Освоение FMEA: пошаговое руководство менеджера ТО по созданию и использованию анализа режимов отказов и их последствий

Злая атака вымогателя golpeла город Атланту в марте 2018 года. Это стало одной из самых дорогостоящих утечек за последнее десятилетие. Публичные услуги были нарушены. Отделы были вынуждены делать важную бумажную работу вручную. И это стоило городскому правительству $17 миллионов.

Когда пыль осела, одно стало ясно: город не был подготовлен к этому бедствию. Аудит, проведенный за два месяца до взлома, нашел 2000 уязвимостей в ИТ-системе города. Это был хороший шаг, но слишком мало и слишком поздно.

Случившееся в Атланте — предостерегающая история с одним большим уроком — риск никогда не может быть устранен, но он может быть управляем. Это особенно верно в обслуживании. Отказ оборудования неизбежен. Но знание того, как снизить вероятность отказа и как реагировать, когда он случается, критично для успеха.

Анализ режимов отказов и их последствий (FMEA) — инструмент для понимания и предвидения отказа, чтобы ограничить его влияние. В этой статье вы узнаете:

• Что такое FMEA
• Разные типы FMEA
• Как создать FMEA
• И как команды ТО могут использовать FMEA

Что такое FMEA?

Анализ режимов отказов и их последствий, или FMEA, выявляет и документирует все способы, которыми кусок оборудования может выйти из строя, и потенциальное влияние этих отказов. Он описывает:

• Режимы отказа для отдельных компонентов
• Последствия отказа на производительность и безопасность
• План предотвращения или реакции на эти проблемы

Создание FMEA — ключевой компонент обслуживания, ориентированного на надежность (RCM).

Есть три главные цели FMEA:

1. Предотвратить будущие поломки, снижая вероятность распространенных и критических отказов с помощью планового обслуживания и стандартных операционных процедур
2. Сократить время реакции, уменьшить простой и улучшить охрану здоровья и безопасности при отказе актива
3. Приоритизировать профилактическое и корректирующее обслуживание в неэкстренных ситуациях

Каковы разные типы FMEA?

FMEA можно классифицировать на подтипы на основе типа оцениваемого риска и влияния. Вот краткий обзор каждого типа:

• FFMEA (функциональный анализ режимов отказов и последствий): FFMEA анализирует риски, влияющие на функционирование системы. Цель FFMEA (иногда называемого системным анализом режимов отказов и последствий) — предотвратить эти отказы до их возникновения.
• DFMEA (анализ режимов отказов и последствий на стадии проектирования): DFMEA оценивает риски актива на стадии проектирования. Цель — найти и исправить потенциальные проблемы с активом до развертывания, чтобы повысить его надежность, снизить объем необходимого обслуживания и продлить жизненный цикл актива.
• PFMEA (процессный анализ режимов отказов и последствий): PFMEA ищет возможные отказы внутри процесса. Разница между PFMEA и другими типами FMEA в том, что он фокусируется на том, что может пойти не так во время эксплуатации и обслуживания системы.
• FMECA (анализ режимов отказов, последствий и критичности): FMECA (или анализ критичности) анализирует как режимы отказов, так и уровень риска, связанный с этими режимами.

В чем разница между режимом отказа и кодом отказа?

Режим отказа — это ошибка или дефект, вызывающая неисправность системы. Пример режима отказа на переменной скоростной транспортной ленте — заклинивание подшипника. Сломанный подшипник заставит ленту замедлиться или перестать функционировать.

Код отказа — это режим отказа, представленный буквенно-цифровым тегом. Коды отказов часто используются в ПО CMMS как способ быстро передать информацию и сортировать или отчитываться об отказе. Коды отказов обычно поддерживаются тремя кусками контекстуальной информации. Пример кода отказа выглядит так:

В чем разница между FMEA и FRACAS?

Анализ режимов отказов и их последствий описывает возможный отказ, его причины и влияние. Это процесс, перечисляющий возможные будущие инциденты и их вероятные первопричины. Это проактивная мера.

Система отчетности, анализа и корректирующих действий по отказам (FRACAS) — это замкнутая система отчетности, анализирующая отказы, которые уже произошли. Она изучает прошлые отказы, чтобы узнать, почему они произошли и какое влияние они имели, чтобы предотвратить их в будущем. Это реактивная мера.

Создание FMEA для обслуживания — ключевая часть построения FRACAS. Фактически, это первый шаг процесса. FMEA — базовая линия для отказов, а также команды и производительности оборудования. На этой информации можно базово решения, какие отчеты создавать или на какие отказы нацеливаться.

Как вы можете использовать FMEA для обслуживания

Есть три основных способа, как команды ТО могут использовать анализ режимов отказов и их последствий:

1. Для создания расписания профилактического обслуживания, снижающего вероятность отказа актива и оптимизирующего ресурсы
2. Для подготовки к экстренному обслуживанию, чтобы активы могли быть отремонтированы быстро и простой минимизирован
3. Для приоритизации корректирующего обслуживания и бэклога ТО

Использование FMEA для построения расписания профилактического обслуживания

Есть три способа использовать FMEA для запуска 세계-класса программы профилактического обслуживания:

• Создание новых задач профилактического обслуживания
• Приоритизация профилактического обслуживания
• Оптимизация профилактического обслуживания

Скачайте этот шаблон для создания расписания профилактического обслуживания

Первый шаг в создании программы профилактического обслуживания — понять, какие отказы могут произойти и как часто они происходят. FMEA описывает эту информацию. Например, если проектируется новый актив, FMEA позволяет выяснить, какие ПО необходимы для предотвращения возможных режимов отказа и как часто они должны выполняться. Это позволит отобразить входы, входящие в создание новых ПО, включая то, кто будет назначен на работу, что запустит работу, сколько это будет стоить и сколько времени это займет.

Успех вашей программы профилактического обслуживания зависит от того, сколько отказов вы находите и останавливаете, и от влияния этих отказов. Если вы предотвращаете 100 мелких поломок, но не ловите пять или шесть отказов, которые стоят вашей компании миллионы долларов, ваша программа несовершена. FMEA имеет всю информацию, необходимую для приоритизации ПО и нацеливания на наиболее вероятные и разрушительные поломки.

Пока FMEA дает базовую линию для создания расписания профилактического обслуживания, ваши планы не будут вечными. Ваша операция меняется постоянно. Ваше расписание ПО должно меняться вместе с ним. Использование историй нарядов и ремонтов для обновления FMEA помогает вам оптимизировать расписание и держать темп с другими изменениями. Например, режим отказа может происходить не так часто, как вы предсказали. Эти данные могут привести вас к снижению частоты ПО, предназначенного для предотвращения этого режима отказа. Вы можете затем направить эти ресурсы на другую задачу обслуживания.

Использование FMEA для подготовки к экстренному обслуживанию

Никакое количество обслуживания не полностью устранит отказ. Лучшее, что вы можете сделать — спланировать высокорисковые, высоковлиятельные поломки, чтобы ваша команда могла их исправить за один час вместо двух. FMEA — ценный инструмент для внедрения этих экстренных мер.

Начните с просмотра отказов, имеющих наибольшее влияние и происходящих чаще всего. Из этого списка выберите режимы отказа, которые трудно обнаружить. Вы получите режимы отказа, которые трудно заметить и которые вызывают наибольший хаос. Создайте план экстренного реагирования для этих поломок.

Ваш план экстренного реагирования должен включать любую информацию, сокращающую время реакции и ремонта. Он также должен учитывать здоровье и безопасность. Это может включать следующее:

• Комплектация частей для сокращения времени на извлечение критичных запасных частей и СИЗ (Скачайте шаблон комплектации частей)
• Создание детального списка задач или советов по troubleshooting
• Прикрепление диаграмм, руководств, фото и других визуальных помощников к нарядам
• Определение списка техников или подрядчиков, которые могут выполнить ремонт
• Установка способа быстрой коммуникации с техниками, как ПО CMMS

Использование FMEA для приоритизации корректирующего обслуживания и бэклога ТО

Раннее обнаружение отказа полезно, но не значит ничего, если у вас нет процесса для быстрой и эффективной коррекции этого отказа. FMEA помогает вам построить этот процесс.

Первый шаг — идентифицировать режимы отказа с высокой оценкой серьезности (т.е. активы, которые будут стоить вашей компании больше всего, если они выйдут из строя). Корректирующие действия должны быть выполнены на этом оборудовании как можно скорее. Этот список позволит вам создавать обучающие материалы и планы реагирования, так что все знают, как реагировать на отказ.

Вы можете применить похожий подход при приоритизации бэклога обслуживания, за исключением одного дополнительного шага. После ранжирования отложенной работы по серьезности, посмотрите на оставшуюся работу по частоте отказа. Сравните это с тем, насколько поздно работа. Если режим отказа имеет частоту, превышающую количество пропущенных инспекций, эта работа должна иметь приоритет, так как вероятность отказа выше.

Этот бесплатный шаблон поможет вам приоритизировать ваш бэклог обслуживания

Как создать FMEA

Шаблон FMEA ниже поможет вам заметить риск в вашей операции и принять меры для его предотвращения.

Скачайте свой шаблон FMEA здесь

Но сначала, вот как получить данные для вашего FMEA

Хорошие FMEA зависят от хороших данных. Без данных вы будете строить свою программу обслуживания на догадках и предположениях. Но как найти необходимую информацию для FMEA? Три источника ниже дают отличную основу:

• Руководства OEM: это ваша отправная точка. Эти руководства дают базовую линию для заполнения FMEA, если у вас нет других данных.
• Интервью с операторами и техниками: используйте опыт тех, кто работает с оборудованием каждый день. Они дадут инсайт, который вы не найдете нигде больше, например, если компоненту нужно в два раза больше смазки, чем предлагается, или если частота отказа увеличилась, потому что спецификации машины изменились.
• Данные нарядов: ваши наряды раскрывают, как оборудование выполняется, и являются отличным источником информации для настройки и улучшения ваших FMEA. Ищите частые отказы, какие действия были предприняты для поиска и исправления первопричины, что задерживало ремонт и как легко было обнаружить отказ.

Ни один из этих источников не работает в одиночку. Комбинируйте их, чтобы получить полную картину того, как ваше оборудование работает, как оно может выйти из строя, влияние отказа и что должно быть сделано об этом.

Шаблон FMEA

1. Идентифицируйте компоненты актива

Задокументируйте каждый компонент актива, который может сломаться или деградировать. Например, компоненты наполнительной линии могут включать редукторы, двигатели, звездочки, подшипники и сопла.

Начните с вашего наиболее критического оборудования и идите вниз. Это отличное время для создания четких соглашений об именовании и иерархии активов, если у вас их еще нет.

2. Идентифицируйте потенциальные режимы отказа

Пора определить, как эти компоненты могут выйти из строя. Если у одного компонента несколько режимов отказа, перечислите каждый соответствующим образом. Например, режимы отказа подшипника могут включать дезалигнмент, коррозию или загрязнение.

3. Перечислите потенциальные эффекты отказа

Опишите результат отказа и как он влияет на производство и безопасность персонала. Например, дезалигнментированный подшипник остановит линию до замены (около трех часов), с потенциальной потерей 1800 единиц.

4. Оценка серьезности (Severity score)

Это измерение влияния отказа на производство и безопасность. Оценивается по шкале от 1 до 10, где 1 — низкое влияние, 10 — высокое. Учитывайте состояние актива при оценке. Например, автомобиль, лопающий шину на низкой скорости, испытает незначительные проблемы с рулением, но лопнувшая шина на высокой скорости гораздо опаснее.

Начните расчет оценки серьезности актива с этим шаблоном анализа критичности

5. Перечислите потенциальные причины

Перечислите все возможные причины отказа. Идите дальше прямой причины. Например, корродированный подшипник может случиться, потому что запасы были неправильно маркированы или инструкции были неясными, приводя к неправильной смазке.

Дойдите до сути отказа с этим удобным (и бесплатным!) шаблоном анализа первопричин

6. Ожидаемая оценка частоты (Expected frequency score)

Это мера того, насколько часто встречается режим отказа. Оценивается по шкале от 1 до 10, где 1 представляет редкое событие, а 10 — очень частое.

7. Перечислите текущие процессные контролы

Задокументируйте все меры, принятые для предотвращения или обнаружения отказа. Процессные контролы могут включать еженедельные инспекции профилактического обслуживания, ежемесячные замены частей и использование датчиков для обнаружения опасных высоких уровней вибрации.

8. Оценка обнаруживаемости (Detection score)

Это число определяет, насколько легко обнаружить проблему до того, как она приведет к полному отказу. Оценивается по шкале от 1 до 10. Оценка 1 дается событию, которое никогда не может быть обнаружено. Оценка 10 — событию, которое может быть обнаружено почти всегда. Например, спущенное колесо иногда можно обнаружить на ранних стадиях, поэтому оно получит 5. Сколоветровое стекло часто вызвано непредсказуемыми событиями, что означает, что его трудно обнаружить, и оно получит 9.

9. Номер приоритета риска (RPN)

Номер приоритета риска вычисляет режимы отказа, имеющие наивысшее влияние и наиболее предотвратимые. Чтобы найти RPN, умножьте оценки серьезности, частоты и обнаруживаемости. Например, если режим отказа имеет серьезность 8, частоту 5 и обнаруживаемость 10, RPN будет 400. Чем выше число, тем больше ресурсов должно быть вложено в предотвращение этого отказа.

10. Определите рекомендуемое действие

Установите план для снижения вероятности отказа или увеличения шансов раннего обнаружения. Это может включать увеличение частоты ПО на компоненте или инвестиции в оборудование мониторинга состояния.

Компонент актива Потенциальный режим отказа Потенциальные эффекты отказа Шкала серьезности* Потенциальные причины Ожидаемая частота** Текущие процессные контролы Шкала обнаруживаемости*** Номер приоритета риска Рекомендуемое действие Каков затронутый компонент? Какими способами этот компонент может выйти из строя? Каково влияние на производство и/или безопасность от этого отказа? Насколько серьезно влияние отказа? Что могло вызвать отказ компонента? Как часто ожидается причина? Каковы существующие контролы, предотвращающие или обнаруживающие режим отказа? Насколько вероятно, что режим отказа и его причина будут обнаружены и идентифицированы? Какова общая риск этого режима отказа (Серьезность x Частота x Обнаруживаемость)? Каковы действия для снижения возникновения причины или улучшения ее обнаружения?                                                                                        

Как управлять FMEA

FMEA — живые документы, которые должны регулярно пересматриваться и обновляться. Вот некоторые события, которые могут запустить пересмотр FMEA:

• Новый актив спроектирован или установлен на вашем объекте
• Новый техник или оператор присоединился к команде
• Изменение режима работы машины (например, она работает чаще или спецификации меняются)
• Режим отказа происходит чаще
• Внедрена новая технология, помогающая легче обнаруживать или предотвращать отказ
• Вы нашли новый режим отказа или причину существующего отказа
• Влияние отказа меняется (например, производится новый продукт, использующий более дорогой материал)

И персонал ТО, и операционный должны участвовать в модификации и дополнении анализа режимов отказов и их последствий. Разнообразие перспектив и опыта с оборудованием помогает избежать пробелов в ваших FMEA.

FMEA — долгосрочная инвестиция в успех

Анализ режимов отказов и их последствий — не пластырь или инструмент troubleshooting. Это непрерывная активность с целью предотвращения отказа там, где это возможно, и смягчения его эффектов, когда нет. Это планирующий ресурс и защита от финансовых потерь и рисков безопасности.

Хотя создание FMEA требует значительных временных инвестиций, оно вернет вам в долгосрочной перспективе, помогая планировать вперед, предотвращать реактивное обслуживание и отслеживать успех команды.