3. Построение причинно-следственных цепочек.

Для развертывания и детализации причинно-следственного анализа строятся причинно-следственные цепочки (ПСЦ). Для этого построения следует использовать среду CmapTools.

Часто ПСЦ используют для выявления технических противоречий в системе (см. рисунок 3)

Рис. 3. Причинно-следственные цепочки в ФХОМНТ

ПСЦ могут развиваться вширь и вглубь. Если ставится задача совершенствования, например, технологического процесса гальванопластики с учетом каждой операции, то ПСЦ охватывает множество разнообразных объектов и процессов, связанных в схему причин и следствий. Если исследуется локальная задача, но с учетом множества влияющих факторов, то строится ПСЦ вглубь. Примером является задача о том, почему печатный проводник в сечении имеет форму трапеции.

Пример. Рассмотрим построение ПСЦ на примере технической системы "термопредохранитель". На рисунке 4 представлена конструкция и схема работы предохранителя.

Рис. 4. Компоненты и рабочие положения предохранителя

Предохранитель состоит из двух контактов, подвижного и неподвижного. Подвижный контакт "звездочка" прижимается к токовводу с помощью пружины сжатия, которая в свою очередь фиксируется полимерной вставкой, находящейся в твердом закристаллизованном состоянии (см. рисунок 5). При возникновении перегрева в цепи полимер плавится, переставая сдерживать пружину сжатия. Расправление пружины сжатия вызывает расправление размыкающей пружины, которая была предварительно напряжена. Это приводит к отталкиванию "звездочки" от токоввода и, следовательно, к размыканию контактов.

Рис. 5. Фрагмент причинно-следственной цепочки для отказа предохранителя

В принципе, задача может быть решена при устранении любого из нежелательных эффектов данной цепочки. На практике этим пользуются, выбирая элементы, наиболее доступные для изменения. Однако наиболее эффективным является устранение ключевого недостатка, лежащего в основании цепочки. Это даст наиболее эффективные решения, поскольку ключевой недостаток может приводить к более, чем одному потребительскому недостатку. Из приведенного анализа следует, что одним из выявленных ключевых недостатков является нестабильность свойств полимера (рисунок 6).

Рис. 6. Фрагмент ПСЦ на уровне химических свойств полимера

Видно, что более глубокий анализ свойств материала позволяет выйти на ключевые недостатки структуры материала (наличие остаточных радикалов, широкое молекулярно-массовое распределение полимера и др.)

Построить ПСЦ помогает методика под названием "5 почему?". Название метода (Five Whys) происходит от количества задаваемых вопросов. Для того чтобы найти причину несоответствия необходимо последовательно задавать один и тот же вопрос – «Почему это произошло?», и искать ответ на этот вопрос. Число пять выбрано исходя из того, что такого количества обычно достаточно для выявления сути и источника проблемы. Но, несмотря на то что метод называется 5 почему, для поиска причин каждого конкретного несоответствия может задаваться как меньшее, так и большее количество вопросов.

За счет применения метода 5 почему можно выстроить «дерево» причин, т.к. при ответе на поставленный вопрос возможно возникновение нескольких вариантов. Поэтому метод пять почему сочетается с методом причинно-следственных диаграмм (см. рисунок 7).

Рис. 7. Пример диаграммы по методу 5 почему

Для решения ответственных технических проблем рекомендуется строить причинно-следственные цепочки нежелательных эффектов (ПСЦНЭ). Характерно, что нежелательные эффекты, соединяясь в цепочки, могут образовывать ветвления двух типов. Авторы методики назвали их "&" и "Or". Узел "&" характеризует нежелательный эффект, который происходит, когда все входящие в него НЭ происходят одновременно. Узел "Or" характеризует ситуацию, когда нежелательное событие возникает когда реализуется хотя бы один входящий в него НЭ (рисунок 8).

Рис. 8. Схема причинно-следственной цепочки нежелательных эффектов

Причинно-следственный анализ является эффективным инструментом инженерной практики. Его применение создает предпосылки оперативного выявления и решения возникающих производственных проблем. Он также является методом углубленного исследования причин отказов, брака, неэффективной работы оборудования и т.п.