تجزيه و تحليل عوامل شکست و آثار آن
تجزيه و تحليل عوامل شکست و آثار آن(FMEA)
FMEA روشی سیستماتیک برای شناسایی و پیشگیری از وقوع مشکل در محصول و فرآیند آن میباشد.
این روش بر جلوگیری از بروز عیب و نقص، افزایش ایمنی و افزایش رضایت مشتری تمرکز دارد.
فهرست مطالب
1- توصیف موضوع
1-1- FMEA چيست؟[1]
FMEA روشی سیستماتیک برای شناسایی و پیشگیری از وقوع مشکل در محصول و فرآیند آن میباشد.
این روش بر جلوگیری از بروز عیب و نقص، افزایش ایمنی و افزایش رضایت مشتری تمرکز دارد.
1-2- تاريخچه[1]
اولین بار در دهه 60 اهمیت مسائل ایمنی و پیشگیری از حوادث قابل پیشبینی، در صنعت هوا فضا برای سفینه آپولو11 در ناسا به کار گرفته شد. در سال 1977 در صنعت خودروسازی، سه شرکت بزرگ خودرو سازی کرایسلر، فورد و جنرال موتور توانستد تا با تلفیق و یکسانسازی نظام کیفیت مربوط به هرکدام، استاندارد واحدی را تحت عنوان QS9000 (استانداردی مربوط به صنعت خودرو) ایجاد کنند. در 1992 استاندارد SAE-J-1739 به عنوان استاندارد مرجع FMEA در صنایع خودروسازی معرفی شد. هم اکنون نیز در صنایع دفاع، صنایع خوردو، حمل و نقل، هوا فضا، صنایع الکترونیک و...کاربرد دارد.
1-3- اهداف FMEA [7]
هدف از FMEA در یک فرآیند یا محصول، پیشگیری از وقوع مشکل است (البته قبل از وقوع آن). به عبارت دیگرFMEA با بهینهسازی فرآیندها و محصولات باعث کاهش مبالغ زیادی از هزینهها میشود. به طور کلی اهداف FMEA را میتوان به سه دسته زیر تقسیم نمود :
1) جلوگیری از رخداد خطا
2) کمک در ایجاد و توسعه یک محصول، فرآیند یا خدمتی جدید و
3) ثبت پارامترها و شاخصها در طراحی و توسعه، فرآیند یا خدمت
1-4- انواع FMEA [7]
از زمانی که FMEA دردهه 60 توسعه یافته است 5 نوع کلی از آن پدید آمده است :
1) FMEA در طراحی (DFMEA)
2) FMEA در فرآیند (PFMEA)
3) FMEA در سیستم (SFMEA)
4) FMEA در خدمات
5) FMEA در ماشین آلات (MFMEA)
1-4-1-FMEA در طراحی (DFMEA)
تجزیه و تحلیل حالات بالقوه خرابی در طراحی قطعات جدید و یا اعمال تغییرات در طرحهای جاری را (Design- FMEA) گویند.
1-4-2-FMEA در فرآیند (PFMEA)
تجزیه و تحلیل حالات بالقوه خرابی در طراحی و یا توسعه فرآیندهای تولید یا مونتاژ را (Process- FMEA) گویند.
1-4-3- FMEA در سیستم (SFMEA)
تجزیه و تحلیل حالات بالقوه خرابی در طراحی سیستمها و زیر سیستمها از ابتداییترین مراحل را (System- FMEA) گویند.
1-4-4- FMEA در خدمات
تجزیه و تحلیل حالات بالقوه خرابی در طراحی و یا توسعه فعالیتها و ارائه خدمات را (Service- FMEA) گویند.
1-4-5- FMEA در ماشین آلات (MFMEA)
تجزیه و تحلیل حالات بالقوه خرابی در طراحی ماشین آلات را (Machinery- FMEA) گویند.
1-5- پيش نيازهاي FMEA
یکی از ضعفهای عمده در پیاده سازی FMEA عدم برنامه ریزی است. در اغلب مواقع تیم FMEA قبل از هر کاری فورا به پر کردن فرم آن اقدام میکند، تعهدات و وظایف واضح محصول را لیست میکند، حالتهای بروز خطا را مینویسد، آثار خطا را بررسی میکند و آن قدر ادامه میدهد تا اقدامات اصلاحی مربوطه را تعیین نماید. این رویکرد باعث ایجاد سر در گمی، اضافه شدن هزینههای غیر ضروری و محدود شدن کارایی FMEA میگردد.
تشخیص مشکلاتی که مانع از پیشرفت FMEA میگردند بسیار مهم میباشند. بسیاری از این مشکلات در پاسخ به سولات زیر مرتفع میگردند :
· چه کسي مسئوليت FMEA را دارد؟
· چه کسانی باید مشارکت داشته باشند و این مشارکت به چه نحوي است ؟
· آیا بایستی سلسله مراتب سیستم، زیر سیستم و قطعات ( رویکرد بالا به پایین ) را رعایت نمود یا از سطح قطعات ( رویکرد پایین به بالا) شروع کرد ؟
· چه زمانی باید شروع کرد ؟
· آیا میتوان FMEA برای فراین را همزمان با اجرای FMEA در طرا حی به پیش برد ؟
· آیا همه خطا را باید بررسی کنیم ؟
· موضوع مورد بحث چيست: خطا ؟ اثر خطا ؟ يا علت خطا ؟
· چه روش امتياز دهي مد نظر است؟
· در هنگام عدم توافق ميان اعضاي تيم چه راهي را در پيش ميگيريم ؟
· فرم FMEA چگونه تکميل ميشود؟
پاسخ تمامی این سوالات در مرحله طرحریزی FMEA داده میشود.
1-6- زمان شروع FMEA [7]
FMEA در یکی از موارد زیر آغاز میشود:
· وقتی یک سیستم،طراحی و یا خدمات جدید تولید میشود.
· وقتی قرار است طرحهای موجود و یا فرآیند تولید/ مونتاژ تغییر کنند.
· وقتی فرآیند تولید یا مونتاژ و یا یک محصول در محیطی جدید و یا شرایط کاری جدید قرار گیرد.
· در برنامههای بهبود مستمر
1-7- ارزيابی خطر پذيری شکست
خطر یا زیان یک شکست و آثار آن به سه عامل بستگی دارد :
1) شدت(SEVERITY) : ارزیابی و سنجش نتیجه شکست ( البته اگر بوقوع بپیوندد )
2) وقوع (OCCURRENCE) : احتمال یا به عبارتی دیگر شمارش تعداد شکستها
3) بازیابی (DETECT) : احتمال بازیابی شکست قبل از آنکه اثر وقوع آن مشخص شود
1-8- ارزيابی نمره اولويت خطر پذيری [1]
با اطلاعاتی که از فرآیند و یا محصول داریم، الگوی شکست بالقوه و آثار آن را بر اساس سه عامل مذکور درجه بندی میکنیم. این طبقه بندی از 1 تا 10 ( پایین به بالا ) میباشد.
اگر درجات این سه عامل را در یکدیگر ضرب کنیم (شدت(S) * وقوع(O) * بازیابی(D) ) نمره اولویت خطر پذیری (RPN) برای هر الگوی شکست بالقوه و آثار آن بدست میآید.
نمره اولویت خطر پذیری از 1 تا 1000 و به منظور طبقه بندی اقدامات اصلاحی لازم برای کاهش و یا حذف الگوی شکست بالقوه، در نظر گرفته شده است. آن دسته از الگوهای شکست که دارای بالاترین نمره RPN هستند، میبایستی در درجه اول بررسی شوند. توجه به مسئله شدت طبقه، اهمیت زیادی دارد. اگر شدت طبقه ای 9 یا 10 باشد صرف نظر از RPN میبایستی علت آن به سرعت بررسی شود.
پس از انجام اقدامات اصلاحی لازم، یک RPN جدید با ارزیابی مجدد شدت، وقوع و بازیابی انجام میگیرد که آنرا RPN منتج شده یا RPN جدید مینامند. اقدامات بهینه سازی و اصلاح تا آنجا ادامه مییابد که RPN منتج شده به سطح قابل قبولی برای تمام الگوهای شکست بالقوه برسد.
1-9- گروه FMEA [1]
اگر چه معمولا یک فرد مسئولیت هماهنگی فرآیند FMEA را بر عهده دارد، اما اساس و مبنای فرآیند FMEA بر گروه استوار است. هدف از تشکیل گروه FMEA کسب تجربه و نظریات گوناگون و ارائه آن در قالب پروژه میباشد.
از آنجا که هر فرآیند FMEA به جنبههای خاصی از یک محصول و یا فرآیند مربوط میشود، گروههای FMEA در مواقع لزوم تشکیل میشوند و زمانی که وظیفه FMEA پایان یافت، این گروهها نیز از بین میروند. هر گروه هدف و وظیفه ای خاص بر عهده دارد. بنابراین وجود دائم یک گروه FMEA لزومی ندارد.
در مواقعی که به چند گروه FMEA برای رسیدگی به یک محصول و یا فرآیند نیاز باشد، بهترین روش ممکن عضویت افراد در گروههای مختلف است. البته چنین افرادی فقط میتوانند در یک یا حداکثر دو گروه کار کنند تا نظریات جدیدی در مورد مشکلات و راه حلهای بالقوه داشته باشیم.
1-9-1- تعداد اعضای گروه FMEA [1]
بهترین تعداد برای تشکیل گروه FMEA بین 4 تا 6 نفر میباشد. البته تعداد افراد گرو ه را واحدهای موثر در گروه تعیین میکنند. همه قسمتها اعم از مهندسی صنعتی، تعمیر و نگهداری مواد و خدمات فنی که یک نماینده در گروه دارند و همچنین مشتری داخلی و خارجی که عقاید و نظر یات خود را ابراز میکند، در تعیین تعداد نفرات گروه موثرند.
1-9-2- عضويت در گروه FMEA [1]
حضور افرادی که میزان آشنایی آنها با محصول یا فرآیند مختلف است در گروه موثر میباشد. آن دسته از افراد که آشنایی، بینش و اطلاعات کافی از محصول یا فرآیند دارند، ممکن است مشکلات بالقوه و پنهان را نبینند، اما افرادی که آشنایی کمتری با فرآیند یا محصول دارند میتوانند نظریات شخصی خود را به فرآیند FMEA منتقل کنند.البته افرادی که آگاهی کامل از محصول یا فرآیند دارند در هنگام انتقاد از فرآیند شدیدا جبهه گیری میکنند. تصمیم گیری در مورد حضور یا عدم حضور چنین افرادی در گروه به میزان سود یا زیان تجربه آنها برای گروه بستگی دارد.
1-9-3- رهبر گروه FMEA [1]
رهبر گروه FMEA پس از تشکیل گروه، توسط مدیریت و یا افراد گروه انتخاب میشود. رهبر گروه، مسئولیت هماهنگی فرآیند FMEA را بر عهده دارد. این مسئولیت شامل موارد زیر است :
1) هماهنگی جلسات گروهی
2) نظارت بر تهیه منابع مورد نیاز گروه
3) اطمینان ار پیشروی گروه FMEA
ذکر این نکته لازم است که رهبر گروه FMEA، کنترل کننده و تصمیم گیرنده نهایی در گروه نیست بلکه وظیفه آسان سازس فرآیند را بر عهده دارد. تنظیم صورت جلسه در جلسات گروه FMEA الزامی است و این وظیفه در میان افراد گروه – به غیر از رهبر گروه – در چرخش است.
1-10- کاربرگه FMEA
فرآیندFMEA باید بوسیله کاربرگه FMEA مستند و مکتوب شود. اطلاعات این کار برگه در فرآیند FMEA اهمیت زیادی دارد و به عنوان یک وسیله ارتباطی عالی مطرح است.برخی از سازمانها یک فرم مخصوص برای کاربرگه طراحی کرده اند و برخی دیگر نیز فرم ذکر شده را به نحوی که کارایی بیشتری داشته باشد، تنظیم میکنند.
نمونه ای از کاربرگه در زیر آورده FMEA شده است :
1-11- ده گام يک FMEA [1]
انواع FMEA اعم از محصول / طراحی و یا فرآیند ده گام ذیل را طی میکنند :
· گام اول : دوره مرور فرآیند
· گام دو م : ایجاد طو فان ذهنی ( برخورد افکار ) برای تعیین الگوی شکست بالقوه
· گام سوم : فهرست کردن آثار شکست بالقوه
· گام چهارم : اختصاص یک در جه شدت برای هر اثر
· گام پنجم : اختصاص یک در جه وقوع برای هر الگوی شکست
· گام ششم : اختصاص یک درجه بازیابی برای هر الگوی شکست بالقوه و یا اثر آن
· گام هفتم : اختصاص نمره اولویت خطر پذیری برای هر الگوی شکست
· گام هشتم : تشخیص اولویتهای الگوی شکست برای هر اقدام لازم
· گام نهم : اقدام لازم برای حذف یا کا هش الگوهای شکست بالقوه دارای خطرپذیری بالا
· گام دهم : محاسبه RPN پس از کاهش و یا از بین بردن آثار الگوهای شکست بالقوه
1-11-1- گام اول: دو ره مرور فرايند
برای اطمینان از اینکه همه اعضا، شناخت یکسانی از فرآیند و وظیفه خود دارند، گروه باید یک نقشه مهندسی از محصول و یا نمودار جریان گردش امور را در اختیار افراد قرار دهد. چنانچه " نقشه مهندسی" و یا نمودار جریان گردش در دسترس نباشد، افراد گروه باید از کل فرآیند آگاهی کامل داشته باشند.در اجرای FMEA مختص به محصول، افراد گروه باید محصول و یا الگوی آن را ببینند. در اجرای FMEA مختص فرآیند نیز افراد گروه میبایستی جریان گردش امور را به طور عینی مشاهده کنند و خود را جزئی از فرآیند بدانند.وجود کارشناس محصول و یا فرآیند برای پاسخگویی به سوالات افراد گروه لازم است.
1-11-2- گام دو م: ايجاد طوفان ذهنی ( برخورد افکار) برای شناسایی الگوی شکست بالقوه
پس از آنکه همه افراد گروه، شناخت درستی از فرآیند و یا محصول پیدا کردند ( برخورد افکار ) آنگاه میتوانند یک جلسه طوفان ذهنی در مورد الگوی شکست بالقوه ای که فرآیند صنعتی و یا کیفیت محصول را تهدید میکند برگزار کنند. برگزاری یک جلسه طوفان ذهنی ( برخورد افکار ) تمامی این ایدهها را نمایان میسازد. علاوه بر ایده و افکاری که هر یک از افراد در جلسه مطرح میکنند، ایدههای دیگری نیز در نتیجه کار گروهی بوجود میآید. از آنجا که بسیاری از فرآیندها و کالاهای صنعتی پیچیده هستند، برپایی جلسات طوفان ذهنی روش مناسبی است.هر کدام از این جلسات باید بر روی یکی از عناصر، محصول و یا فرآیند اعم از : انسان ( مشتری )، روشها، تجهیزات، مواد و محیط تمرکز کرده و در نتیجه فهرستی کامل از الگوهای شکست بالقوه را تنظیم و تدوین کنند.
1-11-3- گام سوم: فهرست کردن آثار بالقوه هر الگوی شکست
با فهرست نویسی الگوهای شکست بالقوه بر روی فرم جمع آوری اطلاعات، افراد گروه با مرور مجدد، آثار بالقوه آن را در صورت بروز شناسایی میکنند. برخی از الگوهای شگست فقط یک اثر و برخی دیگر آثار مختلفی دارند از آنجا که این اطلاعات درجه خطر پذیری هر شکست را شناسایی میکند، این مر حله یاید به صرت کامل انجام پذیرد. در این مرحله بهتر است به فرآیند به صورت شرطی ( اگر – آنگاه ) نگاه کرد.یعنی اگر شکست بوجود آید، آنگاه اثرات آن چیست ؟
گامهای 4 تا 6 تعیین در جه شدت وقوع و بازیابی
هر کدام از این موارد بر اساس مقیاس 1 تا 10 در جه بندی میشوند که در جه 1 کمترین و درجه 10 بیشترین آن میباشد.نکته بسیار مهمی که توجه به آن ضروری است، ارائه تعریفی مشخص برای هر مورد بر روی مقیاس است به نحوی که برای همه افراد گروه به طور یکسان قابل درک باشد.این مقیاس باید قبل از آغاز درجه بندی گروه، ایجاد شود و افراد گروه از مقیاسهای درجه بندی آگاهی کامل داشته باشند.
در زیر جداول مربط به رتبه بندی شدت / وقوع / بازیابی آورده شده است :
1-11-4- گام چهارم: اختصاص يک درجه شدت برای هر اثر
درجه بندی شدت، در واقع ارزیابی جدی آثار شکست در صورت وقوع آن میباشد. ارزیابی شدت هر اثر میبایستی بر اساس آگاهی و خبرگی افراد گروه انجام شود ف چرا که هیچ یک از افراد، برای ارزیابی شدت اثر، تجربه ای از گذشته ندارند. از آنجا که هر شکست آثار مختلفی دارد، میبایست اثر شکست را در جه بندی کرد، نه شکست را.اگر برای هر الگوی شکست بالقوه چندین اثر وجود دارد، هر اثر باید دارای درجه شدت خودش باشد.
1-11-5- گام پنجم: اختصاص يک درجه وقوع برای هر الگوی شکست
بهترین روش برای سنجش در جه وقوع شکست، استفاده از دادههای فرآیند است که در قالب یک جدول اطلاعاتی، قابلیت فرآیند را نشان دهد. زمانیکه دادههای واقعی در مورد یک شکست وجود ندارد، افراد گروه میبایست بالاترین درجه وقوع شکست را در نظر بگیرند.
البته اگر افراد گروه دلیل ایجاد شکست را بدانند، سنجش درجه وقوع شکست بهتر صورت خواهد گرفت.
1-11-6- گام ششم: اختصاص يک در جه بازيابی برای هر الگوی شکست بالقوه و يا اثر آن
درجه بازیابی، نشان دهنده احتمال وقوع یک شکست و تاثیر آن میباشد. توجه به این نکته لازم است که اگر کنترلهای جاری موجود نباشد، احتمال بازیابی بسیار کم است. بنابراین درجه بازیابی قطعه، بسیار بالا و در حد 9 یا 10 خواهد بود. در نتیجه، بهتر است در ابتدا فهرستی از کنترلهای جاری برای تمامی شکستها و آثار آن تهیه و سپس درجه بازیابی را تعیین کنیم.
1-11-7- گام هفتم: اختصاص نمره اولويت خطرپذيری (RPN) برای هر الگوی شکست
نمره اولویت خطرپذیری با ضرب کردن درجه شدت و درجه وقوع و درجه بازیابی در یکدیگر بدست میآید :
RPN=S*O*D
مجموع اعداد اولویت خطر پذیری، از مجموع تمامی اعداد اولویت خطرپذیری بدست میآید. این عدد به تنهایی معنا ندارد، زیرا هر FMEA شامل اعداد مختلفی از الگوی شکست و آثار آن میباشد، اما فایده آن هنگامی مشخص میشود که در زمان تحلیل مجدد، از RPN نهایی به عنوان محک بر ضد RPN اولیه استفاده میشود.
1-11-8- گام هشتم: تشخيص اولويتهای الگوهای شکست برای هر اقدام لازم
در این مرحله میتوان الگوهای شکست را اولویت بندی کرد. اولویت بندی از بالاترین نمره RPN به پایین ترین نمره صورت میگیرد. برای این اولویت بندی از ابزارهای بسیاری همچون پارتو میتوان استفاده کرد.
1-11-9- گام نهم: اقدام لازم برای حذف يا کاهش الگوهای شکست بالقوه دارای خطرپذيری بالا
برای حذف و یا کاهش الگوی شکست بالقوه با خطر پذیری بالا میبایستی از روشهای اصولی حل مشکلات استفاده کرد. در وضعیت مطلوب، الگوی شکست به کلی از بین میرود.
توجه به این امر ضروری است که حذف الگوهای شکست اگر چه مطلوب است، اما در همه موارد امکان پذیر نیست. بنابراین بهتر است با نگاه مجدد به درجات شدت وقوع و بازیابی، الگوهای شکست را کاهش دهیم.بهترین و آسانترین روش بهینه سازی محصول و یا فرآیند، افزایش استعداد بازیابی شکست و در نتیجه کاهش در جه بازیابی میباشد.
کاهش شدت فرآیند نیز عاملی مهم در جلوگیری از شکست و ضایعات ناشی از آن میباشد.
بهترین روش بهینه سازی، کاهش احتمال وقوع شکست میباشد، زیرا با کاهش این احتمال نیاز به روشهای بازرسی نیز کم خواهد شد.
1-11-10- گام دهم: محاسبه RPN پس از کاهش و يا از بين بردن آثار الگوهای شکست بالقوه
در هر فرآیند که طی آن اقداماتی در زمینه شکستها انجام شود، کاهش زیادی در RPN اولیه نیز ایجاد میشود. در غیر این صورت اقدام انجام شده، شدت، احتمال وقوع و یا بازیابی را نیز کاهش نمی دهد. RPN بدست آمده را میتوان بر روی نمودار با RPN اولیه مقایسه کرد به این ترتیب، تمامی RPN های قبل و بعد از فرآیند و یا محصول میتوانند با یکدیگر مقایسه و تفاوت میان آنها نمایان شود. پس از اجرای FMEA حدود 50% کاهش در مجموع RPN ها ایجاد میشود. این عدد همواره ثابت نیست و مقدار آن به گروه FMEA و نوع فعلیتهای سازمان بستگی دارد.
از آنجا که الگوهای شکست بالقوه همواره وجود دارند، هر سازمان باید از حد ومرز خطرپذیری خود آگاه باشد. البته میزان خطرپذیری به سیاستهای هر سازمان و حدود جدی بودن شکست بستگی دارد.اگر افراد گروه از RPN بدست آمده راضی هستند، میبایستی مدیر را از نتایج کار خود آگاه سازند. در واقع تصمیم گیری اصلی در مورد کاهش هر چه بیشتر RPNها بر عهده مدیر است.
1-12- فوايد اجرای FMEA
بهبود کیفیت،افزایش درجه اطمینان کالا و ایمنی محصولاتی که تولید خواهند شد.
کاهش زمان معرفی محصول به بازار
بهبود تصویر سازمان در نظر مشتری
کاهش نیاز به تغییرات ضروری در فرآیند و یا محصول در زمان تولید انبوه
کاهش ریسک تا حد امکان
کاهش هزینههای کیفی مرتبط با محصولات خراب(هزینههای پیشگیری،بازرسی و خرابی )
رواج فرهنگ کارتیمی در درون سازمان.
1-13- نقاط ضعف FMEA
کمبود مشارکتهاي تيمهاي اجرايي
عدم ارتباط درست اثرات خطا به علل بروز خطا
رويارويي با انبوهي از اطلاعات که تصميم درباره ي انتخاب اطلاعات مفيد را سخت ميکند.
عدم دقت در تکميل فرمها
عدم انتقال درست اطلاعات
عدم هماهنگي مديران ارشد
وجود اطلاعات ناقص
1-14- مراحل اجرايی FMEA
مراحل اجرايی FMEA در شکل زير آورده شده است:
1-15- خروجیهای FMEA
· الزامات مهندسی محصول
· سیستمهای Poka Yoke
· کالیبراسیون
2- بررسی ارتباط موضوع با نگهداری و تعمیرات
2-1- مقدمه
روش تجزیه و تحلیل خطا و اثرات آن ریسک وقوع خطرات بالقوه در طول مراحل طراحی و تولید برای محصول و همچنین در طی انجام فرآیند تولید برای ماشینآلات برای جلوگیری از به خطر افتادن ماشین آلات و ایجاد توقف در فرآیند تولید، محاسبه نموده و از آن طریق اقدامات اصلاحی را توصیه میکند. از آنجاییکه یکی از اهداف FMEA انتخاب اقدامات اصلاحی مناسب برای کاهش ریسک و خرابیها میباشد. لذا گزینههایی که ریسک خرابی بالاتری دارند از اهمیت ویژهای برخوردار هستند. یعنی دراین روش با بررسی علتهای شکست در ماشینآلات علتهایی که عدد ریسک بالاتری دارند به عنوان حالات دارای ریسک بالاتر در اولویت بالاتر قرار میگیرند و بدین ترتیب بر اساس اولویتهای بدست آمده این حالات و علل وقوع شکست، توسط تیم FMEA -که در ادامه به آن اشاره خواهد شد- بهبود پیدا کرده و بدینترتیب میزان خرابیهای برنامهریزی نشده (Failure) در ماشینآلات کاهش پیدا میکند و بدین ترتیب FMEA و فرآیند بهبود آن کمک شایانی به سیستم نگهداری و تعمیرات در سازمان میکند. در ادامه ارتباط بین FMEA و مباحث نگهداری و تعمیرات بیشتر تشریح میگردد.
2-2- تأثير FMEA بر نرخ خرابي محصولات [7]
اجراي SFMEA و DFMEA موجب کاهش نرخ خرابي در دوره عمر مفيد شده و شکستهاي محتمل در زمان فرسودگي را به تعويق مياندازد و فرايند طراحي را با کاهش ميزان ريسک استحکام ميبخشد.
اجراي PFMEA فرايند ساخت و توليد را با کاهش ريسک خرابي استحکام بخشيده و نرخ خرابي محصول را در دوره عمر آغازين محصول کاهش ميدهد.
۳- مرور ادبیات
همانطور که قبل از این هم اشاره کردیم، تحزیه و تحلیل عوامل خرابی و آثار شکست (FMEA) روشی است جهت اولویت بندی و بهبود عوامل شکست و از بین بردن علتها و آثار وقوع آنها، که همانطور که توضیح داده شد در این راستا اقداماتی صورت میگیرد مانند تشکیل تیم FMEA، جمع آوری داده و....
در راستای مرور ادبیاتی FMEA مقالات زیادی را مطالعه کردیم که به دلیل ماهیت موضوع بیشتر این مقالات مطالعات موردیای بودند که در آنها از FMEA صرفاً به عنوان روشی برای اولویتبندی حالات شکست استفاده شده بود و لازم به ذکر است که بیشتر این مطالب موردی در چارچوب خارج از درس نگهداری و تعمیرات صورت گرفته است. لذا مطالعه نظاممند و تشکیل دادن جدولی و یا نموداری جهت بررسی تعداد مقالات چاپ شده در این زمینه در سالهای مختلف کاری عملاً عیر ممکن بود. به همین جهت با مشاوره گرفتن از اساتید مربوطه تصمیم بر این گرفتیم تا همین اندک مقالات به چاپ رسیده در این زمینه را به دقت مورد مطالعه قرار دهیم و با مشخص کردن محدوده مطالعات انجام شده روی موضوع، فعالیتهای آتی روی این حوزه تحقیقاتی را مشخص کنیم.
برای آشنایی بیشتر با موضوع و همچنن مشخص کردن محدوده و حوزه ادبیاتی موضوع تعداد مقالات زیادی مورد مطالعه قرار گرفت، از بین این مقالات (که همانطور که اشاره شد، تعداد آنها چندان زیاد نبود) که بیشتر آنها مربوط به سال 2000 به بعد است پنج مقالهای را که به نظر ارتباط بهتری با موضوع مورد بحث دارند انتخاب کردیم. در اکثر این مقالات از سه پارامتر S، O، D به عنوان پارامترهای تعیین کننده عدد اولویت ریسک استفاده شده است و بدست آوردن این اولویتبندی یا به عنوان بخشی از مقاله (مطالعه موردی) و یا به عنوان محوریت موضوع مقاله در نظر گرفته شده است.
پنج مقالهای را که در بالا به آن اشاره کردیم در ذیل آورده شده است. لازم به ذکر است که از بین این پنج مقاله سه مورد اول مطالعات موردی و دو مورد آخر مقالاتی هستند که محوریت آنها تعیین شیوه اولویتبندی و استفاده از دو روش مختلف برای اولیتبندی حالات شکست میباشد.
در مورد دو مقاله آخر برای آشنایی بیشتر با مطالعات انجام شده روی موضوع در ادامه به تفصیل صحبت خواهد شد.
ردیف |
عنوان مقاله یا پایاننامه |
مشخصات(سال و محل انتشار، نویسنده،مقطع و...) |
چکیده و پارامترهای بررسی شده |
1 |
ارزیابی قابلیت اطمینان تأمین کننده انرژی الکتریکی برای استفاده در |
نویسنده: Alejandro D. Dominguez-Garcia, John G. Kassakian, Joel E. Schindall محل انتشار:لابراتوار سیستمهای اکترونیکی و الکترومغناطیسی دانشگاه MIT تاریخ دریافت مقاله:23 نووامبر سال 2004 تاریخ پذیرش مقاله: 16 مارچ سال 2005 |
در این مقاله متدلوژیای برای تحلیل و بررسی قابلیت اطمینان در نسل جدید خودروها (خودروهای الکتریکی) مورد بررسی قرارگرفته است. با معرفی سیستمهای جدید الکترونیکی در خودروهای نسل جدید، تحلیل قابلیت اطمینان سیستم تأمین کننده انرژی این خودروها برای دستیابی به مکانیزمهای شکست بسیار لازم و ضروری به نظر میرسد. لذا در این مقاله سعی شده تا با استفاده از سطوح مختلف FMEA انواع خرابیهای و شکستهایی که سیستم ممکن است با آن روبرو شود، طبقهبندی و مشخص گردد. در خودرویی که سیستم ترمز به صورت الکترونیکی طراحی شده است، خرابی تآمین کننده انرژی به منزله از دست دادن کنترل خورو میباشد. |
2 |
نویسنده: Antonio Scipioni, Giovanni Saccarola, Angela Centazzo, Francesca Arena تاریخ دریافت مقاله: 9 اکتبر 2001 تاریخ پذیرش مقاله: 12 فوریه 2002 |
در این مقاله متدولوژی FMEA به همراه سیستم HACCP به عنوان ابزاری برای تآمین کیفیت محصولات و وسیلهای برای بهبود عملکرد خط تولید، مورد تحلیل و بررسی قرارگرفته است. این کار در یکی از کارخانجات صنایع غذایی ایتالیا، بر روی خط تولید بیسکوییت ویفر انجام شده است. | |
3 |
نویسنده: M.C. ETI, S.O.T. OGAJI and S.D. PROBERT محل انتشار:دانشکده مهندسی مکانیک دانگاه علم و صنعت ایالت ریورز آمریکا تاریخ دریافت مقاله: سال 2006 تاریخ پذیرش مقاله: سال 2006 |
این مقاله متدولوژیای برای توسعه نت پیشگیرانه با استفاده از رویکردهای نوین FMEAو Analysis Fault Tree ارائه میکند و با به کارگیری نت پیشگیرانه کاهش هزینه و همچنین کاهش اتلاف انرژی را میسر میسازد و از آن به عنوان جایگزین نت واکنشی استفاده میکند. | |
4 |
نویسنده: Ching-Liang Chang Chiu-Chi Wei Yeong-Hoang Lee محل انتشار: تایوان تاریخ دریافت مقاله: دسامبر سال 1998 تاریخ پذیرش مقاله: دسامبر سال 1998 |
در این مقاله مدل مرسوم FMEA از طریق در نظر گرفتن سه پارامتر شدت خطا، احتمال وقوع خطا و احتمال کشف خطا به صورت فازی اصلاح و مدلسازی شده و روشی جهت اولویتبندی خطاها و اثرات آنها در محیط فازی ارائه میشود. و همچنین با به کارگیری تئوری گری و نسبت دادن ضریت وزنی به هریک از این سه پارامتر ارتباط بین آنها را لحاظ میکند. | |
5 |
اولویتبندی مجدد حالات شکست در سیستم FMEA با استفاده از تئوری تصمیمگیری ((decision making trial and evaluation laboratory technique
|
نویسنده: S.M. Seyed-Hosseini, N. Safaei, M.J. Asgharpour محل انتشار:دانشکده مهندسی صنایع دانشگاه علم و صنعت ایران تاریخ دریافت مقاله: 10 ژانویه 2005 تاریخ پذیرش مقاله: 16 آگوست 2005 |
در این مقاله متدولوژی کارایی با استفاده از تئوری تصمیمگیری جهت اولویتبندی حالات شکست در یک سیستم FMEA ارائه شده است. روش DEMATEL که در این مقاله به کاربرده شده، روشی کارا، کاربردی و مطمئن برای اولویتبندی مجدد حالات شکست میباشد که ارتباطات مستقیم و غیر مستقیم را با در نظرگرفتن نوع و شدت آن لحاظ میکند. |
3-1- توضیح مختصر دو مقاله آخر
-1-1-3 Failure mode and effects analysis using fuzzy method and grey theory
مجموعههای فازی در واقع مجموعههای هستند که اعضای آنها دقیق و مشخص نمیباشند، مانند مجموعه افراد بلند قد یا مجموعه اعداد بزرگ. دکتر عسگر زاده برای تجزیه و تحلیل این مجموعهها، به هریک از اعضای چنین مجموعههایی عددی از از بازه [0.1] به عنوان درجه عضویت در آن نسبت میدهد.
به عنوان مثال به کلیه افراد بلندتر از 170 سانتیمتر یک مقدار عضویت به مجوعه اعداد بلند قد نسبت میدهد و یا به افراد بالاتر از 180 سانتیمتر مقدار عضویت بیشتر مانند 0.8 نسبت میدهد چرا که افراد بالاتر از 180 سانتیمتر تعلق بیشتری به مجموعه افراد بلند قد دارند.
در بیشتر مقالات ارائه شده در زمینه FMEA از سه پارامتر شدت، وقوع، بازیابی به عنوان پارامترهای تعیین کننده عدد اولویت ریسک استفاده شده است. در این مقاله به جای استفاده از روش معمول برای تعیین عدد اولیت ریسک از روش فازی استفاده شده است.
به دلیل اینکه در تعیین پارامترها اساس کار بر فکر و حس انسان است لذا با یک مفهوم مبهم و نادقیق مواجه میشویم که موجب میگردد که نتوانیم یک مقدار کمی دقیق برای سه پارامتر قید شده در نظر بگیریم. به عبارت دیگر اختصاص عددی بین 1 تا 10 برای تیم FMEA بسیار مشکل است و غالباً اختلاف نظر محسوسی را در محاسبات موجب میشود.
با توجه به لزوم تصمیمگیری نهایی در مورد علل عدم انطباقها در نظامهای روشهای تجزیه و تحلیل حالات خطا و آثار آنها و مواجه با پارامترهای نادقیق، به نظر میرسد نظریه فازی قادر است این مشکل را در تعیین مقدار کمی پارامترها مرتفع کند و با نسبت دادن مقدار کمی به پارامترها، به مسئله صورتبندی ریاضی بخشد و زمینه را برای اولیت بندی حالات خطا فراهم کند.
لذا در این مقاله ابتدا متغیرهای زبانی معمول مورد استفاده در روش FMEA با استفاده از تئوری فازی و اعداد فازی مثلثی (همانگونه که در شکل نشان داده شده است) به محیط فازی میرود و در قدم بعدی این متغیرهای فازی با استفاده از روش غیر فازی کننده کلین و چن که در سال 1998 ارائه شد، از محیط فازی به محیط عددی و حقیقی برمیگردد و آنگاه یک درجه ارتباط نسبی برای هر علت نسبت به هریک از سه پارامتر محاسبه میشود. که این درجه ارتباط نسبی به همراه عدد اولویت ریسک تعیین کننده اولویت علل وقوع خطا میباشند.
-2-1-3Reprioritization of failures in a system failure mode and effects analysis by decision making trial and evaluation laboratory technique
در این مقاله که توسط دکتر سید حسینی و دکتر محمدجواد اصغرپور به نگارش درآمده است متدولوژی کارایی با استفاده از تئوری تصمیمگیری جهت اولویتبندی حالات شکست در یک سیستم FMEA ارائه شده است. روش ابداعی با نام DEMATEL که در این مقاله به کاربرده شده، روشی کارا، کاربردی و مطمئن برای اولویتبندی مجدد حالات شکست میباشد که ارتباطات مستقیم و غیر مستقیم را با در نظرگرفتن نوع و شدت آن لحاظ میکند.
در روش سنتی FMEA همانطور که قبل از این هم به آن اشاره کردیم از عدد اولیت ریسک که از حاصلضرب سه پارامتر S,O,D حاصل میگردد استفاده میشد. این روش دارای اشکالاتی است که در ذیل به تعدادی از آنها اشاره میگردد:
· در روش سنتی با ضرب کردن این سه پارامتر اثر هریک از آنها یکسان در نظر گرفته میشد و همین امر باعث میشد تا درمورد دو علت شکست که شدت، وقوع و بازیابی در یکی از آنها به ترتیب اعداد 9،5،4 است با علت دیگری که در آن پارامترهای به ترتیب 5،9،4 است عدد اولویت ریسک یکسان در نظر گرفته شود که این امر موجب تلقی اشتباه از حالات خرابی خواهد شد.
· به دلیل ماهیت غیرآماری عدد اولیت ریسک تلقیهای اشتباهی از این واقعیت که RPN از 1 شروع و به 1000 ختم میشود شکل میگیرد. به عنوان مثال ممکن است اینگونه تلقی شود که میانه حالات شکست عدد 500 است یعنی نیمی از حالات شکست عدد اولویت شکست بیشتر از 500 و نیمی عدد اولیت شکست کمتر از 500 را دارا هستند که این امرکاملاً اشتباه است، چرا که ممکن است یک RPN چند بار تکرار شود.
برای از بین بردن این مشکلات دکتر سیدحسینی و دکتر اصغرپور در این مقاله روشی جدید برای اولیت بندی حالات شکست با عنوان روش DEMATEL ارائه کردهاند.
در این روش که با مراجعه به مقاله به راحتی میتوان به ماهیت آن پی برد بر اساس نظر خبرگان ماتریس تصمیم برای علل وقوع خطا با عنوان ماتریس M تشکیل میگردد و با استفاده از روش نرمال سازی که در مقاله به آن اشاره شده است، این ماتریس نرمالیزه شده و ماتریس M' حاصل میگردد، با استفاده از فرمولی که در صفحه 4 از مقاله آمده است و برای لحاظ کردن ارتباط بین پارامترها ماتریس M" بدست میآید.
مجموع عناصر هریک از سطرها را در ماتریس M"، R و مجموع عناصر هریک از ستونها را C مینامیم و بدین ترتیب از دو معیار R+C و R-C برای اولیتبندی استفاده میکنیم.
اینگونه در مقاله ذکرشده است که معیار R+C درجه ارتباط بین گزینهها را نشان میدهد و معیار R-C شدت اثر هریک از گزینهها را بیان میدارد. بدین معنی که گزینههای که R-C پایین تری دارند از بقیه گزینهها تأثیر میپذیرند و اثر چندانی روی سایر گزینهها ندارند. معیار دوم یعنی R-C به صورت تجربی ثابت شده است که اثر بخشتر از معیار اول است.
4- جمعبندی و نتیجهگیری
همانگونه که در بالا توضیح دادیم و در رابطه با دو مقاله به طور کامل موضوع را تشریح کردیم، میتوان اینگونه نتیجهگیری کرد که مطالعات انجام شده در حوزه تجزیه و تحلیل عوامل شکست و آثار آن یا به صورت مطالعات موردی است که در اینجا چندان کمکی برای مشخص کردن ایدههای جدید و ارائه چارچوب مطالعاتی به ما نمیکند، و یا اینکه بیشتر بر روی شیوه اولویت بندی و ارائه راهکارهای جدید همانند آنچه که در دو مقاله تشریح شده دیدیم، تمرکز دارد.
قسمت دوم به دلیل مطالعات کمی که صورت گرفته است و مقالات کمی که در این زمینه منتشر شده ما را بر آن داشت تا با تمرکز بیشر برروی این قسمت ایده ارائه مقاله را بدست آوریم. با کمک گرفتن از استاد این درس جناب آقای دکتر شهانقی و همچنین کمکهای آقای جعفریان به نتایج خوبی رسیدیم.
5- ایده
در بیشتر این مطالعات صرفاً از سه پارامتر معمول استفاده شده است. اولین ایدهای که به ذهنمان خطور کرد استفاده از پارامترهای بیشتر برای افزایش دقت مطالعات بود، لذا میتوان با در نظرگرفت 10 پارامتر جدید و طراحی فرمهای مناسب از نظرهای خبرگان در مورد هریک از این پارامترها استفاده کرد و با به کارگیری روشی مانند روش BORDA بهترین پارامتر برای اضافهکردن به مدل را بدست آورد. که البته نیاز به راهنمایی و جهت دهی اساتید مربوطه دارد.
دومین ایدهای که برای توسعه این حوزه به ذهنمان رسید استفاده از روشهای نوین در زمینه آنالیز تصمیمگیری است. روشهایی همچون روش هیوریستیک و متا هیوریستیک که به دلیل آنکه بیشتر بر روی نظر افراد تکیه دارند میتوانند به عنوان روشهای مناسبی جهت تصمیمگیری در مورد علتهای شکست در نظر گرفته شوند. مضاف بر این در این مورد هم میتوان از نظر خبرگان در مورد انتخاب روش مناسب برای تصمیمگیری استفاده نمود.
با راهنماییهای اساتید مربوطه و کمکهای خبرگان به نظر میرسد ارائه مقاله و تحقیقات جدید در زمینههای که قید شد، چندان دور از دسترس نباشد.
منابع و مآخذ
[1] Paul Palady, Failiure Modes & Effect Analysis, 1995 by PT Publications.
[2] D.H.Stamatis, Failiure modes and Effect Analysis, FMEA from Theory to Execution, 1995 by ASQ Quality press
[3] S.M. Seyed-Hosseini, M.J. Asgharpour, Reprioritization of failures in a system failure mode and effects analysis by decision making trial and evaluation laboratory technique
[4] رابین ای مک درموت، ریموند جی میکولاک، مایکل آر. بیورگارد روشهای تجزیه و تحلیل عوامل شکست و آثار آن
[5] S.D. Probert, M.C. Eti, Development and implementation of preventive-maintenance practices in Nigerian industries
[6] Ching-Liang Chang, Chiu-Chi Wei, Yeong-Hoang Lee, Failure mode and effectsanalysis using fuzzy method and grey theory
[7] FMEA تجزیه و تحلیل شکست و آثار آن . نویسندگان : کامران رضایی ، مجید سیدی ، بهروز نوری ( شرکت RWTUW ایران )