее надо построить функциональную модель IDEF0 с точки зрения пользователя сайта, чтобы определить последовательность действий клиента.
image

Теперь можно построить диаграмму Исикавы, используя метод 5М, для определения возможных причин дефекта image

Далее можно построить таблицу FMEA-анализа. На самом деле потенциальных дефектов и причин их возникновения может быть множество, но все действия по их выявления и контролю аналогичны, поэтому в качестве примера будет достаточно рассмотреть только одну возможную причину дефекта. Заполняется первоначальная таблица FMEA-анализа.
image Как можно заметить, то приоритетное число риска D больше 120, это значит, что необходимо проводить корректирующие действия. В качестве корректирующих мероприятий было выбрано повышение достоверности выявления дефекта путем использования специального ПО, которое может автоматически проверять корректность гиперссылки. За счет ввода такого ПО можно снизить параметр C, т.е. облегчить выявления дефекта.
Теперь надо снова построить таблицу FMEA-анализа, но уже с измененным методом контроля потенциального дефекта (т.е. с учетом ПО)
image
Теперь приоритетное число риска D меньше 40, что соответствует малому риску. Можно не проводить дальнейшие корректирующие мероприятия, потому что уровень риска снизился до приемлемых величин.

Преимущества и недостатки FMEA-анализа

Преимущества метода FMEA-анализа:

  • Позволяет исключить ошибки на ранней стадии создания продукции и процессов.
  • Обеспечивает всестороннее рассмотрение проблемы и улучшение обмена информации между различными службами предприятия вследствие привлечения к процессу анализа многопрофильных специалистов.
  • Экономия ресурсов, связанных с обработкой поступающих претензий, благодаря тому, что FMEA-анализ формирует общую картину системы со всеми функциями, отказами и корректирующих мероприятий.
  • За счет определения потенциальных отказов с высокой критичностью FMEA-анализ позволяет оказывать влияние на качество и безопасность объектов на стадии проектирования и разработки.
  • Помогает конструкторам и технологам определить существенные факторы, которые оказывают влияния на надежность системы;

Недостатки метода FMEA-анализа:

  • Отличается трудоемкостью в случае анализа сложных систем, которые имеют множество функций. Наличие большого числа режимов эксплуатации и нескольких политик технического обслуживания и ремонта также могут увеличить сложность проведения анализа.
  • Высокая вероятность определения неверных выводов и выбора неправильного направления развития проекта в случае необдуманного проведения FMEA-анализа.
  • Конечный результат анализа сильно зависит от уровня квалификации компетентности FMEA-команды.

Источники

Понятие FMEA-анализа
Виды FMEA-анализа
Принципы FMEA-анализа и составляющие оценки
Методология FMEA-анализа

Clone this wiki locally