MINŐSÉG ÉS MINŐSÉGIRÁNYÍTÁS MINŐSÉGÜGY A JÁRMŰTECHNIKÁBAN MINŐSÉGÜGY A KÖZLEKEDÉSBEN

Átírás

1 MINŐSÉG ÉS MINŐSÉGIRÁNYÍTÁS MINŐSÉGÜGY A JÁRMŰTECHNIKÁBAN MINŐSÉGÜGY A KÖZLEKEDÉSBEN BMEKOGJA154 BMEKOGJA113 Ászity Sándor BME KÖZLEKEDÉSMÉRNÖKI ÉS JÁRMŰMÉRNÖKI KAR /2017/INTFIN SZÁMÚ EMMI ÁLTAL TÁMOGATOTT TANANYAG

2 Tartalom 2

3 IATF szabvány IATF 16949:2016 szabvány fontos kapcsolódó kézikönyvei (5 Core Tools): PPAP (Production Part Approval Process) Gyártás jóváhagyási folyamat APQP (Advanced Product Quality Planning and Control Plans) Előzetes minőségtervezés és ellenőrzési tervek MSA (Measurement System Analysis) SPC (Statistical Process Control) FMEA (Failure Mode and Effect Analysis) Mérőrendszerek elemzése Statisztikai folyamatszabályozás Hibamód és hatáselemzés 3

4 Lehetséges meghibásodási mód és hatások elemzése ( Failure Mode and Effects Analysis ) Az eljárás előzetes gondolkodás által ( preventíven ) biztosítja a lehetséges gyenge pontok megtalálását, azok jelentőségének felmérését, kiértékelését és megfelelő időben megfelelő intézkedések bevezetését azok elkerülését ill. felismerését segítő céllal. A gyenge pontok szisztematikus elemzése és a kiváltó okok megszűntetése a kockázat minimalizálásához vezet, miáltal csökken a hibaköltség valamint megnő a megbízhatóság. Segít a rendszert, a folyamatokat leírni és ezáltal azt jobban megérteni. Egy dokumentumot eredményez mindarról amit csináltunk, arról ahogy a rendszer vagy folyamat működik (Tudásbázis felépítése). 4

5 History: - Procedures for conducting FMECA were described in US Armed Forces Military Procedures document MIL-P-1629 (1949) - By the early 1960s NASA programs using FMEA variants included Apollo, Viking, Voyager, Magellan, Galileo, and Skylab. - The civil aviation industry was an early adopter of FMEA, with the Society for Automotive Engineers (SAE) publishing ARP926 in A 1973 U.S. Environmental Protection Agency report described the application of FMEA to wastewater treatment plants. - The automotive industry began to use FMEA by the mid 1970s. The Ford Motor Company introduced FMEA to the automotive industry for safety and regulatory consideration after the Pinto affair. - In 1993 the Automotive Industry Action Group (AIAG) first published an FMEA standard for the automotive industry. Sometimes FMEA is extended to FMECA (failure mode, effects, and criticality analysis) to indicate that criticality analysis is performed too. 5

6 Cost-benefit analysis, the Pinto Memo In determining whether or not to make the production change, the Ford Motor Company defended itself by contending that it used a risk/benefit analysis. Ford stated that its reason for using a risk/benefit analysis was that the National Highway Traffic Safety Administration (NHTSA) required them to do so. The risk/benefit approach excuses a defendant if the monetary costs of making a production change are greater than the "societal benefit" of that change. This analysis follows the same line of reasoning as the negligence standard developed by Judge Learned Hand in United States vs. Carroll Towing in The philosophy behind risk/benefit analysis promotes the goal of allocative efficiency. The problem that arose in the Ford Pinto and many other similar cases highlights the human and emotional circumstances behind the numbers which are not factored in the risk/benefit analysis. The Ford Motor Company contended that by strictly following the typical approach to risk,/benefit analysis, they were justified in not making the production change to the Pinto model. Assuming the numbers employed in their analysis were correct, Ford seemed to be justified. 6

7 7

8 The estimated cost for the production change was $11 per vehicle. This $11 per unit cost applied to 11 million cars and 1.5 million trucks results in an overall cost of $137 million. The controversial numbers were those Ford used for the "benefit" half of the equation. It was estimated that making the change would result in a total of 180 less burn deaths, 180 less serious burn injuries, and 2,100 less burned vehicles. These estimates were multiplied by the unit cost figured by the National Highway Traffic Safety Administration. These figures were $200,000 per death, $67,000 per injury, and $700 per vehicle equating to the total "societal benefit" is $49.5 million. Since the benefit of $49.5 million was much less than the cost of $137 million, Ford felt justified in its decision not to alter the product design. The risk,/benefit results indicate that it is acceptable for 180 people to die and 180 people to burn if it costs $11 per vehicle to prevent such casualty rates. On a case by case basis, the argument seems unjustifiable, but looking at the bigger picture complicates the issue and strengthens the risk/benefit analysis logic. 8

9 9

10 Az FMEA alkalmazását törvény nem írja elő, mégis szükséges az alábbiak miatt: - Jogi szempontból három fontos terület létezik: 1., Egészség- és vagyonvédelem (termék megbízhatósága, state-of-the-art technológia"), megfelelő gondosság bizonyítása. 2., Baleset-megelőzés (büntetőjog). 3., Szerződés szerinti jog: az FMEA a szerződés tárgyát képezheti. - Versenyképesség biztosítása. - Minőségbiztosítási rendszereknek való megfelelés. (ISO 9001:2015, IATF16949:2016) 10

11 Az FMEA mindig csak egy pillanatnyi hibát elemez - nem egy hibakombinációt. Az FMEA egy módszer mely segíti a résztvevőket, a rendszerrel, a termékkel il. a folyamattal kapcsolatos kérdéseket egy másik nézőpontból is meggondolni. A módszer önmagában nem fedez fel hibákat - nem egy hiba szimuláció. Az FMEA leírja, hogy milyen kihatásai keletkezhetnek annak, amikor a rendszer/ termék/ folyamat a specifikált funkcióktól eltérően viselkedik. És nem azt, ahogy a rendszer (pl. vészhelyzetekben) reagál - nem rendszer/ funkció szimuláció. Az FMEA leírja a funkciók kiesésének lehetséges okait és megadja az intézkedéseket ezek elkerülésére ill. felfedezésére a fejlesztés során. nem egy (teljes) rendszerdokumentáció vagy egy biztonsági koncepció! 11

12 FMEA alkalmazása FMEA használunk a tervezésétől kezdve a termék vagy eljárás teljes életciklusában, ha valamelyik feltétel teljesül: Új fejlesztésű a termék vagy eljárás Változás történik a meglévő termékben vagy eljárásban Megváltozik a felhasználása egy meglévő terméknek 12

13 FMEA-nak meg kell felelni a következő feltételeknek: Egyértelmű, a lehetséges hibáknak, a meghatározott intézkedéseknek és ezen intézkedések végrehajtásáért felelős személyeknek a leírása mindenfajta félreérthetőségtől mentesnek kell lennie. Ezalatt azt értjük, hogy a műszakilag precíz megfogalmazás lehetővé teszi a szakértő számára a hibák és azok lehetséges hatásának az értékelését. Teljes mértékben kerülni kell a rugalmas vagy érzelmileg kifejezett terminusokat (veszélyes, nem tolerálható, felelőtlen, stb.). Valós, a lehetséges hibákat nem szabad alábecsülni, még ha ezek egyes esetekben kellemetlenséghez vezetnek is (újratervezés, szállítási késedelem, stb.). Teljes", a lehetséges felfedezett hibákat nem szabad elnyomni. Nem vezethet korlátozott bemutatáshoz az aggódás, hogy a kiválóan kidolgozott FMEA-val túl sok know-how-t árulunk el, fedünk fel. 13

14 Koncepció- (Concept) FMEA Az S-FMEA-val az egyes komponensek a komplex rendszerre történő összhatását vesszük figyelembe. A hibákat már a rendszer felépítésekor el kell kerülnünk és a teljes rendszer biztonságát és működőképességét kell felülvizsgálnunk. Terméktervezés- (Design) FMEA A lehetséges hibákat, melyek a rendszer egyes alkatrészeinél vagy építőcsoportjainál léphetnek fel, a D-FMEA segítségével lehet szemügyre venni és előrelátó módon elkerülni. A hibaokokat itt elsődlegesen a konstrukció okozhatja, de a gyártás milyenségétől is függhetnek azok. Folyamat (Process) FMEA A P-FMEA segítségével megállapítható minden lehetséges hiba a gyártó- és szerelő folyamatban. A D-FMEA-ban feltárt folyamatfüggő hibaokok tovább vizsgálhatóak ezzel. A folyamat alkalmassága és megbízhatósága, valamint a minőségképessége előzetesen biztosítható. Rendszer-FMEA = Koncepció-FMEA + Terméktervezés-FMEA + Folyamat-FMEA 14

15 Az FMEA-t egy a fejlesztést végig kísérő csoportban kell elkészíteni. A különböző szakterületeket képviselő kollégák tudását és tapasztalatát figyelembe kell venni. Az FMEA egy adott projektállapotot elemez, változásoknál át kell dolgozni (aktualizálni).hatékony FMEA-készítéshez egy törzscsoportot kell alkotni. Szükség esetén további szakértőket (specialistákat) kell meghívni. Törzscsoport Koncepció-FMEA Rendszerfejlesztés (felelős) Alkalmazás (Applikation) Moderátor Terméktervezés-FMEA Szerkesztés (Konstruktion) (felelős) Próba (Versuch) Gyár Moderátor Folyamat - FMEA Gyártáselőkészítés (felelős) Minőségbiztosítás Gyártás Moderátor Időnkénti részvétel Komponens-fejlesztés (felelős) Értékesítés Beszerzés Rendszerfejlesztés / Alkalmazás (Applikation) Tartósteszt Értékesítés Beszerzés Fejlesztés(Konstruktion és / vagy próba) Beszerzés 15

16 A minőség (quality): annak mértéke, hogy mennyire teljesíti a saját jellemzők egy csoportja a követelményeket. A hiba (defect): egy szándék szerinti vagy előírt használattal kapcsolatos követelmény nem teljesülése. az MSZ EN ISO 9000:2015 szabvány megfogalmazása szerint 16

17 FMEA készítés lépései: 0. lépés: Előkészítés 1. lépés: Struktúra elemzés 2. lépés: Funkció elemzés 3. lépés: Hiba elemzés 4. lépés: Kockázat értékelés 5. lépés: Optimálás 17

18 0. lépés: Előkészítés az FMEA csoport munkaráfordítása szisztematikus előkészítéssel lényegesen csökkenthető. Előzetesen meghatározandó: Az FMEA fajtája, A csoport résztvevői, Képzési/ismeretanyag szükséglet (módszertan), A kidolgozandó témák (terjedelem, a kidolgozás mélysége) Illeszkedési pontok (más komponensekhez, FMEA-ákhoz) Az FMEA készítésére fordítandó idő (időtervben szerepeljen) valamint Ráfordításbecslés és szervezéstechnikai előkészítés (időpont, kapacitás, tárgyaló, projektor) 18

19 A csoportmunka tényleges megkezdése előtt a szükséges dokumentumokat össze kell készíteni. Összeállítási rajz, mintadarabok ill. funkcióleírás segítségével elősegítendő az FMEA- csoportmunka. Ha a szóban forgó vizsgált termék/folyamat utódja valamely korábbi generációnak, akkor a meglévő adatok (hibaadatok, változtatási javaslatok, meghibásodások...) támogatásként felhasználhatóak. Az FMEA minőségét befolyásoló fontos tényezők: - a végrehajtás ideje / időbeni kezdés, - a munkacsoport összeállítása, - munkatársak csoportmunkára v. képessége, - az FMEA módszer ismeretének mélysége, - készség az információk továbbadására. 19

20 20

21 1. lépés Struktúra elemzés Konstrukciós/Termék FMEA: Az elemzés kiterjed az anyagválasztásra, a technológiai előírások (gyártási, szerelési, vizsgálati, stb.) és a tervezett ellenőrzések (tűrések, eszköz, gyakoriság, stb.) vizsgálatára is. Az elemzés területétől függően a termék FMEA struktúrájának rendszer elemei állhatnak rendszerekből, alrendszerekből, részegységekből, szerelt egységekből, egészen az egyedi alkatrészekig és azok részletes tervszintű adataikig. A komplex struktúrák feloszthatók részegységekre (munkacsomagokra) és szervezési okokból vagy az egyértelműség biztosításának érdekében külön elemezhetők. Források lehetnek: - minőség funkció tervezés, - rendszer/szoftver blokk diagram, - anyag jegyzék, alkatrész lista. 21

22 1. lépés Struktúra elemzés Folyamat FMEA: Az elemzés célja a gyártás során az anyagbeszerzéstől a készáru kiszállításáig a technológiai fegyelmezetlenségekből, anyag-, gép-, szerszám-, és eszközhibákból származó hibák, kockázatok feltárása és megszüntetése. A folyamat-fmea-struktúra rendszerelemei a teljes gyártási folyamatból vagy egyedi állomásokból/alfolyamatokból állhatnak, és az 5M kategóriák (Man, Machine, Method, Material, Milieu) legalacsonyabb szintjéhez rendelhetők. A komplex struktúrák több alstruktúrába oszthatók. Felhasználható dokumentumok: - berendezés elrendezés diagram, - ellenőrzési terv/folyamat ábra, - buble diagram. 22

23 2. lépés: Funkció elemzés Termék/Konstrukciós FMEA Rendszerelem belső és külső funkció közötti differenciálás. A belső funkciók olyan tulajdonságokat írnak le, amelyeknek a rendszerelemnek önmagában kell megfelelnie külső hatás eredményeképpen (pl. merevség, forma és helyzet tolerancia, csúszófelület). A külső funkciók olyan tulajdonságokat írnak le, amelyeknek a rendszerelemnek kapcsolódó elemekkel együttműködve kell megfelelnie (forgatónyomaték átvitele és átalakítása, csapágyazása). Tervezett környezetet és/vagy üzemelési feltételeket is vegyük figyelembe (pl. por, napsugárzás, páratartalom, ). Folyamat FMEA Az üzemeltetési vagy termelési létesítményre vonatkozó folyamat lépéseinek leírása funkciók szerint (alkatrész kiválasztása a tárolóból, tengely szilárd sajtolóillesztése csapágyba). Folyamat várható határfeltételeit is vegyük figyelembe (pl. tiszta térfogat, ESD,...). 23

24 2. lépés: Funkció elemzés Valamely funkció leírása főnevek, igék és melléknevek segítségével történik. Egy funkciót lehetőleg pontos számadatokkal, adatokkal és tényekkel írjunk le. A funkciót befolyásoló üzemelési és határfeltételeket figyelembe kell venni. 24

25 3. lépés: Hibaelemzés Hibajelleg Azon mód leírása, amely szerint valamely funkció vagy tulajdonság esetleg nem teljesül. A hibás működés/meghibásodás a funkciókból származnak és/vagy az FMEA Könyvtárból kerülnek kiválasztásra. A hibás működés leírása pontosan, a funkciókkal analóg módon történik. Hibás működés = Az a mód, amely szerint egy funkció vagy egy jellegzetesség nem teljesül. A hibás működésnek négy típusát különböztethetjük meg: - nincs funkció (működés) - részleges / túlzott / káros működés - átmeneti működésképtelenség - előre nem látható funkció. 25

26 3. lépés: Hibaelemzés Példa a hiba jellegére: 26

27 3. lépés: Hibaelemzés Hiba hatása: Eseti folyamat rövid és pontos leírása a hiba okától a hiba következményéig a legmagasabb rendszerszinten (egész termék vagy operátor). Hiba oka: A hiba oka elvezethet az elemzett potenciális hibajelleghez. A tényleges okot úgy kell leírni, hogy bármilyen szükséges javító intézkedés közvetlenül levezethető legyen. 27

28 3. lépés: Hibaelemzés 28

29 4. lépés: Kockázatértékelés A kritikus kiértékelés a hatékony FMEA feltétele. Ismerjük fel és/vagy osztályozzuk a meglévő és/vagy a már meghatározott intézkedéseket. Az ok-okozati lánc kockázatfelmérése, amely - potenciális hibahatásokból, - potenciális hibákból és - potenciális hiba okokból áll, megadva a hiba hatásának súlyosságát (S), a hiba okainak valószínűségét (O), és a hiba oka /hiba típusa felfedezésének valószínűségét (D). Kockázati prioritások meghatározása kockázati prioritás mutató kiszámításával: RPN = S x O x D. 29

30 4. lépés: Kockázatértékelés Hibamegelőzés A hiba elkerülése érdekében tett intézkedések mind olyan, a termék/folyamatkonstrukciónál alkalmazott megelőző intézkedések, amelyek által elkerülhető a hiba hatása vagy csökkenthető annak előfordulása. Az intézkedéseket világosan és érthetően kell megfogalmazni. Amennyiben szükséges, bizonyítékot lehet hozni egy adott dokumentumra hivatkozva. A Termék FMEA-nál azokat a bevezetett intézkedéseket kell figyelembe venni, amelyek a termék konstrukciós hibáit minimalizálják/csökkentik egészen a komponensi szintig. Speciális területi megközelítés: Azok a bevezetett biztonsági intézkedések, amelyek által megelőzhető a hibahatás vagy csökkenthető annak súlyossága. A Folyamat FMEA-nál azokat a bevezetett intézkedéseket kell figyelembe venni, amelyek által megelőzhető/minimalizálható a termék- vagy folyamathiba. 30

31 4. lépés: Kockázatértékelés Hibafeltárás Olyan vizsgálat, amely bizonyos feltételek mellett feltárja a meghatározott követelményektől való nem megengedett eltérést. Az intézkedéseket világosan és érthetően kell megfogalmazni. Amennyiben szükséges, bizonyítékot lehet hozni egy adott dokumentumra hivatkozva. A Termék FMEA-nál ez kísérleteket, próbákat és teszteket jelent az ezeket követő elemzésekkel együtt egészen a jóváhagyásig. Speciális területi megközelítés: Diagnózis és monitorizáló intézkedések, amelyek a hiba ok vagy azok hatásának időbeni feltárására szolgálnak. A Folyamat FMEA-nál ezek mindazok a vevőnek történő kiszállításig elvégzett tesztek és feltárási lehetőségek. A hibaforrás felfedezésének kell elsőbbséget biztosítani. 31

32 4. lépés: Kockázatértékelés A hiba hatásának súlyossága (S) Az S értékelési számot az elemzési terület legfelsőbb szintjén és/vagy a felső szintű rendszernél definiált csatlakozásnál történő hiba hatása által határozzuk meg. A hibahatások értékelésénél feltételezzük, hogy megtörtént egy hibatípus, amit nem fedeztek fel. 32

33 4. lépés: Kockázatértékelés Előfordulási valószínűség (O) Az O értékelési szám a hiba ok előfordulásának valószínűségére utal. Ennél az értékelésnél a hiba okának elkerülése érdekében bevezetett intézkedések hatékonyságát vesszük figyelembe. Az O értékelési számot inkább viszonylagos értékelésnek tekintsük, mintsem egy abszolút értékelési tényezőnek. Az előfordulási valószínűségnek le kell fednie a termék életciklusát (Termék FMEA). Az időaspektust folyamatokra nézve is figyelembe kell venni (Folyamat FMEA), pl. a szerszám élettartama. 33

34 4. lépés: Kockázatértékelés Felfedezési valószínűség (D) A D felfedezési valószínűség annak valószínűsége, hogy a hiba oka vagy a hibatípus felfedezésre kerül az ellenőrzési intézkedések során még a vevőnek történő átadás előtt. A vevő az a személy vagy az a következő folyamat, amely átfogja az adott folyamatlépés munkájának eredményét. Folyamat FMEA: A monitorizáló folyamat képességét kell megítélni. Ritkán előforduló hibák feltárására és annak megakadályozására, hogy a hibás részek a következő folyamatban további megmunkálásra kerüljenek, a szúrópróbaszerű vizsgálatok nem megfelelőek. A hiba okának megelőzése és/vagy a hiba hatásának csökkentése előnyt élveznek a hiba feltárásával szemben. (Poka- Yoke) A hibafeltárás gazdaságosabb a hibamegszüntetésnél. Törekedni kell a hiba hibaforrásnál (az a hely, ahonnan származik a hiba) történő felfedezésére. 34

35 4. lépés: Kockázatértékelés Az S, O és D értékelésére besorolási táblázatokat használunk. => Besorolási számok: 1 (jó) 10 (rossz) A kockázati prioritás mutató (RPN) besorolása nem megfelelő egyedüli értékelési kritériumként ahhoz, hogy az FMEA-ban javító intézkedéseket határozzunk meg. Az RPN helyett az egyes besorolási számokat elemezzük. Nagyon komoly kombináció: S = 9 vagy 10 és O > 1 és D > 1. 35

36 36

37 37

38 5. lépés: Optimálás Miért szükséges az Optimálás? Nagy kockázatnál vagy egyes értékeléseknél javító intézkedések szükségesek (Koncepcióváltás, Hibalehatárolás, Vizsgálatok...). Ez nem jelenti azt, hogy a kockázati prioritási számot (RPN) a súlyszámok kissebre való átírásával csökkentjük. Új értékelés; az intézkedés(ek) bevezetés után alacsonyabb faktorok adhatóak, ezáltal az RPN csökken. A termék / folyamat javítása a vevői elégedettség biztosítására. Teljesítménytulajdonságok elérése a sorozatgyártás kezdetétől (SOP) Hibamentes termékek fejlesztése és gyártása! 38

39 5. lépés: Optimálás Megelőzési és felderítési intézkedéseket kell tervezni az alábbi prioritások szerint: a., A hiba okának megelőzése és/vagy a hiba hatásának csökkentése előnyt élveznek a hiba feltárásával szemben. A hiba megelőzése gazdaságosabb a hiba megszüntetésénél. Törekedni kell a hiba hibaforrásnál (az a hely, ahonnan származik a hiba) történő felfedezésére. b., Minden egyes intézkedést felelős személlyel és tervezett befejezési határidővel kell meghatározni. c., Miután felvázoltuk az intézkedéseket, ki kell számítanunk az RPN-t a javító intézkedés bevezetése utáni feltételezett helyzetre. Az intézkedések nyomon követését dokumentálni kell. 39

40 5. lépés: Optimálás Sz. Minőségbiztosítás Komponens v. folyamat Funkció Termék: Cikkszám: Hiba jellege Hiba hatása *-FMEA C Hiba oka Hiba megelőzése Hiba feltárása Oldal: Oszt.: FMEA-Sz.: Dátum: S O D RPN Intézkedések R: / T: Mennyire súlyos (S) hatása van a hibának? S Mi az érintett komponens /folyamatelem száma? Melyik komponenst /folyamatelemet elemezzük? Milyen funkciót kell betöltenie? Mely lehetséges hibatípus befolyásolja hátrányosan a funkciót? Milyen hatásai vannak a hibatípusnak? Milyen speciális tulajdonságokat kell meghatározni? Milyen közvetlen hibaokok lehetségesek? Mennyi a valószínűsége a hiba előfordulásának (O)? Milyen intézkedéseket tettek (már) a hiba megelőzése érdekében? Milyen intézkedéseket tettek (már) a hiba megelőzése érdekében? O D Mennyi a valószínűsége a hiba feltárásának (D)? Fennmaradó kockázat felderítése. RPN RPN Milyen intézkedéseket kell tenni a kockázat csökkentése érdekében (S, O, D)? Ki a felelős (R)? Milyen bevezetési határidőt tervezünk (T)? (S) Súlyosság (O) Előfordulási valószínűség (D) Feltárási valószínűség (RPN) Kockázati prioritás mutató (C) Besorolás (R) Felelősség (T) Tervezett befejezési határidő 40

41 Összefoglalás Az FMEA egy módszer a termék / folyamat megbízhatóságának biztosítására, valamint a költséges késői változtatások elkerülésére. Alapvetően fontos, hogy korán elvégezzük az FMEA-t és folyamatosan aktualizáljuk, pontosan elemezzünk a több szakterületet képviselő szakértőkből álló csapattal, és a levezetett intézkedéseket következetesen hajtsuk végre. 41