FMEA-анализ: методология оценки рисков¶

FMEA-анализ (Failure Mode and Effects Analysis, анализ видов отказов и их последствий) — структурированный метод выявления потенциальных отказов в процессах, изделиях или технологиях, оценки их риска и разработки мер по предотвращению. Метод относится к инструментам менеджмента качества и является одним из обязательных элементов в системах менеджмента качества, основанных на стандартах семейства ISO 9001 и отраслевых требованиях (например, IATF 16949 для автомобильной промышленности).

¶История метода

Метод FMEA был разработан в конце 1940-х годов в США военными ведомствами для анализа потенциальных отказов в технических системах. В 1949 году метод был впервые формализован в армейском стандарте MIL-P-1629. В 1960-х годах метод получил широкое распространение в аэрокосмической отрасли — в частности, NASA применяла FMEA при подготовке космических программ. Значительный вклад в развитие метода внесла компания Ford Motor, адаптировавшая FMEA для автомобильной промышленности в начале 1970-х годов. В 1993 году Ассоциация автомобильных инженеров (SAE) выпустила стандарт SAE J1739, а в 2019 году — обновлённую версию AIAG & VDA FMEA Handbook, объединившую подходы американских и немецких автомобильных ассоциаций.

¶Виды FMEA

В практике применяются несколько разновидностей метода:

Наиболее распространены DFMEA и PFMEA, применяемые в промышленности.

¶Принцип метода

FMEA основана на пошаговом анализе объекта на предмет возможных отказов. Каждый потенциальный отказ оценивается по трём параметрам:

• Тяжесть последствий (Severity, S) — шкала от 1 до 10, характеризующая критичность последствий отказа для конечного потребителя или безопасности.
• Вероятность возникновения (Occurrence, O) — шкала от 1 до 10, отражающая частоту возникновения причины отказа.
• Обнаруживаемость (Detection, D) — шкала от 1 до 10, оценивающая вероятность обнаружения отказа до его выхода к потребителю.

Произведение трёх оценок — RPN (Risk Priority Number, число приоритета риска) — используется для ранжирования рисков: RPN = S × O × D. Максимальное значение RPN составляет 1000. Анализ начинается с отказов, имеющих наибольшие значения RPN, а также с отказов с тяжестью последствий 9–10 независимо от итогового RPN.

В актуальной методологии AIAG & VDA (2019) вместо RPN применяется AP (Action Priority) — приоритет действий, определяемый по таблицам с учётом комбинации S, O и D, что устраняет известный недостаток RPN, когда различные комбинации оценок давали одно и то же число приоритета.

¶Этапы проведения

Стандартный процесс FMEA включает следующие шаги:

1. Определение объекта анализа и границ его применения.
2. Составление структурной модели (дерева функций и элементов).
3. Анализ функций и потенциальных отказов.
4. Оценка последствий отказов и их причин.
5. Выявление действующих мер контроля.
6. Определение оценок S, O и D.
7. Расчёт RPN или определение AP.
8. Разработка и реализация действий по снижению рисков.
9. Пересчёт оценок после реализации мероприятий.

Анализ проводится межфункциональной рабочей группой, включающей инженеров-конструкторов, технологов, специалистов по качеству и представителей смежных подразделений.

¶Применение

FMEA применяется в широком спектре отраслей:

• Автомобильная промышленность — обязательный элемент по IATF 16949, применяется поставщиками и OEM-производителями.
• Аэрокосмическая и оборонная промышленность — анализ отказов критически важных систем.
• Медицинское оборудование — стандарт ISO 14971 для управления рисками медицинских изделий предписывает методы, родственные FMEA.
• Электроника — анализ отказов компонентов и плат.
• Пищевая промышленность — метод HACCP использует схожие принципы анализа критических точек.

¶Достоинства и ограничения

К достоинствам метода относятся систематичность, документированность и возможность ранжирования рисков. FMEA позволяет выявлять риски на ранних стадиях проектирования, что снижает стоимость устранения дефектов.

Ограничения метода связаны с субъективностью экспертных оценок S, O и D, а также с трудоёмкостью ведения документации при большом числе компонентов. Критика RPN как метрики привела к пересмотру методологии в пользу подхода AP.

¶См. также

• Менеджмент качества
• IATF 16949
• HACCP

¶Источники

• AIAG & VDA FMEA Handbook, 1-е издание, 2019
• SAE J1739: Potential Failure Mode and Effects Analysis
• ISO 9001:2015 — Системы менеджмента качества
• IATF 16949:2016 — Требования к системам менеджмента качества в автомобильной промышленности