Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Надежность технологического оборудования. Анализ видов и последствий отказов. Учебник
.pdf
3.5. ПРИМЕР HAZOP
Затем выбирается следующая часть конструкции для исследования, и это может быть трубопровод 2 для подачи в реактор вещества B.
Процедура повторяется для каждой части конструкции
установки и вспомогательных устройств, например мешалок, средств обслуживания реактора (подача тепла и холода)
и др. Вот почему этот метод иногда называют методом последовательной экспертизы.
Рассмотренный пример оформления рабочей таблицы и
подробного письменного отчета используется, как правило,
только при исключительных обстоятельствах. Во многих
случаях более обычным является проведение анализа с записью только потенциальных опасностей и их причин, например, по форме, представленной в табл. 3.4, и последующим
устным их обсуждением.
Таблица 3.4
Пример оформления упрощенной рабочей таблицы
для схемы производства продукта С (см. рис. 3.1)
Управляю-
щее слово
НЕТ
……… … …
Нарушение Причина
Нет подачи
вещества A
Закрыт
клапан 4
Опасность
последствия
В реакторе боль-
ше вещества B.
Возможен
взрыв.
Требуемые меры
защиты
Установить реле
скорости потока
для остановки
насоса 8
На примере были продемонстрированы принципы, лежащие в основе метода HAZOP, и было показано, как применять первые три ключевых слова. Необходимо четко представлять значения управляющих слов и придерживаться
единообразия при исследовании системы.
91
3. Исследование опасности и работоспособности – HAZOP
Контрольные вопросы
1. Что такое метод HAZOP?
2. Назовите цели и задачи HAZOP.
3. Какие управляющие слова используются в методе
HAZOP?
4. Назовите основные этапы процедуры исследования
HAZOP.
5. Опишите последовательность экспертизы «сначала
элемент».
6. Назовите основные этапы применения HAZOP.
7. Что входит в обязанности и ответственность членов
группы, выполняющей исследования HAZOP?
8. Что входит в этап предварительной работы группы,
выполняющей исследования HAZOP?
9. Что входит в этап экспертизы группы, выполняющей
исследования HAZOP?
10. Что входит в этап документации группы, выполняю-
щей исследования HAZOP?
4. Анализ вида и последствий
отказа – АВПО (FMEA)
4.1. Общие сведения
Анализ видов и последствий потенциальных дефектов –
это формализованная процедура анализа и доработки проектируемого технического объекта, процесса изготовления,
правил эксплуатации и хранения, системы технического обслуживания и ремонта данного технического объекта, основанная на выделении возможных (наблюдаемых) дефектов
разного вида с их последствиями и причинно-следственными связями, обусловливающими их возникновение, и оценках критичности этих дефектов.
Порядок проведения и общие методические принципы
анализа видов и последствий отказов (АВПО) технических
объектов регламентирован ГОСТ Р 51814.2–2001 «Системы
качества в автомобилестроении. Метод анализа видов и последствий потенциальных дефектов». Стандарт применяют
при разработке и производстве технических объектов, для
которых соответствующими нормативно-техническими документами предусмотрено проведение АВПО. В зарубежной
(а часто и в отечественной) практике используют аббревиатуру FMEA (Failure Mode and Effects Analysis).
Формально стандарт предназначен для технических специалистов и менеджеров предприятий, производящих автотранспортные средства, и предприятий-поставщиков, но его
применение не ограничено автомобильной отраслью, поскольку методы, установленные в стандарте, применимы на предприятиях других отраслей, заинтересованных в улучшении
качества разработок, развитии и непрерывном совершенствовании конструкций и технологических процессов.
Метод анализа видов и последствий потенциальных дефектов (далее – метод FMEA) – это эффективный инстру-
93
4. Анализ вида и последствий отказа – АВПО (FMEA)
мент повышения качества разрабатываемых технических
объектов, направленный на предотвращение дефектов или
снижение негативных последствий от них. Это достигается
благодаря предвидению дефектов и (или) отказов и их анализу, проводимому на этапах проектирования конструкции
и производственных процессов. Метод может быть также использован для доработки и улучшения конструкций и процессов, запущенных в производство.
Метод FMEA позволяет проанализировать потенциальные дефекты, их причины и последствия, оценить риски
их появления и необнаружения на предприятии и принять
меры для устранения или снижения вероятности и ущерба
от их появления. Это один из наиболее эффективных методов доработки конструкции технических объектов и процессов их изготовления на таких важнейших стадиях жизненного цикла продукции, как ее разработка и подготовка
к производству.
На этапе доработки конструкции технического объекта перед утверждением конструкции или при улучшении имеющейся конструкции методом FMEA решают следующие задачи:
– определение «слабых» мест конструкции и принятие
мер по их устранению;
– получение сведений о риске отказов предложенного и
альтернативных вариантов конструкции;
– доработка конструкции до наиболее приемлемой с различных точек зрения: технологичности, удобства обслуживания, надежности и т.д.;
– сокращение числа дорогостоящих экспериментов.
На этапе доработки производственного процесса перед
его запуском или при его улучшении методом FMEA решают
следующие задачи:
– обнаружение «слабых» мест технологических процессов и принятие мер по их устранению при планировании
производственных процессов;
94
4.1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
– принятие решений о пригодности предложенных и
альтернативных процессов и оборудования при разработке
технологических процессов;
– доработка технологического процесса до наиболее приемлемого с различных точек зрения, а именно: надежности,
безопасности для персонала, обнаружения потенциально дефектных технологических операций и т.д.;
– подготовка серийного производства.
Метод FMEA рекомендуется применять при изменении
условий эксплуатации технического объекта, требований
заказчика, при модернизации конструкций или технологических процессов и т.д. Он может применяться также при
принятии решений в отношении несоответствующей продукции (материалов, деталей, комплектующих изделий) в экономически обоснованных случаях. FMEA проводят с целью
анализа и доработки конструкции технического объекта,
производственного процесса, правил эксплуатации, системы
технического обслуживания и ремонта технического объекта для предупреждения возникновения и (или) ослабления
тяжести возможных последствий его дефектов и для достижения требуемых характеристик безопасности, экологичности, эффективности и надежности.
В стандарте устанавливаются следующие понятия и термины, относящиеся к FMEA.
Технический объект (объект) – любое изделие (элемент, устройство, подсистема, функциональная единица
или система), которое можно рассматривать в отдельности.
Объект может состоять из технических средств, программных средств или их сочетания и может в частных случаях
включать персонал, его эксплуатирующий, обслуживающий
и (или) ремонтирующий.
Несоответствие – невыполнение требования, т.е. невыполнение потребности или ожидания, которое установлено,
предполагается или является обязательным.
95
4. Анализ вида и последствий отказа – АВПО (FMEA)
Дефект – невыполнение требования, связанного с предполагаемым или установленным использованием.
Отказ – непредусмотренное для нормального функционирования технического объекта явление, приводящее к негативным последствиям при эксплуатации или изготовлении данного технического объекта.
В дальнейшем термин «дефект» используется в значении, обобщающем приведенные термины «несоответствие»,
«дефект» и «отказ».
Значимость потенциального дефекта – качественная
или количественная оценка предполагаемого ущерба от данного дефекта.
Балл (ранг) значимости S (от англ. severity) – экспер-
тно выставляемая оценка, соответствующая значимости
данного дефекта по его возможным последствиям.
Вероятность возникновения дефекта – количественная оценка доли продукции (от общего ее выпуска) с дефектом данного вида; эта доля зависит от предложенной конструкции технического объекта и процесса его производства.
Балл (ранг) возникновения О (от англ. occurrence) – экс-
пертно выставляемая оценка, соответствующая вероятности
возникновения данного дефекта.
Вероятность обнаружения дефекта – количественная
оценка доли продукции с потенциальным дефектом данного
вида, для которой предусмотренные в технологическом цикле методы контроля и диагностики позволят выявить данный потенциальный дефект или его причину в случае их возникновения.
Балл (ранг) обнаружения D (от англ. detection) – экс-
пертно выставляемая оценка, соответствующая вероятности
обнаружения дефекта.
Комплексный риск дефекта – комплексная оценка дефекта с точки зрения его значимости по последствиям, вероятности возникновения и вероятности обнаружения.
96
4.1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
Приоритетное число риска (ПЧР) – количественная
оценка комплексного риска дефекта, являющаяся произведением баллов значимости, возникновения и обнаружения для данного дефекта. Каждое ПЧР может иметь значение от 1 до 1000. Заранее установленное максимально
приемлемое значение ПЧР по данному потенциальному
отказу (как правило, не выше 100) является критическим
значением ПЧР. По потенциальным отказам, имеющим
значение ПЧР выше критического, разрабатываются необходимые мероприятия по минимизации риска их появления. В зарубежной литературе для приоритетного числа рисков используется термин RPN (от англ. risk priority
number).
Около 60 % всех дефектов, которые возникают во время
гарантийного срока продукции, имеют свою причину в ошибочной, поспешной и несовершенной разработке. Практика
показывает, что при рассмотрении общей системы затрат
экономия затрат тем больше, чем раньше устанавливаются,
устраняются или вообще избегаются дефекты в ходе выполняемых работ.
Если принять затраты на устранение дефекта, который
возникает при эксплуатации продукции заказчиком, равными 100 %, то на устранение того же дефекта, который выявляется на окончательном контроле завода-изготовителя,
составляет около 10 %. Если его обнаруживают еще раньше,
где-то на входном контроле закупочных деталей, то затраты
составляют только 1 %, а если удастся предотвратить появление того же самого дефекта за счет предупредительных
мероприятий, то тогда это стоит 0,1 %. Это простое, но признанное на практике правило десятикратного увеличения
затрат дает возможность понять, что предотвращение дефектов приносит значительную экономическую пользу. Итак,
избежать потенциальных дефектов экономичнее, чем устранять уже возникшие.
97
4. Анализ вида и последствий отказа – АВПО (FMEA)
4.2. Цели и задачи FMEA
FMEA проводят с целью анализа и доработки конструкции технического объекта, производственного процесса,
правил эксплуатации, системы технического обслуживания и ремонта технического объекта для предупреждения
возникновения и (или) ослабления тяжести возможных последствий его дефектов и для достижения требуемых характеристик безопасности, экологичности, эффективности и надежности.
В процессе FMEA решают следующие задачи:
– составляют перечень всех потенциально возможных
видов дефектов технического объекта или процесса его производства, при этом учитывают как опыт изготовления и
испытаний аналогичных объектов, так и опыт реальных
действий и возможных ошибок персонала в процессе производства, эксплуатации, при техническом обслуживании
и ремонте аналогичных технических объектов;
– определяют возможные неблагоприятные последствия
от каждого потенциального дефекта, проводят качественный анализ тяжести последствий и количественную оценку
их значимости;
– определяют причины каждого потенциального дефекта и оценивают частоту возникновения каждой причины
в соответствии с предлагаемыми конструкцией и процессом
изготовления, а также в соответствии с предполагаемыми
условиями эксплуатации, обслуживания, ремонта;
– оценивают достаточность предусмотренных в технологическом цикле операций, направленных на предупреждение дефектов в эксплуатации, и достаточность методов предотвращения дефектов при техническом обслуживании и ремонте;
– количественно оценивают возможность предотвращения дефекта путем предусмотренных операций по обнаружению причин дефектов на стадии изготовления объекта
и признаков дефектов на стадии эксплуатации объекта;
98
4.2. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ FMEA
– количественно оценивают критичность каждого дефекта (с его причиной) приоритетным числом риска ПЧР
и при высоком значении ПЧР ведут доработку конструкции
и производственного процесса, а также требований и правил
эксплуатации с целью снижения критичности данного дефекта.
Метод FМEA обычно применяется на этапах проектирования продукции и разработки технологических процессов,
но может быть также использован для доработки и улучшения продукции и процессов, запущенных в производство.
К достоинствам метода FMEA можно отнести следующее:
– метод позволяет исключить ошибки на ранней стадии
создания продукции и процессов. Он обладает значительной эффективностью при создании конкурентоспособной
продукции в короткие сроки и значительно экономит время
и средства;
– позволяет эффективно влиять на качество и безопасность объектов на стадии проектирования путем выявления
потенциальных отказов с высокой критичностью. Достаточно простая методология FMEA дает возможность привлекать
к процессу анализа специалистов разного профиля, что облегчает всесторонний охват проблемы и улучшает информационный обмен между службами предприятия;
– проведение FMEA предотвращает появление катастрофических отказов и уточняет возможные пути протекания нарушений. Самый главный эффект от применения
FMEA – сокращение потерь, обусловленных низким качеством, за счет предотвращения отказов (дефектов, несоответствий) на ранних стадиях проектирования;
– отражает современную тенденцию к постепенному переходу от формальных статистико-вероятностных методов
анализа надежности объектов к инженерным метод а FMEA
можно отнести следующее выглядят для администрации
предприятия-поставщика более убедительными, нежели
99
4. Анализ вида и последствий отказа – АВПО (FMEA)
сложные математические модели расчета надежности, тем
более основанные на недостоверных исходных данных из сомнительных источников.
Метод FMEA ориентирован на аппаратуру и механические системы, прост для понимания и не требует применения математического аппарата.
Основным недостатки метода FMEA заключаются в том,
что он рассматривает неопасные отказы, требует значительных затрат времени и часто не учитывает сочетания отказов
и человеческого фактора.
Особенности метода FMEA заключаются в следующем.
1. Метод эффективен, если его используют для анализа
элементов, которые вызывают отказ системы в целом или
нарушение основной функции системы. Однако его применение вызывает значительные трудности для сложных систем, имеющих много функций и состоящих из различных
наборов компонентов. Эти сложности увеличиваются при
наличии многочисленных режимов эксплуатации, а также
нескольких политик технического обслуживания и ремонта.
2. FMEA может быть трудоемким и неэффективным
процессом при необдуманном применении. Исследования
FMEA, результаты которых предполагается использовать
в дальнейшем, должны быть определены. Проведение FMEA
не должно быть включено в требования без предварительного анализа.
3. Осложнения, недоразумения и ошибки могут произойти при попытке охвата исследованиями FMEA нескольких
уровней в иерархической структуре системы, если она предусматривает резервирование.
4. Взаимосвязи между людьми или группами видов отказов или причинами видов отказов не могут быть эффективно представлены в FMEA, так как главное предложение для
этого анализа – независимость видов отказов. Этот недостаток становится еще более явным из-за взаимодействия про-
100
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]