Celem przeprowadzonych prac była analiza FMEA potencjalnych uszkodzeń, wad, usterek, jakie mogą wystąpić w urządzeniach pracujących w zakładach przetwórczych szkła. Pod analizę wytypowano urządzenia, które uczestniczą w początkowym procesie załadunku i obróbki szkła tzn.:

• bramowy system załadowczy PKL-60/30 SBL-60/30KR,

• stoły uchylne ATL-60/30BF,

• stół do rozkroju szkła jednowarstwowego ESL 60/30 RS,

• stół do rozkroju szkła laminowanego ESL 60/30 RS VB-45.

FMEA, czyli analiza przyczyn i skutków wad

Odpowiedzialnymi za dobrą funkcjonalność maszyn są zarówno operatorzy, jak i w większym stopniu konserwatorzy. Tak więc jednym z narzędzi pomocnych do utrzymania maszyn w dobrym stanie i przeciwdziałania usterkom jest analiza FMEA

W literaturze przedmiotu pierwsze przesłanki o opracowaniu takiej metody, którą nazwano FMEA (Failure Mode and Effect Analysis – analiza przyczyn i skutków wad) pojawiły się w latach sześćdziesiątych ubiegłego wieku w Stanach Zjednoczonych. FMEA zastosowano po raz pierwszy przy realizacji przez NASA programu kosmicznego ,,Apollo”.

Początkowo miała ona zastosowanie tylko w lotnictwie i w lotach kosmicznych, a także w technice jądrowej. Następnie została wprowadzona do przemysłu samochodowego.

Obecnie jest szeroko wykorzystywana w USA i Europie. Najczęściej metoda ta jest stosowana w gałęziach przemysłu produkcyjnego, takich jak: przemysł lotniczy, samochodowy, spożywczy, medyczny, w elektronice.

Istota, cele i zadania metody FMEA

FMEA można zdefiniować jako zdyscyplinowaną technikę, umożliwiającą identyfikację potencjalnych błędów i pomoc w ich wyeliminowaniu. Powinna być wykorzystywana przez wszystkie przedsiębiorstwa, którym zależy na zapobieganiu błędom i realizujących politykę ciągłego doskonalenia.

Jej celem jest znalezienie – poprzez wykorzystywanie wiedzy i doświadczeń – potencjalnych przyczyn i skutków wad (błędów) popełnianych przy projektowaniu i wyeliminowanie ich, najlepiej zanim jeszcze zostanie ukończony proces.

Zadania metody FMEA:

    * konsekwentne i trwałe eliminowanie wad („słabych” miejsc) procesu produkcji (np.: procesów obróbki plastycznej, obróbki skrawaniem) poprzez rozpoznawanie rzeczywistych przyczyn ich powstania i stosowanie odpowiednich środków zapobiegawczych, przy czym środki te muszą mieć udowodnioną skuteczność;
    * identyfikacja działań, które mogłyby wyeliminować lub przynajmniej ograniczyć możliwości wystąpienia potencjalnych błędów;
    * udokumentowanie procesu (rzeczowa dokumentacja FMEA pozwala na wykorzystanie jej przy realizacji późniejszych zadań związanych z TQM), np.: w zakresie diagnostyki i konserwacji. W przypadku późniejszego udoskonalania procesu, dokumentacja ta pozwala na lepsze poruszanie się w konkretnym systemie oraz zapobiega powstawaniu potencjalnych wad;
    * poddanie procesu analizom, a następnie na podstawie uzyskanych wyników, wprowadzenie poprawek lub nowych rozwiązań, które skutecznie wyeliminują źródła wad;
    * stworzenie bazy danych – działania korygujące.

  

Rys. 1 Czynniki wpływające na maszynę

Metoda FMEA znalazła zastosowanie przy projektowaniu wyrobu i planowaniu procesów.

FMEA konstrukcji (wyrobu)

Klientem jest przyszły użytkownik. Umożliwia to zmianę pierwotnych założeń konstrukcyjnych jeszcze przed podjęciem właściwych prac nad wyrobem, a także pozwala:

    * określić ryzyko uszkodzeń i awarii mogących wystąpić w wyrobie;
    * wyznaczyć te punkty wyrobu, które stanowią jego czułe miejsca, określić sposoby i środki niezbędne do ich usunięcia;
    * zebrać wszystkie niezbędne informacje, które pomogą w planowaniu dokładnych i sprawnych programów testowych oraz rozwojowych, a także pozwolą wyeliminować zbędne często kosztowne badania;
    * stworzyć listę potencjalnych stanów uszkodzeń uszeregowanych według ich wpływu na klienta.

FMEA procesu

Klientem jest ten, kto odbiera wynik poprzedniej operacji. FMEA procesu pozwala rozpoznać problemy i niezgodności, które mogą wystąpić w trakcie przebiegu procesu produkcyjnego. Podstawową zaletą tej metody jest to, że w bardzo wczesnym stadium – jeszcze na etapie planowania procesu – można, z odpowiednim wyprzedzeniem czasowym:

    * zdecydować o przydatności procesu;
    * wykryć słabe punkty i problemy, jakie mogą wystąpić podczas procesu;
    * zastosować odpowiednie środki, jeśli wystąpiły słabe punkty procesu;
    * stworzyć listę zagrożeń występujących w trakcie procesu i określić ich według wpływu na jakość wyrobu.

Tabela 1 Etapy analizy FMEA

Etap FMEA Zasady postępowania 
Etap 1. Czynności wstępne(powołanie członków zespołu wybór obiektu badań)
W skład zespołu wchodzi nie więcej niż 6-8 osób, bardzo dobrze znających problematykę lub przebiegu procesu.

Zespół powinien składać się z przedstawicieli różnych działów przedsiębiorstwa (działu jakości, działu technicznego, działu logistyki, działu marketingu, działu produkcji oraz w razie potrzeby, w skład zespołu włącza się eksperta z „zewnątrz” lub klienta.

Etap 2. Podział obiektu badań na elementy składowePodział obiektu badań (procesu) na elementy składowe ma za zadanie ułatwić systematyczne jego badanie. W etapie tym należy przede wszystkim określić cel procesu: Proces – podproces – czynności – operacje (zadania).
Etap3. Przeprowadzenie analizy błędów (wad) W etapie tym określa się, jakie błędy mogą wystąpić, oraz sporządza listę możliwych wad. Należy także wziąć pod uwagę błędy, które mogą się

wydarzyć w przypadku wystąpienia mało prawdopodobnych sytuacji.

Informacje dotyczące rodzajów błędów można pozyskiwać, wykorzystując do tego celu (wiedzę uczestników zespołu, wiedzę projektantów,

inżynierów itd., dane z analizy podobnych procesów, badania benchmarkingowe, badania wśród klientów).

Etap 4. Poszukiwanie przyczyn błędów.

Należy wskazać słabe miejsca procesu; których konsekwencją jest wystąpienie błędu. Należy pamiętać, żeby przyczyny błędów były podane

możliwie najbardziej zwięźle, tak aby działania zapobiegawcze skierować na odpowiednie przyczyny.

Etap 5. Identyfikacja skutków wystąpienia błędów

Skutki błędów należy określić z punktu widzenia klienta, biorąc pod uwagę, co klient mógł zauważyć lub doświadczyć. Naszym klientem może

być zarówno odbiorca wewnętrzny, jak również ostateczny użytkownik.

Należy zaznaczyć czy błąd mógłby wpłynąć na bezpieczeństwo lub nie zgodność z przepisami.

Etap 6. Oszacowanie ryzyka

W tym etapie następuje przyporządkowanie możliwym błędom wartości

ryzyka:

- Wskaźnik W – wykrywalność błędu

- Wskaźnik P – prawdopodobieństwo wystąpienia błędu

- Wskaźnik Z – znaczenie błędu dla klienta

Etap 7. 0bliczenie współczynnika poziomu ryzyka wystąpienia błędu

W tym etapie oblicza się współczynnik poziomu ryzyka wystąpienia błędu „LPR”, który jest równy iloczynowi prawdopodobieństwa wystąpienia,

znaczenia i trudności wykrycia wady. Współczynnik określa poziom ryzyka związanego z wystąpieniem poszczególnych błędów:

LPR = W x P x Z

Wartość LPR zawiera się w przedziale <1,1000>

Etap 8. Przeprowadzenie rankingu błędów

Wartość wskaźnika LPR stanowi podstawę do ustalenia rankingu błędów.

Im wyższy wskaźnik tym krytyczność błędu jest większa, lecz jeśli różnica pomiędzy wskaźnikami jest nie wielka wówczas przy rangowaniu wykorzystuje się kryterium rangowania wag ocen cząstkowych, a mianowicie: największą przypisując znaczeniu błędu (Z), mniejszą częstość występowania (P), najmniejszą możliwość wykrycia (W)

Etap 9. Identyfikacja błędów krytycznych

W tym etapie należy przyjąć pewną wartość wskaźnika LPR, który będzie stanowić granicę odróżniającą błędy krytyczne od pozostałych błędów.

Wartość graniczna LPR może być ustalona np. jako średnia arytmetyczna wszystkich występujących błędów. Za błąd krytyczny uważa się błąd powyżej wartości LPR

Etap 10.Zaproponowanie działań naprawczych
Działania naprawcze główny nacisk powinny nakładać na zapobieganie powstawaniu błędów, a nie na ich wykrywanie i późniejsze korygowanie. Działania naprawcze odnoszą się do błędów krytycznych, gdzie powinno się wyznaczyć osoby odpowiedzialne za wdrożenie tych działań, a także termin realizacji tych działań.

Zalety wynikające ze stosowania FMEA

Stosowanie FMEA, poza zapobieganiem czy niwelowaniem skutków błędów, niesie ze sobą wiele innych korzyści. Należą do nich:

    * poprawa wydajności procesu,
    * wyższy poziom jakości,
    * obniżenie poziomu kosztów,
    * wzrost satysfakcji klienta,
    * kreowanie pracy zespołowej i integracja zespołu podczas wspólnego rozwiązywania problemu,
    * wzrost wiedzy i doświadczenia pracowników,
    * zdefiniowanie ryzyka oraz zapewnienie właściwych działań, dla jego zminimalizowania.

Wady metody FMEA

    * ograniczenia czasowe,
    * pracochłonna procedura,
    * możliwość występowania konfliktów pomiędzy różnymi działami,
    * trudności z określeniem przyczyn błędów,
    * konieczność posiadania przeszkolonych pracowników,
    * konieczność silnego zaangażowania ze strony kierownictwa,

Skala ocen elementów FMEA dla maszyny

Liczba priorytetowa ryzyka – LPR

Wzór:

LPR = W x P x Z

LPR – liczba ryzyka

W – wykrywalność

P – prawdopodobieństwo wystąpienia niezgodności

Z – znaczenie

Priorytet liczby ryzyka LPR

Formularz metody FMA dla maszyny 

Praktyczna analiza FMEA została przeprowadzona w jednym z zakładów przetwórczych szkła przy współpracy osób zajmujących się utrzymaniem ruchu. Doświadczenie i wiedza jaką dysponował dział utrzymania ruchu pozwoliła opracować analizę FMEA dla maszyn, której celem była identyfikacja potencjalnych uszkodzeń a następnie zapewnienie właściwych środków zaradczych.

Kryteria oceny

Pod analizę zostały wzięte urządzenia, które uczestniczą w początkowym procesie załadunku i obróbki szkła tzn.

    * bramowy system załadowczy PKL-60/30 SBL-60/30KR
    * stoły uchylne ATL-60/30BF
    * stół do rozkroju szkła jednowarstwowego ESL 60/30 RS
    * stół do rozkroju szkła laminowanego ESL 60/30 RS VB-45

Zarówno punktacja jak i nazewnictwo wynikają z dostosowania się do standardów jakie obowiązują w zakładzie. Poszczególne arkusze przedstawiają strukturę dla analizy niezawodności i potencjalnych uszkodzeń maszyn. Celem jest identyfikacja potencjalnych uszkodzeń a następnie zapewnienie właściwych środków zaradczych.

 

Ogólna tabela oceny 

Kalkulacja ryzyka

Ogólne ryzyko = Prawdopodobieństwo * Skutki * Bezpieczeństwo

Wyniki ryzyka

Formularze analizy

Na poprzedniej stronie zamieszczamy jako przykład formularz dla stołu do rozkroju szkła jednowarstwowego ESL 60/30 RS. Arkusze dla pozostałych trzech maszyn można znaleźć na stronie internetowej www.swiat-szkla.pl

Podsumowanie

Z przeprowadzonych analiz FMEA dla poszczególnych maszyn, które uczestniczą w początkowym procesie załadunku i obróbki szkła, zauważamy jaki istotny ma wpływ analiza na identyfikację uszkodzeń i określenie poziomu ryzyka oraz zapewnienie działań typu pro aktywnego i reaktywnego.

Przed rozpoczęciem analizy został zebrany zespół osób związanych zarówno z utrzymaniem ruchu, jak i operatorów maszyn.

Analizę przeprowadzono z „góry do dołu” dzieląc maszynę na poszczególne sekcje.

Wiedza i doświadczenie zespołu pozwoliło dokładnie prześledzić sekcje maszyn oraz określić, co może „pójść źle’’ i co może spowodować, że pójdzie źle. Następnie został określony poziom ryzyka dla poszczególnej sekcji.

Na poszczególnych formularzach FMEA widzimy jak istotny wpływ mają służby z utrzymania ruchu na przewidzenie niekorzystnych czynników i ich wpływów na maszynę, zanim wystąpią. Zebrane dane pozwoliły na ustalenie metody nadzoru i zapobiegania przestojów maszyn.

Sebastian Sacha

ICiMB

Oddział Szkła i Materiałów Budowlanych w Krakowie

Literatura

Huber Zbigniew, Analiza FMEA procesu.

Łańcucki J, Podstawy kompleksowego zarządzania jakością TQM, Wydawnictwo Akademii Ekonomicznej w Poznaniu, Poznań 2003.

Hamrol A., Zarządzanie jakością z przykładami, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 2005.

Wolniak R., Skotnicka B., Metody i narzędzia zarządzania jakością: teoria i praktyka, Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, Gliwice 2005.

Bielski S., Zarządzanie jakością, Cz. 3 Metody i techniki zapewnienia jakości, Wrocławskie Centrum Transferu Technologii Politechniki Wrocławskiej, Wrocław 2001.

„Mado” kwartalnik NSG-Group Pilkington 2009

Całość artykułu w wydaniu drukowanym i elektronicznym 

więcej informacji: Świat Szkła 6/2010

inne artykuły o podobnej tematyce patrz Serwisy Tematyczne 

  • Logo - alu
  • Logo aw
  • Logo - fenzi
  • Logo - glass serwis
  • Logo - lisec
  • Logo - mc diam
  • Logo - polflam
  • Logo - saint gobain
  • Logo termo
  • Logo - swiss
  • Logo - guardian
  • Logo - forel
  • vitrintec wall solutions logo

Copyright © Świat Szkła - Wszelkie prawa zastrzeżone.