Методика количественной оценки эффективности процессов и системы менеджмента качества

Подмастерьев К.В., Марков В.В. МЕТОДИКА КОЛИЧЕСТВЕННОЙ ОЦЕНКИ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРОЦЕССОВ И СИСТЕМ МЕНЕДЖМЕНТА КАЧЕСТВА

В этой статье сформулирована актуальность проблемы количественной оценки эффективности отдельных процессов и системы менеджмента качества в целом. Сделан обзор возможных подходов к решению поставленной задачи, составлена система показателей качества объекта исследований. Изложена методика количественной оценки эффективности процессов и систем менеджмента качества на основе метода FMEA.

Актуальность проблемы и цель работы. Проблема количественной оценки эффективности отдельных процессов и системы менеджмента качества (СМК) в целом является актуальной для обоснования инженерных и управленческих решений и проектов в различных сферах общественных отношений.

Экономическая оценка эффективности проектов недостаточно достоверна, так как весьма сложно выявить все факторы достижения экономического эффекта (он может быть вызван не только предложенным решением, но и рядом других причин, которые не принимались во внимание). Квалиметрические методы оценивания эффективности проектов существуют, но последние известные достижения в этой области были получены 20 лет тому назад, и сейчас мало кем используются в практических целях [1]. Наиболее перспективным представляется использование для оценки эффективности отдельных процессов и СМК в целом метода FMEA, адаптированного к решению подобного рода задач. Разработка рекомендаций по применению метода FMEA для оценки эффективности проектных решений является целью настоящей работы.

Описание метода FMEA. Анализ видов и последствий потенциальных дефектов (Potential Failure Mode and Effects Analysis, а сокращённо - FMEA) - 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, обуславливающими их возникновение, и оценках критичности этих дефектов [2].

Метод FMEA служит инструментом повышения качества разрабатываемых технических объектов. Он направлен на предотвращение дефектов и снижение их негативных последствий. Метод FMEA позволяет проанализировать потенциальные дефекты, их причины и последствия, оценить риски их появления. Это один из наиболее эффективных методов доработки конструкции технических объектов и процессов их изготовления [3,4].

Метод FMEA впервые был предложен разработчиками отраслевого стандарта QS-9000 «Требования к системам качества», в систему документов которого входит руководство «Анализ видов и последствий потенциальных отказов» [5,6]. Стандарт QS-9000 разработан автомобильными компаниями «Форд», «Дже-нерал-Моторс» и «Крайслер»; он основан на международных стандартах ИСО серии 9000 версии 2000 года и уточняет требования к системам менеджмента качества предприятий-поставщиков автомобильных компонентов. На основе стандарта QS-9000 и международного стандарта ИСО/ТУ 16949:2002 в 2004 году разработан национальный стандарт ГОСТ Р 51814.1-2004 (ИСО/ТУ 16949:2002) «Системы менеджмента качества. Особые требования по применению стандарта ИСО 9001:2000 в автомобилестроении и организациях, поставляющих соответствующие запасные части» [7]. Указанный национальный стандарт регламентирует проведение FMEA-анализа при проектировании и производстве автомобильных компонентов. Сейчас эта процедура становится необходимым условием конкурентоспособности предприятия, выпускающего запасные части для автомобилей.

Цель проведения FMEA-анализа - доработка конструкции технического объекта или производственного процесса для предотвращения или ослабления возможных последствий их дефектов.

Виды FMEA-анализа: FMEA-анализ конструкции технического объекта, FMEA-анализ технологического

процесса.

FMEA-конструкции (DFMEA) проводят на этапе разработки конструкции технического объекта. Данный метод позволяет предотвратить запуск в производство недостаточно отработанной конструкции, помогает улучшить конструкцию технического объекта и заранее предусмотреть необходимые меры в технологии его изготовления, предупреждая появление или (и) снижая комплексный риск дефекта [2].

FMEA-процесса (PFMEA) проводят на этапе разработки технологического процесса изготовления изделия. Его проведение позволяет предотвратить внедрение в производство недостаточно отработанных процессов [2].

Задачами FMEA-конструкции являются [3]:

1) определение «слабых мест» конструкции технического объекта и принятие мер по их устранению;

2) получение сведений о риске отказов предложенного и альтернативных вариантов конструкции технического объекта;

3) доработка конструкции до наиболее приемлемой (с точки зрения технологичности, удобства обслуживания, надежности);

4) сокращение дорогостоящих экспериментов.

Задачами FMEA-процесса являются [3]:

1) обнаружение «слабых мест» технологических процессов и принятие мер по их устранению при планировании производственных процессов;

2) принятие решений о пригодности предложенных и альтернативных процессов и оборудования при разработке технологических процессов;

3) доработка технологического процесса до наиболее приемлемого (с точки зрения надёжности безопасности для персонала, обнаружения потенциально дефектных технологических операций);

4) подготовка серийного производства технических объектов.

FMEA-анализ рекомендуется применять при изменении условий эксплуатации технического объекта, требований заказчика, при модернизации конструкций или технологических процессов и т.п.

В настоящее время применение FMEA-анализа не ограничено автомобильной отраслью. Этот метод применим на предприятиях других отраслей, заинтересованных в улучшении качества разработок, развитии и непрерывном совершенствовании конструкций и технологических процессов. Для адаптации метода FMEA к задачам оценки эффективности процессов СМК наиболее подходящим является FMEA-анализ технологического процесса.

Этапы проведения FMEA-процесса. FMEA-анализ технологического процесса изготовления изделия включает в себя несколько этапов. По проведению каждого из этапов в стандарте [2] приводятся рекомендации и справочные таблицы, однако вся эта информации сугубо специализированная, то есть распространяется только на технологические процессы изготовления автомобильных компонентов. Рассмотрим содержание каждого этапа по стандарту.

1 Формирование FMEA-команды.

FMEA-команда (межфункциональная команда) - это временный коллектив, собранный из различных специалистов специально для анализа процесса производства технического объекта (изделия) и его доработки. В стандарте [2] приводятся требования к компетентности членов FMEA-команды, указывается должности участвующих специалистов и оптимальное число участников.

Итогом формирования FMEA-команды является выбор ведущего. Им может быть любой из членов команды, признаваемый остальными как лидер в рассматриваемых вопросах.

2 Ознакомление с предложенными проектами конструкции изделия.

Ведущий FMEA-команды представляет для ознакомления членам своей команды комплект документов по предложенному проекту технологического процесса изготовления изделия (или несколько вариантов процесса).

3 Определение видов дефектов, их последствий и причин.

Для конкретного технологического процесса изготовления изделия определяют все возможные виды дефектов. Информацию о возможных видах дефектов получают из опыта производства аналогов или интуитивно. Каждый вид дефектов описывают. Результаты описания заносят в протокол анализа видов, причин и последствий потенциальных дефектов (таблица 1).

Таблица 1 - Рекомендуемая форма протокола [2]

Вид потенциального дефекта Последствие потенциального дефекта Балл S Потенциальная причина дефекта Балл О Первоначально предложенные меры по обнаружению дефекта Балл D ПЧР

Для всех описанных видов потенциальных дефектов определяют их последствия. Для каждого вида дефектов может быть несколько последствий, все они должны быть описаны. Последствия дефектов следует описывать признаками, которые может заметить и ощутить потребитель (внутренний или внешний). Все последствия дефектов заносят в протокол (таблица 1).

Для каждого последствия дефекта экспертным методом [1] определяют балл значимости S, который изменяется от 1 (наименее значимый дефект) до 10 (наиболее значимый дефект). В стандарте приведена справочная таблица с описанием последствий дефектов, критериев значимости последствий с указанием соответствующих им баллов (к сожалению, только для автомобилестроения).

В дальнейшем при работе FMEA-команды и выставлении приоритетного числа рисков (ПЧР) используют один максимальный балл значимости S из всех последствий данного дефекта.

После определения последствий для каждого дефекта определяют потенциальные причины. Для одного дефекта может быть выявлено несколько потенциальных причин, все они должны быть по возможности полно описаны и рассмотрены отдельно. Все причины заносят в протокол (таблица 1).

Для каждой потенциальной причины дефекта экспертным методом определяют балл возникновения О; при этом рассматривается предполагаемый процесс изготовления и проводится экспертная оценка частоты появления данной причины, приводящей к рассматриваемому дефекту. Балл возникновения изменяется от 1 (самые редкие дефекты) до 10 (постоянно возникающие дефекты). В стандарте приведена справочная таблица со значениями вероятности дефектов и баллами О (снова только для автомобилестроения).

Для данного дефекта и каждой отдельной причины его появления определяют балл их обнаружения D в ходе предполагаемого процесса изготовления. Балл обнаружения изменяется от 10 (практически не обнаруживаемые дефекты или причины) до 1 (практически достоверно обнаруживаемые дефекты или причины). Значения балла D для технологических процессов изготовления автомобильных компонентов приведены в справочной таблице стандарта.

4 Вычисление приоритетного числа риска, сравнение его с допустимым значением и принятие решения.

После получения экспертных оценок S, О, D вычисляют приоритетное число риска (ПЧР) по следующей формуле:

ПЧР = S•O•D,

Для дефектов, имеющих несколько причин, определяют соответственно несколько ПЧР. Каждое ПЧР может иметь значение от 1 до 1000.

Для приоритетного числа риска должна быть заранее установлена критическая граница (ПЧРгр) в пределах от 100 до 125. По усмотрению руководства предприятия для некоторых возможных дефектов значение ПЧРгр может быть установлено менее 100. Снижение ПЧРгр соответствует созданию более высококачественных и статистически устойчивых технологических процессов изготовления изделий.

Составляют перечень потенциальных дефектов или их причин, для которых значение ПЧР превышает ПЧРгр. Именно для них следует далее вести доработку технологического процесса изготовления изделия. FMEA-команда определяет действия по доработке первоначально предложенного варианта технологического процесса по критическим видам дефектов.

Доработка технологического процесса по коллективной идее FMEA-ко манды

Рисунок 1 - Алгоритм работы FMEA-команды

После того, как действия по доработке технологического процесса определены, необходимо оценить и записать значения баллов значимости S, возникновения О и обнаружения D для нового предложенного варианта технологического процесса изготовления изделия. Следует проанализировать новый предложенный вариант технологического процесса и подсчитать и записать значение нового ПЧР по схеме в соответствии с рисунком 1 [2].

Все новые ПЧР следует сравнить с их допустимыми значениями и, если необходимо дальнейшее их снижение, повторить предыдущие действия.

5 Документирование работы FMEA-команды.

Ответственный за разработку технологического процесса инженер (ведущий в команде) должен подтвердить, что все предложения членов команды по доработке были рассмотрены. При необходимости к протоколу работы FMEA-команды прилагают чертежи, таблицы, результаты расчёта и другие записи.

Порядок проведения FMEA-анализа эффективности процессов. Этапы FMEA-анализа технологического процесса послужили основой для разработки порядка проведения FMEA-анализа процессов СМК. Предлагаемая методика пригодна и для расчёта эффективности проектов инженерных и управленческих решений в промышленности или других сферах деятельности.

1 Формирование FMEA-команды. Рекомендуется, чтобы члены команды в совокупности имели практический опыт в следующих областях деятельности:

1) проектирование процессов СМК;

2) создание и анализ процессов СМК на базовом предприятии и в аналогичных организациях;

3) анализ частоты дефектов, результатов контроля работы соответствующего оборудования и результатов работы персонала.

В состав FMEA-команды процесса СМК должны входить следующие специалисты: инженер или менеджер по качеству, владелец процесса, потребитель результатов процесса, внутренний аудитор СМК. Рекомендуемое число участников команды - от 4 до 8 человек. Итог формирования FMEA-команды - выбор ведущего (владелец процесса, эффективность которого оценивают) .

2 Ознакомление с предложенными проектами конструкции изделия.

Ведущий FMEA-команды представляет для ознакомления членам своей команды комплект документов по предложенному проекту улучшения процесса СМК (или несколько проектов).

3 Определение видов дефектов, их последствий и причин.

Для конкретного процесса СМК определяют все возможные виды дефектов (под дефектом будем понимать несоответствие процесса СМК требованиям международного стандарта ИСО 9001:2000 или ГОСТ Р ИСО 9001-2001). Каждый вид дефектов описывают. Результаты описания заносят в протокол анализа видов, причин и последствий потенциальных дефектов (таблица 1).

Для всех описанных видов дефектов определяют их последствия. Для каждого вида дефектов может быть несколько последствий, все они должны быть описаны. Последствия дефектов описывает внутренний потребитель результатов процесса. Все последствия дефектов заносят в протокол (таблица 1).

Для каждого последствия дефекта экспертным методом определяют балл значимости S (таблица 2). В дальнейшем при выставлении ПЧР используют один максимальный балл значимости S из всех последствий данного дефекта.

Таблица 2 - Шкала значений баллов S для FMEA-анализа процесса СМК

Последствие

Критерий значимости последствия

Балл S

Очень опасное Будет признано значительным несоответствием, для устранения которого потребуется более 6 месяцев. Сертификация СМК в течение года невозможна. 10

Опасное Может быть признано значительным несоответствием, для устранения которого потребуется от 3 до 6 месяцев. Сертификация СМК в течение по-лугода невозможна. 9

Очень важное Будет признано несоответствием, требующим проведения широкомасштабных корректирующих действий в срок до 3 месяцев. Аудитор очень недоволен. 8

Важное Будет признано несоответствием, требующим проведения корректирующих действий в срок до 3 месяцев. Аудитор недоволен. 7

Умеренное Малозначительное несоответствием, требующее проведения корректирующих действий или коррекции в срок до 3 месяцев. Аудитор неудовлетворён . 6

Слабое Малозначительное несоответствием, требующее проведения коррекции. Аудитор испытывает некоторое неудовлетворение. 5

Очень слабое Малозначительное несоответствием, требующее проведения коррекции в ходе аудита. Большинство аудиторов считает это нарушение незначительным. 4

Незначительное Малозначительное несоответствием, требующее проведения коррекции в ходе аудита. Большинство аудиторов это нарушение не учитывает. 3

Очень незначительное Малозначительное несоответствием, требующее проведения коррекции в ходе аудита. Это нарушение учитывает только внутренний аудитор. 2

Отсутствует Аудитор признаёт отсутствие несоответствий. 1

После определения последствий для каждого дефекта определяют потенциальные причины. Для одного дефекта может быть выявлено несколько потенциальных причин, все они должны быть по возможности полно описаны и рассмотрены отдельно. Все причины заносят в протокол (таблица 1).

Для каждой потенциальной причины дефекта (несоответствия) экспертным методом определяют балл возникновения О; при этом рассматривается предполагаемый процесс изготовления и проводится экспертная оценка частоты появления данной причины, приводящей к рассматриваемому дефекту (несоответствию). Балл возникновения изменяется от 1 (самые редкие дефекты) до 10 (постоянно возникающие дефекты). Значения баллов возникновения несоответствий для FMEA-анализа процесса СМК даны в таблице 3.

Таблица 3 - Шкала значений балла О для FMEA-анализа процесса СМК

Вероятность дефекта Возможная частота появления дефекта Балл О

Очень высокая - значительное несоответствие неизбежно Более 1 из 2 10

Высокая - значительное несоответствие почти неизбежно 1 из 3 9

Значительная - в аналогичных процессах в большей части случаев приводит значительному несоответствию Более 1 из 8 8

Очень большая - в аналогичных процессах часто приводит значительному несоответствию 1 из 20 7

Большая - при предыдущих аудитах неизбежно приводит к несоответствию, требующему корректирующих действий Более 1 из 80 6

Средняя - при предыдущих аудитах часто приводит к несоответствию, требующему корректирующих действий 1 из 400 5

Умеренная - при предыдущих аудитах в половине случаев приводит к несоответствию, требующему корректирующих действий 1 из 2000 4

Низкая - отдельные несоответствия, неизбежно требующие коррекции в ходе аудита Более 1 из 15000 3

Очень низкая - отдельные несоответствия, требующие коррекции только в ходе внутреннего аудита Более 1 из 150000 2

Малая - несоответствия отсутствуют Менее 1 из 1500000 1

Для данного дефекта (несоответствия) и каждой отдельной причины его появления определяют балл обнаружения D в ходе внутреннего аудита (проверки процесса). Балл обнаружения изменяется от 10 (практически не обнаруживаемые дефекты или причины) до 1 (практически достоверно обнаруживаемые дефекты или причины). Значения балла D приведены в таблице 4.

4 Расчёт ПЧР, сравнение с допустимым значением, принятие решения.

После баллов S, О, D по формуле (1) вычисляют приоритетное число риска (ПЧР). Для несоответствий, имеющих несколько причин, определяют соответственно несколько ПЧР. Каждое ПЧР может иметь значение от 1 до 1000. Для приоритетного числа риска должна быть заранее установлена критическая граница (ПЧРгр) в пределах от 100 до 125. По усмотрению руководства организации для некоторых несоответствий значение ПЧРгр может быть установлено менее 100. Снижение ПЧРгр соответствует созданию более устойчивых процессов системы менеджмента качества организации.

Составляют перечень потенциальных дефектов (несоответствий) или их причин, для которых значение ПЧР превышает ПЧРгр. Именно для них следует далее вести доработку процесса системы менеджмента качества. FMEA-команда определяет действия по доработке первоначально предложенного варианта процесса по критическим видам дефектов (несоответствий).

После того, как действия по доработке процесса системы менеджмента качества определены, необходимо оценить и записать значения баллов значимости S, возникновения О и обнаружения D для нового предложенного варианта процесса системы менеджмента качества. Следует проанализировать новый предложенный вариант технологического процесса и подсчитать и записать значение нового ПЧР по схеме в соответствии с рисунком 1.

Все новые ПЧР следует сравнить с их допустимыми значениями и, если необходимо дальнейшее их снижение, повторить предыдущие действия.

Таблица 4 - Шкала значений балла D для FMEA-анализа процесса СМК

Обнаружение Вероятность обнаружения несоответствия при внутреннем аудите до начала внешнего аудита Балл D

Абсолютная неопределенность Нет известной методики внутреннего аудита для обнаружения вида несоответствия в процессе СМК 10

Очень плохое Очень низкая вероятность обнаружения несоответствия при внутреннем 9

аудите всеми известными методиками

Плохое Низкая вероятность обнаружения несоответствия при внутреннем аудите всеми известными методиками 8

Очень слабое Очень низкая вероятность обнаружения несоответствия при проведении внутреннего аудита по действующим методикам 7

Слабое Низкая вероятность обнаружения несоответствия при проведении внутреннего аудита по действующим методикам 6

Умеренное Умеренная вероятность обнаружения несоответствия при проведении внутреннего аудита по действующим методикам 5

Умеренно хорошее Умеренно высокая вероятность обнаружения несоответствия при проведении внутреннего аудита по действующим методикам 4

Хорошее Высокая вероятность обнаружения несоответствия при проведении внутреннего аудита по действующим методикам 3

Очень хорошее Очень высокая вероятность обнаружения несоответствия при проведении внутреннего аудита по действующим методикам 2

Почти наверняка Внутренний аудит почти наверняка обнаружит несоответствие. Для подобных процессов известны надежные методики внутреннего аудита. 1

5 Документирование работы FMEA-команды.

Ответственный за разработку процесса системы менеджмента качества инженер или менеджер по ка-

честву должен подтвердить, что все предложения членов команды по доработке были рассмотрены. Для этого в конце работы FMEA-команды должен быть составлен и подписан протокол, в котором отражают основные результаты работы команды, включающие, как минимум [1]:

1) состав FMEA- команды;

2) описание процесса системы менеджмента качества;

3) перечень дефектов (несоответствий) или их причин для первоначально предложенного варианта процесса системы менеджмента качества;

4) экспертные баллы S, О, D и ПЧР по каждому дефекту или его причине для первоначально предложенного варианта процесса;

5) предложенные в ходе работы FMEA-команды корректирующие действия по доработке первоначального варианта процесса;

6) экспертные баллы S, О, D и ПЧР по каждому дефекту или его причине для доработанного варианта процесса системы менеджмента качества.

При необходимости к протоколу работы FMEA-команды прилагают соответствующие таблицы, результаты расчета и другие записи.

Литература

1. Шишкин, И.Ф. Квалиметрия и управление качеством: учебник для вузов [Текст] / И.Ф. Шишкин,

В.М. Станякин. - М.: Изд-во ВЗПИ, 1992. - 256 с.

2. ГОСТ Р 51814.2-2001. Системы качества в автомобилестроении. Метод анализа видов и последствий потенциальных дефектов [Текст]. - М.: Издательство стандартов, 2001. - 18 с.

3. FMEA при проектировании и совершенствовании продукции и процессов [Текст]: Методическое пособие. - Выпуск 12, 2001. - М.: НТК «Трек», 2002 - 24 с.

4. Годлевский, В.Е. Применение метода анализа видов, причин и последствий потенциальных несоответствий (FMEA) на различных этапах жизненного цикла автомобильной продукции [Текст] / В.Е. Годлевский, А.Я. Дмитриев, Г.Н. Изюменко, А.В. Литвинов, Г.Л. Юнак; под ред. В.Я. Кокотова. -Самара: ГП «Перспектива», 2002. - 160 с.

5. Международный стандарт QS-9000. Требования к системам качества [Текст] / Крайслер Корп.,

Форд Мотор Компани, Дженерал Моторс Корп. - 3-е изд. - 1998.

6. Руководство FMEA «Анализ видов и последствий потенциальных отказов» [Текст] / Крайслер

Корп., Форд Мотор Компани, Дженерал Моторс Корп. - 2-е изд. - 1995.

7. ГОСТ Р 51814.1-2004 (ИСО/ТУ 16949:2002). Системы менеджмента качества. Особые требования по

применению стандарта ИСО 9001:2000 в автомобилестроении и организациях, поставляющих соответствующие запасные части [Текст]. - М.: Издательство стандартов, 2004. - 56 с.