Совершенствование методологии анализа и управления техническими рисками в производственных системах тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.02.23, доктор наук Панюков Дмитрий Иванович

• Панюков Дмитрий Иванович
• доктор наук
• 2022

Оглавление диссертации доктор наук Панюков Дмитрий Иванович

Введение

1 Анализ современных методов управления рисками в производственных системах и проблем их применения, оценки и стандартизации

1.1 Современные методы управления рисками и их ограничения

1.1.1 Основные элементы системы управления рисками

1.1.2 Анализ критериев выбора метода анализа риска

1.1.3 Сравнительный анализ методов анализа риска

1.1.4 Современные методы оценки величины риска и их ограничения

1.2 Анализ моделей управления рисками в рамках FMEA

1.2.1 Анализ целей, задач и базовых принципов FMEA

1.2.2 Виды FMEA

1.2.3 Применение FMEA в проекте по созданию нового продукта

1.2.4 Фокус анализа в БМЕЛ и роль потребителей

1.2.5 Анализ процедуры проведения FMEA

1.3 Анализ проблем применения и оценки результативности и эффективности процедур управления рисками

1.3.1 Основные проблемы применения методов анализа рисков

1.3.2 Подходы к анализу результативности и эффективности применения методов анализа рисков

1.3.3 Методы оценки и анализа эффективности управления рисками

1.3.4 Проблемы оценки эффективности и результативности процедуры БМЕЛ

1.4 Анализ причин снижения эффективности процедуры БМЕЛ

1.5 Анализ возможностей применения программных средств для поддержки FMEA

1.6 Анализ проблем стандартизации в управлении рисками

1.6.1 Обзор основных нормативных документов по управлению рисками

1.6.2 Проблемы стандартизации в управлении рисками

1.7 Выводы по главе

1.8 Цель и задачи диссертационной работы

2 Совершенствование методологии оценки величины риска и его оценивания

2.1 Совершенствование методики оценки риска в методе FMEA

2.1.1 Улучшение методики оценки тяжести последствий вида отказа

2.1.2 Улучшение методики оценки вероятности возникновения вида отказа по его причинам

2.1.3 Улучшение методики оценки вероятности обнаружения вида отказа или его

причин

2.1.4 Улучшение системы оценивания риска

2.1.5 Примеры применения разработанных методик оценки риска

2.2 Особенности и ограничения предложенных подходов по улучшению системы оценки риска

2.2.1 Общие ограничения системы оценки риска

2.2.2 Ограничения системы оценки значимости последствий отказа

2.2.3 Ограничения системы оценки вероятности возникновения отказа

2.2.4 Ограничения системы оценки вероятности обнаружения отказа и его причин

2.2.5 Ограничения системы приоритезации риска

2.3 Выводы по главе

3 Адаптация процедур управления рисками

3.1 Совершенствование моделей управления рисками ^МЕА, DFMEA, PFMEA)

3.1.1 Онтологическая модель FMEA

3.1.2 Модель FMEA в нотации IDEF0

3.1.3 Модель FMEA в нотации ВРММ

3.2 Практика внедрения адаптированных моделей

3.2.1 Исследование ситуации на предприятии

3.2.2 Подготовка к внедрению процедуры FMEA

3.2.3 Организация работ по процедуре FMEA

3.2.4 Особенности внедрения и взаимосвязь различных видов FMEA на этапах проектирования продукта и процесса его создания

3.3 Выводы по главе

4 Результативность и эффективность процедуры управления рисками

4.1 Разработка моделей оценки эффективности и результативности процедур управления рисками

4.1.1 Модель оценки степени внедрения и правильности применения методики FMEA

4.1.2 Оценка результативности и эффективности процедуры FMEA

4.1.3 Модель анализа эффективности работы команды FMEA

4.2 Применение моделей оценки результативности и эффективности процедур управления рисками на промышленных предприятиях

4.2.1 Применение модели оценки степени внедрения и правильности применения методики БМЕА

4.2.2 Применение моделей оценки результативности и эффективности FMEA по результатам разработки и внедрения объекта анализа

4.2.3 Применение модели оценки эффективности работы команды FMEA

4.3 Выводы по главе

5 Разработка активных методов управления и стандартизации процедур управления рисками

5.1 Разработка модели интеллектуально-информационной системы поддержки процедур управления рисками

5.1.1 Структура информационной системы поддержки FMEA

5.1.2 Модель системы интеллектуальной помощи при использовании информационной системы поддержки FMEA

5.2 Концепция системы активной стандартизации и управления знаниями, применительно к менеджменту качества и рисков

5.3 Выводы по главе

Заключение

Список литературы

Приложения

Приложение 1 Критерии выбора метода анализа риска

Приложение 2 Соответствие методов анализа риска и первичных критериев их выбора

Приложение 3 Сравнение методов анализа рисков

Приложение 4 Ключевые особенности и проблемы этапов процесса управления рисками ..505 Приложение 5 Сводная таблица рисков, последствий, источников и факторов риска

применения методологии управления рисками (по этапам анализа риска)

Приложение 6 История развития и стандартизации метода FMEA

Приложение 7 Сравнительная таблица содержания стандартов и руководств по FMEA от

AIAG и VDA

Приложение 8 Структура и перечень стандартов по менеджменту риска

Приложение 9 Подходы к оценке величины риска в различных методах оценки риска

Приложение 10 Примеры использования основных инструментов оценки риска в различных

методах на базе действующих стандартов

Приложение 11 Методы оценки риска описанные в соответствующих стандартах по методу

FMEA

Приложение 12 Критерии оценки значимости (S) для DFMEA

Приложение 13 Критерии оценки возникновения (О) для DFMEA

Приложение 14 Критерии оценки обнаружения (D) для DFMEA

Приложение 15 Критерии оценки значимости для PFMEA

Приложение 16 Критерии оценки возникновения (О) для PFMEA

Приложение 17 Критерии оценки обнаружения ф) для PFMEA

Приложение 18 Матрицы приоритетов действий

Приложение 19 Описание функций онтологии процедуры FMEA

Приложение 20 Пример структурного и функционального анализа процесса на основе

руководства по FMEA от AIAG/VDA

Приложение 21 Формы протокола для DFMEA

Приложение 22 Формы протокола для PFMEA

Приложение 23 Пример анализа отказа процесса на основе руководства AIAG&VDA

БМЕА

Приложение 24 Сводная таблица проблем применения процедуры FMEA

Приложение 25 Показатели и критерии модели оценки процедуры FMEA

Приложение 26 Перечень цепочек причин снижения эффективности процедуры FMEA и

возможных мер по их устранению

Приложение 27 Формулы для расчета групп показателей результативности процедуры

БМЕА

Приложение 28 Формулы для расчета групп показателей для оценки уровня потерь от

выявленных отказов

Приложение 29 Обзор программного обеспечения для поддержки FMEA

Приложение 30 Документы, подтверждающие практическую значимость исследования

Введение

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Совершенствование методологии анализа и управления техническими рисками в производственных системах»

Актуальность:

Текущее и перспективное развитие мировой экономики в последнее десятилетие неразрывно связано с процессами цифровизации различных отраслей промышленности и машиностроения (автомобилестроения) в частности. В рамках реализации Указов Президента Российской Федерации от 7 мая 2018 г № 204 «О национальных целях и стратегических задачах развития Российской Федерации на период до 2024 года» и от 21.07.2020 г. № 474 «О национальных целях развития Российской Федерации на период до 2030 года», в том числе с целью решения задачи по обеспечению ускоренного внедрения цифровых технологий в экономике и социальной сфере, Правительством Российской Федерации на базе программы «Цифровая экономика Российской Федерации» сформирована национальная программа «Цифровая экономика Российской Федерации». В состав программы входят следующие федеральные проекты: «Нормативное регулирование цифровой среды»; «Кадры для цифровой экономики»; «Информационная инфраструктура»; «Информационная безопасность»; «Цифровые технологии»; «Цифровое государственное управление».

Бесспорно, что вопросы стандартизации и управления качеством, как ключевые элементы роста производительности труда и конкурентоспособности продукции должны являться первейшим предметом рассмотрения государственной программы по цифровизации. Сегодня, одним из наиболее значимых направлений развития инструментов управления качеством в машиностроении (автомобилестроении) становится комплекс анализа и управления техническими рисками, ярким и наиболее востребованным представителем которого является метод БМЕЛ.

При анализе текущего состояния и развития систем международной и национальной стандартизации и наиболее актуального межотраслевого комплексного инструментария управления техническими рисками просматриваются проблемы, существенно влияющие на развитие машиностроения, которые связаны со сложностью сложившейся системы и структуры стандартов и используемых в их рамках методологий. Закрытость на корпоративном уровне лучших мировых практик по методам управления и способам организации систем менеджмента качества препятствует быстрому распространению передовых инструментов управления конкурентоспособностью, качеством и эффективностью. Часто в рамках применения одной и той же методологии, мы видим существенные и неоправданные отличия в рамках отраслевого применения. В стандартах и руководствах по применению методов управления рисками слабо проработаны структуры, модели и предметные области, а это затрудняет их быстрое понимание и применение. Кроме всего прочего, в стандартах используется слишком мало примеров

применения методов, а сами стандарты в силу сложившейся специфики, зачастую мало информативны и не отражают весь спектр необходимых действий по этапам применения методов (нет сквозных примеров). Только недавно в стандартах стали появляться указания на возможное применение программного обеспечения (ПО) для поддержки соответствующих методов. Существуют объективные проблемы с получением актуальных знаний в области современных методов управления техническими рисками и других методов управления из-за недостаточных финансовых возможностей предприятий. Наблюдается недостаточная эффективность систем обучения и повышения квалификации на предприятиях, отсутствуют или очень слабые системы управления знаниями и данными, в том числе системы управления информацией о рисках и качестве, а также система учета затрат на качество и риски.

Актуальность выделенных проблем предопределяет необходимость их комплексного решения в рамках цифровизации управления качеством в общем и цифровизации процесса управления техническими рисками в частности. В контексте грядущей четвертой промышленной революции (Industry 4.0) потребитель ожидает от производителей практически мгновенную реакцию на свои ожидания и потребности, а это означает быстрое создание инновационных продуктов, что невозможно без глубокой цифровизации всех процессов промышленного предприятия, причем не только производственных, но и управленческих. Управление техническими рисками это трудоемкий процесс, существующий на стыке разнотипных технологий, который может и должен быть значительно оптимизирован за счет модернизации действующих систем управления предприятием, в том числе за счет их цифровой трансформации. Это касается и систем управления знаниями и стандартизации на конкретных предприятиях и в отраслях промышленности.

Степень разработанности темы исследования. В диссертации исследованы и отражены широкий спектр стандартов и руководств в области различных систем менеджмента, особенно систем и методов управления рисками, а также труды ведущих отечественных и зарубежных ученых, посвященные вопросам менеджмента качества, стандартизации, квалиметрии, теории, методологии и инструментария управления рисками.

Большой вклад в становление и развитие теории и практики управления качеством внесли Адлер Ю.П., Азаров В.Н., Азгальдов Г.Г., Аронов И.З., Барвинок В.А., Белобрагин В.Я., Бойцов Б.В., Бойцов В.В., Васильев В.А., Версан В.Г., Воронин Г.П., Гличев А.В., Дубовиков Б.А, Лапидус В.А., Окрепилов В.В., Чайка И.И. и другие отечественные ученые.

Важнейшим методологическим, прикладным и отраслевым вопросам и проблемам качества и управления рисками посвящены труды Авдийского В.И., Амяльева А.А., Антипова Д.В., Айдарова Д.В., Бадаловой А.Г., Борзова В.И., Варнаков, В.В., Вашукова Ю.А., Годлевского В.Е., Дмитриева А.Я., Дудкиной Е.В., Ефимова В.В., Иваницкого В.С., Исаева С.В., Картвелишвили

В.М., Касторской Л.В., Касьяненко, Т.Г., Качалова В.А., Клочкова Ю.С., Козловского В.Н., Кулешовой Е.В., Лифица И.М., Макаровой В.А., Мирошникова В.В., Митрошкиной Т.А., Николаевой Н.Г., Розенталя Р.М., Розно М.И., Самохвалова Д.А., Серенкова П. С., Фомичева А.Н., Щипанова В.В., Шрайнера Ю.С., Юнака Г.Л. и многих других российских ученых и специалистов.

Идеология непрерывного улучшения деятельности организаций представлена в фундаментальных работах Г. Ватсона, Э. Голдратта, Э. Деминга, Дж. Джурана, П. Друкера, Н. Кано, Р. Каплана, Ф. Кросби, Г. Тагути, А. Фейгенбаума, Дж. Харрингтона, В. Шухарта и др.

В диссертации широко использованы и отражены найденные по поисковым системам Web of Science и Scopus опубликованные результаты и разработки зарубежных исследователей в области управления техническими рисками в производственных системах (Abie H., Anes V., Ayyub B.M., Barton T., Chapman C., Chew D.H., Chhibber S., Damodaran A., Devadasan S.R., Hilson D., Huang G.Q., Ingley C., Johnson K., Kmenta S., Lee B.H. , Marhavilas P.K., Pate-Cornell E., Pate-Cornell E., Price C.J., Rhee S.J., Russomanno D.J., Sankar N.R., Teng Sh.H.G., Thakur M., Winkler R.L., Wu D.D. и др.). Особое внимание уделялось полнотекстовым публикациям, наиболее близким к заявленной тематике и отражающим результаты исследований различных методов и систем управления техническими рисками в автомобильной промышленности.

Несмотря на многообразие решаемых задач, отечественные и зарубежные исследования в области управления рисками в технических системах отличаются, как правило, недостаточно глубокой проработкой и моделированием инструментов управления рисками, недостаточным уровнем информатизации в методологии и системах управлении знаниями и опытом, а также в области интеллектуализации анализа рисков. Для эффективного решения проблем качества на основе управления рисками в высокотехнологичных отраслях, таких как автомобилестроение, безусловно, требуется разработка и реализация необходимых инструментов и методов для системы управления техническими рисками (в том числе цифровых), устраняющих обозначенные проблемы концептуального, методического и методологического характера.

Таким образом, целью диссертационного исследования является развитие теории и практики анализа видов и последствий потенциальных несоответствий при проектировании технической продукции и процессов ее производства.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

1. Провести всесторонний анализ современных методов управления техническими рисками в производственных системах, проблем их применения, оценки и стандартизации.

2. Разработать комплексный методический подход, направленный на совершенствование методов оценки риска и основанный на анализе современных методов оценки риска и

разработке новых моделей оценки отдельных параметров и величины риска с учетом всех необходимых ограничений.

3. Разработать комплексную модель процесса управления техническим рисками, направленную на повышение его эффективности, на основе совершенствования методологической составляющей и сквозной цифровизации.

4. Разработать методическую систему по внедрению и примененнию адаптированных моделей управления рисками на промышленных предприятиях.

5. Разработать комплексную систему оценки процедуры управления техническими рисками на основе модели и методики оценки степени выполнения процедуры, моделей и методов оценки ее результативности и эффективности, а также модели оценки эффективности работы межфункциональной команды экспертов.

6. Провести апробацию комплексной системы оценки процедуры управления техническими рисками на промышленных предприятиях.

7. Провести анализ современных подходов и инструментов цифровизации систем управления техническими рисками. Разработать модели сквозных инструментов цифровизации процедур анализа и управления техническими рисками, а также комплексный подход, направленный на совершенствование методической, аналитической и управленческой составляющих системы управления рисками с учетом их цифровой трансформации.

8. Разработать концепцию активной стандартизации и управления знаниями на промышленных предприятиях на основе их цифровизации для повышения общей эффективности систем менеджмента качества и управления рисками.

Область исследования соответствует п.1 «Методы анализа, синтеза и оптимизации, математические и информационные модели состояния и динамики качества объектов», п.3 «Методы стандартизации и менеджмента (контроль, управление, обеспечение, повышение, планирование) качества объектов и услуг на различных стадиях жизненного цикла продукции», п.4 «Квалиметрические методы оценки качества объектов, стандартизации и процессов управления качеством» паспорта специальности 05.02.23 - Стандартизация и управление качеством продукции.

Объект исследования: система управления техническими рисками в производственных системах, действующая на предприятиях массового высокотехнологичного автомобилестроения.

Предмет исследования: методология и инструментарий управления техническими рисками.

Научная новизна работы заключается в разработке научно-практической концепций и комплекса инструментов совершенствования методологии управления техническими рисками,

позволяющих повысить эффективность системы управления рисками как на стадии разработки продукта и процесса, так и при их применении, и состоит в следующем:

1. Предложен комплексный методический подход к оценке технических рисков, основанный на более глубоком учете интересов внешних потребителей, комплексного влияния на оценку проектируемых и действующих систем управления качеством в части мер по предупреждению и обнаружению, и гибких способах оценивания технических рисков, в частности разработаны модели и алгоритмы определения и учета:

• определения и учета приоритетной важности всех типов внешних потребителей и и совокупного влияния нескольких последствий при оценке степени тяжести последствий риска;

• определения и учета совокупного влияния:

о нескольких мер по предупреждению при оценке вероятности возникновения риска;

о нескольких мер по обнаружению при оценке вероятности обнаружения риска;

• процедур оценивания риска - с помощью гибкой системы оценки приоритета действий в отношении риска и метода с использованием приоритетного числа риска совмещенного с таблицей приемлемости риска.

2. Предложена методическая система внедрения и применения на предприятии системы управления техническими рисками, основанная на глубокой проработке методологии, алгоритмов и моделей процесса управления техническими рисками на основе БМЕА, в том числе разработаны и описаны:

• онтологическая модель процедуры FMEA;

• согласованные трёхуровневые функциональная и функционально-процессная модели процедуры FMEA, причем вторая разработана с учетом применения информационных технологий для поддержки процедуры на всех ее этапах;

• подробные процедуры внедрения и организации работ по применению БМЕА.

3. Разработана комплексная система оценки эффективности применения БМЕА, в том числе модели и методики оценки степени внедрения и правильности применения, а также оценки результативности и эффективности процедур управления техническими рисками, которые основаны на ряде выявленных важных показателях, характеризующих отдельные элементы процесса управления рисками, математических моделях и методиках для их расчета.

4. Разработана и опробована математическая модель оценки эффективности работы межфункциональной команды экспертов, основанная на моделировании влияния на ее работу различных внешних и внутренних факторов.

5. Предложен комплексный набор мер по повышению эффективности процесса управления техническим рисками на предприятии, с учетом организационных, методических, технических подходов, в том числе связанный с применением информационных технологий в области анализа и поддержки принятия решений в отношении рисков.

6. Разработаны модели инструментов цифровизации анализа и управления рисками, основанные на использовании информационной системы поддержки всех этапов процесса управления рисками с интегрированными модулями интеллектуальной помощи, и позволяющие решать задачи управления как процессом в целом, так и его отдельными этапами, в том числе этапами планирования, анализа и оценки рисков, а также этапа оценки и анализа эффективности процесса управления техническими рисками.

7. Предложен новый методологический подход в области анализа и управления техническими рисками заключающийся в цифровизации процессов подготовки специалистов и сквозного методического и аналитического оснащения процесса управления рисками за счет формирования и использования баз знаний и цифровых систем интеллектуальной помощи, и позволяющий значительно облегчить предприятиям процессы разработки, внедрения и применения системы управления рисками, а также повысить их эффективность.

8. Предложены комплексные концептуальные и обобщающие идеи развития системы активной стандартизации и управления знаниями с учетом полученных результатов в области менеджмента качества и управления рисками, связанные с цифровизацией процесса стандартизации и управления знаниями на разных уровнях организации систем и открытием его для широких масс специалистов.

Теоретическая и практическая ценность. Теоретическая значимость работы состоит в следующем:

• результаты проведенного сквозного причинно-следственного анализа проблем применения на предприятии методологии управления рисками позволили сформировать сводную таблицу по всем этапам процесса управления рисками с указанием источников, факторов, причин и последствий данных проблем, которая позволила сфокусировать и определить действия по улучшению процесса управления рисками;

• на основе анализа широкого спектра стандартов и руководств в области менеджмента рисков, по ряду предложенных параметров были выявлены значимые проблемы и обоснована необходимость модернизации системы и процесса стандартизации и управления знаниями с применением цифрового подхода на всех уровнях стандартизации;

• предложены новые подходы в области оценки технических рисков, позволяющие учесть ряд важных факторов, влияющих на итоговую оценку степени риска и приоритетности действий по его управлению;

• смоделированы и обоснованы два модернизированных способа оценивания риска - с помощью гибкой системы оценки приоритета действий в отношении риска и метода с использованием приоритетного числа риска совмещенного с таблицей приемлемости риска;

• на основе обобщения идей стандартов, отраслевых руководств, литературы и собственного практического опыта в области БМБА более точно и понятно сформулированы принципы, цели, задачи, участники, фокус анализа в методе, более глубоко проработана методология, а также разработана развернутая структура процедуры его применения на предприятии;

• на основе выявления и обобщения понятий, субъектов и объектов системы и процесса управления техническими рисками впервые разработана и визуализирована онтологическая модель процедуры FMEA;

• на основе разработанных в диссертации развернутой структуры процедуры и онтологии созданы согласованные трёхуровневые функциональная и функционально-процессная модели процедуры БМБА, причем вторая разработана с учетом применения информационных технологий для поддержки процедуры на всех ее этапах;

• на основе анализа проблем, связанных с оценкой результативности и эффективности процедуры управления рисками на примере метода FMEA разработан поэтапный перечень проблем применения процедуры FMEA на промышленных предприятиях, на основе которого разработана комплексная модель оценки степени применения процедуры FMEA, а также математические модели и методики оценки результативности и эффективности процедуры БМБА, в том числе математическая модель оценки эффективности работы межфункциональной команды экспертов;

• на основе разработанной функционально-процессной модели процедуры БМБА с 1Т-поддержкой и анализа многообразного программного обеспечения для поддержки БМБА, имеющегося на рынке, разработана общая модель интеллектуально-

информационной системы поддержки процедур управления рисками, сформулирован перечень обязательных функций для каждого ее элемента,

• разработана информационная модель процесса анализа рисков, а также модели данных для DFMEA и PFMEA и модель данных, функций и алгоритмов интеллектуальной системы помощи для процедуры FMEA;

• разработаны концепция и методология активной стандартизации и управления знаниями, основанная на цифровых технологиях, включающая модель стандартизации на основе «живых» знаний (Live Knowledge Standardization) и модель информационной системы для ее поддержки.

Практическая значимость работы состоит в:

• разработке и внедрении комплексных инструментов для эффективного применения системы управления техническим рисками на промышленных предприятиях;

• создании на примере FMEA научно обоснованных рекомендаций по внедрению, применению, оценке и совершенствованию процедур управления техническими рисками на промышленных предприятиях;

• разработке комплекса методических инструментов для обучения и консультирования по процедурам управления техническими рисками.

Ряд полученных в диссертационном исследовании результатов был внедрены в ПАО «КАМАЗ» в рамках комплексной программы по повышению удовлетворенности потребителей качеством продукции и услуг, проводимой департаментом качества ПАО «КАМАЗ» совместно с ФГБОУ ВО «СамГТУ». В частности, диссертантом получены следующие результаты, прошедшие апробацию и внедренные в практику ПАО «КАМАЗ»: разработанные модели процедуры анализа рисков, причин и последствий потенциальных отказов автомобильной техники, позволяют подробно описать все необходимые функции участников процедуры, указать последовательность действий при реализации этих функций, а также отразить руководящие документы и ресурсы для выполнения функций, что явилось основой для разработки и реализации соответствующего комплекса нормативно-технической документации в ПАО «КАМАЗ»; предложенные модели организации и управления эффективностью и качеством деятельности межфункциональных групп, действующих в рамках проектов по улучшению качества продукции, прошли апробацию и внедрены в соответствующую производственную практику предприятия; предложенный научно-практический комплекс, направленный на повышение качества новых автомобилей в эксплуатации, через разработку и реализацию экспертно-программных инструментов обеспечивающих улучшение процесса анализа рисков, причин и последствий потенциальных отказов автомобильной техники, является фундаментом соответствующих преобразований в системе менеджмента качества ПАО «КАМАЗ». В

результате практического внедрения результатов диссертационного исследования в ПАО «КАМАЗ» получен экономический эффект в размере 5 млн. руб. (в ценах 2019 года).

Результаты диссертационной работы получены при выполнении различных научно-исследовательских и консалтинговых проектов (более 40 проектов) на предприятиях-поставщиках российских и иностранных автопроизводителей. Разработанные автором научно-прикладные решения применяются в деятельности ЗАО «ТЗА», ОА «Полад», ООО «Ар Си Эр», ООО «БИЗНЕС-КОНСАЛТ», ООО «Интра», что подтверждается документами о внедрении.

Методология и методы исследования. Для решения поставленных в работе задач использовались методы управления качеством и рисками, методология процессного и системного подходов, квалиметрический подход, методы статистического анализа данных, математическое моделирование, онтологическое, функциональное и процессное моделирование.

Положения, выносимые на защиту:

1. Комплексный методический подход к оценке технических рисков, основанный на более глубоком учете интересов внешних потребителей, комплексного влияния на оценку проектируемых и действующих систем управления качеством производителей в части предупреждения и обнаружения и гибких способов оценивания технических риска.

2. Методическая система внедрения и применения на предприятии системы управления техническими рисками, основанная на глубокой проработке методологии, алгоритмов и моделей процесса управления техническими рисками на основе FMEA.

3. Комплексная система оценки эффективности применения процедуры FMEA, основанная на моделях и методиках оценки степени внедрения и правильности применения, а также оценки результативности и эффективности процедур управления техническими рисками.

4. Математическая модель оценки эффективности работы межфункциональной команды экспертов.

5. Модели комплексных инструментов цифровизации анализа и управления рисками, основанные на использовании информационной системы поддержки всех этапов процесса управления рисками с интегрированными модулями интеллектуальной помощи.

6. Концепция и методология активной стандартизации и управления знаниями, основанная на цифровых технологиях, включающая модель стандартизации на основе «живых» знаний (Live Knowledge Standardization) и модель информационной системы для ее поддержки.

Личный вклад автора. Все результаты диссертационной работы получены автором самостоятельно. Под научным руководством автора (или при его преобладающем участии) разработаны математические, онтологические, функциональные и процессные модели, методики, модели ИС, алгоритмы и схемы данных. Направления исследований диссертационной

работы, формулировки проблем и постановки задач обсуждались с научным консультантом д.т.н., профессором В.Н. Козловским, что отражено в совместных публикациях, в которых основные результаты принадлежат диссертанту. Работа выполнена в рамках ведущей научной школы «Обеспечение конкурентоспособности, качества и эффективности продукции автомобилестроения» (основатель и руководитель ведущей научной школы д.т.н., профессор В.Н. Козловский). Автор глубоко признателен В.Н. Козловскому за постановку задачи и постоянное обсуждение получаемых результатов.

Степень достоверности и апробация результатов. Достоверность полученных результатов подтверждается корректным применением математического и вероятностно-статистического аппарата, математическим, функциональным и процессным моделированием, опытом применения на промышленных предприятиях, а также обсуждением результатов диссертации на международных и отечественных конференциях, форумах и семинарах. Результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на следующих конференциях, форумах и семинарах: Международной конференции «Развитие через качество -теория и практика» (Тольятти, 2003-2005), Всероссийской научно-технической конференции «Современные тенденции развития автомобилестроения в России» (Тольятти, 2003), Всероссийской с международным участием научно-технической конференции «Теплофизические и технологические аспекты управления качеством в машиностроении» (Тольятти, 2005, 2008), Международной конференции «От менеджмента качества к качеству менеджмента и бизнеса» (Санкт-Петербург, 2006), Всероссийской научно-технической Интернет-конференции «Компьютерные технологии в машиностроении» (Тольятти, 2007), Всероссийской конференции «Автопром в России: стратегия развития сборочных заводов, конкурентоспособность российских компонентов» (Самара, 2007), Всероссийской научно-практической конференции с международным участием «Наука - основа инновационного развития современного общества» (Тольятти, 2010-2011), Всероссийской (с международным участием) научно-практической конференции «Инновационная активность современных промышленных предприятий: междисциплинарные научные подходы, результаты исследований, опыт социальных преобразований» (Тольятти, 2013), Всероссийской (с международным участием) научно-практической конференции «Инновационная активность современных промышленных предприятий: междисциплинарные научные подходы, результаты исследований, опыт социальных преобразований» (Тольятти, 2013), Международной научно-практической конференции «Наука - промышленности и сервису» (Тольятти, 2013-2021), Международной научно-практической конференции «Синергетика природных, технических и социально-экономических систем» (Тольятти, 2015-2020), International Scientific and Practical Conference «World science» (2015), Всероссийской научной конференции «Информационные технологии в

Список литературы диссертационного исследования доктор наук Панюков Дмитрий Иванович, 2022 год

использовании,

Ошибки при настройке,

Ошибки при управлении

инструментом,

Несоответствующие параметры, Грязные материалы/детали, Несоответствия в вспомог. материалах,

Пересортица,

Рисунок 3.44 - Пример факторов влияния соответствующих сред на процесс производства

Отдельно хотелось бы упомянуть о программных средствах, которые могут помочь в построении карт потока процесса. Помимо стандартных возможностей текстовых редакторов типа MS Word и ему подобных, часто используют возможности MS Excel, в которой легче рисовать таблицы, а также специализированный пакет для построения различных схем MS Visio. Табличная или графическая часть формы карты потока процесса может быть реализована в любой из этих программ, но при этом мы получим в итоге только отдельный документ, который можно связать с разрабатываемым процессом только по названию файла и в последующем управлять им в рамках системы папок на каком-либо носителе. Такая схема работы с информацией является самой распространенной, но при этом наименее функциональной и безопасной. Более удобным мы считаем формирование всего необходимого набора документов в рамках одного проекта в виде базы данных, которая легко позволяет обеспечить сквозную связь по всем деталям и операциям между картой потока процесса, протоколом PFMEA, планом управления и другой документацией по процессу. Информацию можно хранить в виде файлов, созданных в других программах или разработать собственные таблицы, формы и отчеты для формирования всех документов внутри одного приложения.

О подобных специализированных программных продуктах было подробно рассказано в разделе 1.5. Все эти программы требуют довольно объемной подготовительной работы при проектировании всех документов, в том числе создание баз данных по всем компонентам, деталям, операциям, оборудованию, исполнителям и т.д. Но это формальная сторона дела, без которой невозможно эффективно использовать программный продукт. В большей степени, мы хотели бы обратить внимание на необходимость наличия в программных продуктах обязательного блока, связанного с анализом процесса на этапе построения карты потока, т.е. полей для внесения информации об источниках изменчивости с привязкой к операции и конкретным параметрам продукта и характеристикам процесса на данной операции. Также необходимо предусматривать справочный модуль по типам источников изменчивости для облегчения их определения. Кроме того, для плавного перехода к PFMEA мы рекомендуем сделать специальный блок, который позволит провести предварительный анализ риска возникновения дефектов на каждой операции с подробным описанием действий оператора и оборудования (таблица 3.40), а также сформировать пооперационный перечень дефектов процесса (таблица 3.41) этой операции. Далее, уже в рамках PFMEA, будет проводится последовательный анализ дефектов процесса по этому списку.

Эти блоки (таблицы 3.40 и 3.41) можно использовать и отдельно от программы в виде самостоятельных документов, предназначенных для подробного изучения и анализа операций уже в рамках PFMEA.

Таблица 3.40 - Форма для анализа общего риска на операции процесса

Операция (номер и название) Шаг операции Источники изменчивости Риск появления дефекта (высокий, средний, низкий)

Таблица 3.41 - Форма для структурирования результатов анализа процесса

Операция (номер и название) Цель(функция) Требования Источники изменчивости Потенциальные дефекты

Таким образом, структура разработки и анализа процесса с помощью карты потока процесса выглядит следующим образом - см. рисунок 3.45.

Рисунок 3.45 - Структура разработки и анализа процесса с помощью карты потока процесса Оы - п-ная операция (номер+наименование); Х п — характеристика процесса; Хпр — характеристика продукта; И —

изменчивость.

Возможно два варианта оценки источников изменчивости - общая оценка для всей операции сразу или оценка источников изменчивости для каждой конкретной связки «характеристика процесса - характеристика продукта». В первом случае мы оцениваем влияние на всю операцию в целом, а во втором случае анализируем воздействие на каждую конкретную характеристику процесса. Первый вариант проще, т.к. нужно оценить только общее влияние источников изменчивости на операцию без детализации, но есть риск что-то упустить. Второй вариант предпочтительнее, так как позволяет детально проанализировать операцию и все факторы, влияющие на получение конкретных характеристик изделия, но более трудоемкий.

Рисунок 3.46 - Структурная схема анализа процесса при определении потенциальных дефектов О - операция (номер+наименование); Ф - функция операции; Т - требования к операции; Ды - п-ный дефект; Хп -характеристика процесса; Хпр - характеристика продукта; Тв - требования к способам выполнения операции; ^ = 1

.. К).

Схема, представленная на рисунке 3.46, фактически является заготовкой для последующего анализа дефектов процесса и формирования протокола в рамках PFMEA.

Анализ процесса имеет схожую с ББМЕА структуру деревьев риска (рисунок 3.47).

Отдельно стоит рассмотреть структуру оценки последствий дефекта для разных видов FMEA. У последствий тоже своя цепочка. Но при анализе последствий в протоколе указываются тот элемент цепочки, который влияет (замечается потребителем) непосредственно на потребителя (при анализе конструкции - это обычно одно последствие, т.к. обычно оценивается влияние на конечного потребителя, а при анализе процесса это разные группы потребителей от внутреннего до конечного) - рисунок 3.48.

Ль) Лл

фУ-—КтмУ-—

Процессы производства КИиМ

Процесс производства 1-го компонента

Процессы сборки узла/автомобиля, эксплуатации и обслуживания

Рисунок 3.47 - Деревья рисков процесса (операции) О1 - 1-ая операция процесса; Ф1 - функция операции; Т - требования к операции; Ды - п-ный дефект; Пр1 -причины; М - механизм дефекта; П1 - последствия ^ = 1 .. К).

После определения причин дефекта в рамках PFMEA необходимо для каждой связки дефект-причина записать в протоколе действия по управлению процессом, которые состоят из двух блоков - «меры по предупреждению дефекта» и «меры по обнаружению дефекта» (см. например, Приложение 22).

г. внутренним

н 8

внешний

э

о

С конечный

Рисунок 3.48 - Схема влияния дефекта на различные части изделия и потребителя

(последствия)

Дп - п-ный дефект; Кт - т-ный компонент; Ут - т-ный узел; Ст - т-ная подсистема/система; Пк - конечный потребитель; Ов - операции внутреннего процесса; Оп - операции внешнего процесса, т.е. процесс потребителя.

Первый блок мер необходим для правильной оценки вероятности возникновения дефекта и определения балла возникновения (O - Occurrence), а второй блок необходим для правильной оценки вероятности обнаружения дефекта и определения балла обнаружения (D - Detection).

Представим структуру анализа в рамках PFMEA несколько иначе для иллюстрации связи мер по управлению процессом и анализируемого дефекта процесса (рисунок 3.49).

Рисунок 3.49 - Структура анализа мер управления в рамках PFMEA - n-ный дефект; - причины; М - механизм дефекта; ni - последствия; Упр - меры по управлению причинами

дефекта; Уд - меры по управлению самим дефектом.

Здесь важно понимать, что меры управления должны быть рассмотрены и оценены как для дефекта, так и для причины дефекта. Причем оценка как балла возникновения, так и обнаружения осуществляется по всей совокупности мер, которые запланированы для текущей операции или для контроля соответствующей характеристики изделия, с которой связан дефект.

Набор мер по обнаружению дефекта оценивается баллом обнаружения, и эта оценка является одной из составляющих в системы выбора подходящих средств и методов контроля производственного процесса, наряду с анализом систем измерения (MSA), который и позволяет сделать окончательный выбор. На первой стадии анализа, т.е. при первичной оценке риска разработанного процесса в рамках PFMEA, мы оцениваем запланированные меры обнаружения баллом D. Эта оценка основывается на известной шкале критериев для оценки этого балла и является в некоторой степени формальной, так как многие просто используют ту шкалу, которая имеется в американском руководстве по проведению PFMEA. Эта шкала отражает некую общую оценку возможностей методов и средств контроля различных типов обнаружить дефект или его причину на посте или в последующих операциях процесса. Эта оценка конечно весьма приблизительна, но все же позволяет оценить общий риск при оценке проекта системы обнаружения дефекта на рассматриваемой операции.

^ажем несколько слов о программной поддержке проведения FMEA. Сама по себе программа для оформления протокола FMEA не является предметом первой необходимости у

специалистов - наличие формы для внесения данных в таблицу и отчета для их демонстрации -элементы, которые легко реализовать в Excel, что многие и делают. А вот возможность хранения протоколов в одной базе данный, возможность поиска информации в ней, система примеров и справок - это уже значительное преимущество, которое обычно можно также реализовать только в специализированной программе [157].

Такие специализированные программные продукты также рассмотрены разделе 1.5. Отметим только несколько важных моментов. Обязательным элементом в программном продукте по FMEA должна быть база знаний, состоящая из комментариев к каждому этапу применения методики, систему отслеживания ошибок оформления протокола, например, в виде предупреждающей подсветки ячеек с крайними значениями баллов, выделением незаполненных ячеек), возможность определения приоритет действий AP и/или расчета приоритетного числа риска (ПЧР) разными способами, настройкой критериев приемлемого риска с подсветкой AP и/или ПЧР и баллов S, O, D, вызывающих опасения по степени риска.

Также важно иметь возможность привязывать к разделу «Предпринятые действия» все материалы, на основе которых формулируется содержание этого раздела - протоколы испытаний и различных исследований (например, результаты планирования эксперимента), итоговые оценки (например, оценка индексов воспроизводимости до и после изменений процесса) и т.п.

Ещё один важный момент и, на мой взгляд, самый сложный - иметь в программе образцы формулировок для дефектов (с привязкой к типам компонентов и операций, а также парам «функция-требование»), их последствий, групп причин и методов предупреждения дефектов. Причем очень полезно иметь примерный перечень дефектов для разных типов операций (обработка, сборка, транспортировка, маркировка, упаковка), а также для случаев спецпроцессов, автоматических линий. Конечно, эта возможность без большой подготовительной работы невозможна, поэтому нужно потратить на это много времени и сил, что вряд ли смогут самостоятельно осуществить сами специалисты на предприятиях, поэтому это большое поле деятельности для ученых и всего сообщества специалистов автопрома. Главное, не воспринимать эти подсказки и примеры буквально, а использовать их только в качестве помощи в собственных рассуждениях и анализе!

Также хотелось бы отметить, что, несмотря на все возможности этих программ, нужно иметь обученных специалистов, которые бы хорошо разобрались со структурой и порядком проведения и документирования результатов FMEA, понимали, как правильно формулировать дефекты, последствия, причины и другие элементы анализа, а также свободно владели компьютером и разбирались с новыми программными продуктами.

Связь PFMEA и плана управления

В дополнение к списку корретирующих действий по снижению риска и их внедрению, по результатам проведения PFMEA должен быть разработан План управления [157, 158].

Некоторые организации могут решить для себя не определять специальные характеристики продукта и процесса в PFMEA. В такой ситуации, для перечня «характеристик продукта» в плане управления может быть использована информация из колонки «требования» в PFMEA, а для «характеристик процесса» - из колонки «потенциальные причины отказа».

При разработке плана управления команде необходимо обеспечить, чтобы действующие меры по управлению, указанные в PFMEA, соответствовали методам управления в плане управления.

Проследим и опишем связь FMEA и такого важного документа как план управления.

Прежде всего, нужно понимать, что план управления гарантирует, что на предприятии существует система по контролю рисков того же состояния отказа, которые были определены при проведении FMEA. План управления также гарантирует, что имеется хорошо продуманный план реагирования в случае возникновения и выявления несоответствий и предоставляет средства и способ для документирования применяемых методов контроля. Специальное внимание уделяется потенциальным отказам с высоким ПЧР и тем характеристикам, которые важны для потребителя.

В IATF 16949:2016 (п. 8.5.1.1 «Технологическая документация») указано:

«В ходе проектирования (см. 8.3) организация должна разработать и поддерживать в рабочем состоянии документированную информацию, содержащую описание процесса производства продукции и предоставления услуг. В состав документированной информации должны быть включены:

а) описание технологических операций;

б) описание операций измерений (испытаний), в том числе:

1) определение ответственности и полномочий персонала, осуществляющего измерительные операции,

2) идентификация операций измерений (испытаний), для которых должен быть проведен анализ измерительных систем (MSA),

3) идентификация операций измерений (испытаний), данные которых используются для статистического исследования процессов (SPC),

4) требования к сохранению документированной информации, содержащей результаты измерительных операций и решения о степени соответствия продукции и услуг требованиям;

в) требования к управлению ключевыми (специальными) характеристиками.

Примечание - Технологическая документация может иметь разную форму и структуру, в зависимости от специфики организации. Примерами технологической документации могут являться:

- технологические регламенты;

- технологические процессы;

- алгоритмы процессов (карта потока процесса);

- планы управления;

- рабочие инструкции;

- инструкции по использованию и хранению измерительных устройств (в частности, программы и методики испытаний);

- инструкции по транспортированию, погрузочно-разгрузочным операциям, упаковке, строповке, хранению и т.д.;

- чертежи и т.д.»

Между PFMEA и планом управления существует как минимум формальная связь - сквозная связь между картой потока процесса, PFMEA, и планом управления по номерам и наименованиям операций процесса. Важно иметь полное соответствие в этих элементах для обеспечения прослеживаемости. Точно также PFMEA должен соответствовать информации, содержащейся в карте потока процесса. Область распространения карты потока процесса должна включать в себя все производственные операции от производства отдельных компонентов до сборки, включая приемку, перемещение, хранение, идентификацию, доработку, упаковку, отгрузку и т.д.

Кроме того, четко прослеживается связь между этими тремя документами и по характеристикам продукции (в том числе и по ключевым характеристикам) и процесса, которые в рамках PFMEA отражаются в столбце «Требования», а ключевые обозначаются в столбце «Специальные характеристики» (Приложения 21-22).

Существует три типа плана управления, каждый из которых связан с соответствующим этапом разработки продукта и процесса его производства, и, соответственно, с определенным видом FMEA:

1) План управления для опытного образца - это документ, содержащий описание геометрических параметров и методов испытаний материалов и функций, проводимых в ходе создания опытного образца. Разрабатывается на втором этапе APQP «Проектирование и разработка автомобильного компонента» параллельно с разработкой карты потока процесса. Дополнительно к вышесказанному прослеживается связь с результатами DFMEA в части мер по управлению процессом проектирования - обычно это различного вида измерения и испытания, осуществляемые с опытным образцом (образцами) с возможной первичной оценкой стабильности измерительных процессов,

применяемых к данному изделию (MSA). Продукция может быть произведена по технологии, отличающейся от серийной.

2) План управления для опытной партии (связь с результатами PFMEA) - это документ, содержащий описание параметров продукции и методов испытаний материалов и функций, которые проводятся после создания опытного образца и до начала серийного производства. Обычно содержит указания на проведение усиленного контроля на всех этапах производства и на приемке для обеспечения соответствия продукции всем требованиям потребителя. Разрабатывается на третьем этапе APQP «Проектирование и разработка процессов» после проведения PFMEA, поэтому прослеживается связь с промежуточными результатами PFMEA (протокол еще не закрыт) в части мер по управлению процессом - обычно это различного вида контроль и испытания, осуществляемые с опытной партией, оценка стабильности и воспроизводимости технологического процесса (SPC), анализ измерительных процессов на линейность, смещение, сходимость и воспроизводимость (MSA). Также включает в себя дополнительные точки контроля (меры, сдерживающие дефекты) и аудиты процесса и продукции, верификацию защитных устройств (конструкционные, технологические и контрольные POKA-YOKA), оценку технологической точности оборудования (по необходимости). Перестает действовать по результатам достижения согласованного с потребителем уровня воспроизводимости КХ с учетом наращивания объемов производства. По результатам обнаружения дефектов должны инициироваться корректирующие действия. Продукция должна изготавливаться по серийной технологии.

3) План управления для серийного процесса - это документ, содержащий описание системы управления автокомпонентами и процессами. Этот вариант плана управления разрабатывается на основе плана управления на опытную партию после получения статистических данных о пригодности процессов производства (SPC) и оценке измерительных систем в рамках MSA. Включает в себя все действия по управлению качеством в серийном производстве: контроль, испытания, аудиты, диагностика состояния оснастки и оборудования, сбор данных для статистического управления процессом, проверку защиты от ошибок, а также планы реагирования и корректирующие действия. Разрабатывается на четвертом этапе APQP «Валидация продукции и процессов производства» и является основой для постоянного улучшения. Дополнительно к вышесказанному прослеживается связь с окончательными результатами PFMEA (итоговый протокол, в котором учтены результаты SPC и MSA).

Как видно, во всех случаях в итоговом протоколе PFMEA напрямую с планами управления связаны меры по обнаружению дефектов и их причин (рисунок 3.50). Конечно, в план управления попадают не те меры, которые оцениваются в рамках первого этапа PFMEA, а те, что окончательно принимаются после снижения общего риска в рамках предпринятых мер по доработке процесса, в том числе после проведения анализа системы измерений.

Ц») (ц»).....-/(Уч)\

С^_Предупреждрние~^>

Рисунок 3.50 - Структурная взаимосвязь между PFMEA и планом управления Оы - п-ная операция процесса; Ф1 - функция (цель) операции; Т - требования к операции; Ды - п-ный дефект; Пр1 -причины; М - механизм дефекта; П1 - последствия, Упр - меры по управлению причинами дефекта; Уд - меры по

управлению самим дефектом. ^ = 1 .. К).

Также в план управления из PFMEA попадают меры по предупреждению, которые планируются с целью снижения вероятности возникновения либо изначально при разработке продукта и процесса, либо добавляются после в результате предпринятых действий по доработке процесса.

Важно понимать, что первичен именно FMEA, так как именно в рамках этого метода мы оцениваем все риски нововведений и изменений продукта и процесса, а уже потом выстраиваем окончательную систему управления качеством производства. А так как изменения могут происходить достаточно часто, то мы всегда их предваряем анализом рисков в рамках PFMEA, а потом меняем систему управления и производства после учета всех рисков.

Таким образом, PFMEA и планы управления всех видов являются живыми документами, которые разрабатываются последовательно-параллельно друг к другу, и план управления всегда опирается на результаты PFMEA, и нельзя проводить изменение одного из документов без соответствующих изменений в другом, конечно по взаимосвязанным разделам

(требования/характеристики продукта и процесса, меры по предупреждению и обнаружению дефектов и причин).

Программная поддержка разработки и оформления планов управления самостоятельно обычно не осуществляется - существуют программы по типу САПР ТП ВЕРТИКАЛЬ от компании Аскон (оформляется в рамках общего проекта по разработке процесса), либо в сцепке с FMEA - в соотвествующих программных продуктах (см. п. 1.5). Хотя чаще всего план управления просто оформляется в MS Excel или MS Word, что конечно формально достаточно, но не позволяет программно избегать ошибок, связанных с несоответствием нумерации, обозначения операций и характеристик продукта и процесса, мер управления процессом.

Представляется, что для максимальной пользы и удобства необходимо реализовывать взаимосвязь между картой потока процесса, FMEA и планом управления непосредственно в программном продукте. Тогда можно исключить множество несостыковок и ошибок при разработке и оформлении этих трех взаимосвязанных документов, а также можно сделать обязательным требование невозможности изменения одного документа без последовательного изменения других, либо сделать систему напоминаний о необходимости внесения изменений в связанные документы.

В этом разделе была рассмотрена только одна самая важная цепочка документов, хотя в современном автопроме при проектировании и разработки нового продукта и процесса его изготовления таких цепочек может быть несколько. В принципе и рассмотренная цепочка не полная, мы начали анализ с разработки процесса, хотя начало этой цепочки находится на предыдущих этапах APQP - планирование и одобрение концепции продукта и проектирование и разработка самого продукта. Да, на этих этапах за разработку обычно отвечают специалисты по проектированию продукта, т.е. конструкторы, а не технологи как на 3-5 этапах APQP, но так как это командная работа, то все члены команды должны понимать систему APQP и взаимосвязь всех этапов и документов в рамках нее, а не только свои узкие участки ответственности. Только в этом случае мы получим тот результат, который заложен в APQP - высоконадежный новый продукт, отвечающий всем требованиям и целям проекта, а также удовлетворяющий ожидания потребителя по качеству и безопасности.

Представленный анализ и рекомендации по особенностям применения DFMEA и PFMEA могут в значительной степени облегчить специалистам как освоение методологии FMEA, так и применение соотвествующих процедур FMEA при проектировании продукта и процесса его производства.

3.3 Выводы по главе 3

1. На основе обобщения информации о методе и процедуре применения FMEA с помощью программного обеспечения Protégé 5.5 разработана онтологическая модель процедуры FMEA в виде структуры классов и объектов предметной области, а также представлена визуализация данной модели в виде сетевых диаграмм по каждому из классов. Данная онтология предоставляет возможность любым специалистам выявить все имеющиеся зависимости между классами, а также все функции классов и свойства их данных, что позволяет понять процедуру FMEA, ее структуру, порядок анализа, а также функции и ответственность соответствующих ее участников.

2. На основе поэтпаного описания структуры процедуры FMEA и онтологии предметной области FMEA разработана и подробно описана функциональная модель процедуры в нотации IDEF0. Модель охватывает все этапы процедуры и представляет из себя трехуровневую структуру. Модель построена из предположения, что метод будет применяться в ручном режиме без использования программного обеспечения для поддержки процедуры. В данной модели были учтены все виды задач и их взаимосвязь, указаны ответственные лица для каждой задачи, а также используемые ресурсы и применяемые управляющие документы.

3. Так как возможности нотации IDEF0 не позволяют наглядно продемонстрировать роль каждого участника в процедуре FMEA на каждом этапе-функции, а также тот факт, что в нотации IDEF0 достаточно трудно наглядно отразить сервисные функции при использовании IT-поддержки процедуры FMEA, было принято решение выполнить на основе функциональной модели процедуры FMEA ее функционально-процессное моделирование в нотации BPMN. Данная модель была разработана и подробно описана, причем в предположении, что процедура FMEA будет реализовываться с поддержкой в виде соответствующего ПО. Данная модель позволяет наглядно представить все те же элементы и их взаимосвязь, что и функциональная модель, но кроме этого, в модели присутствует сервисные функции ПО, а также указана его структура. Ещё одним преимуществом данной модели является возможность отразить все ключевые события процедуры и логические элементы разделения потоков информации и действий, а также возможность четко разделить роли всех участников процедуры по видам задач и действиям.

4. На основе проведенного анализа, обобщения информации о методе и процедуре FMEA, а также результатов моделирования процедуры, предложены рекомендации по внедрению процедуры FMEA на предприятии. Данные рекомендации предполагают действия в виде нескольких последовательных этапов - исследование ситуации на предприятии, подготовка к внедрению процедуры FMEA, организация работы по процедуре FMEA, учет особенностей и

взаимосвязи ОБМЕЛ, PFMEA и других элементов управления качеством, применяемых в автопроме. Представлено подробное описание каждого из этих этапов и даны рекомендации по их применению.

4 Результативность и эффективность процедуры управления рисками

4.1 Разработка моделей оценки эффективности и результативности процедур управления рисками

4.1.1 Модель оценки степени внедрения и правильности применения методики FMEA

Оценку степени внедрения и правильности применения методики FMEA на предприятии сделаем на основе метода оценки эффективности системы управления рисками (частично на базе метода COSO ERM [183]), в основе которого лежит оценка конкретных показателей системы управления рисками по компонентам СУР. В качестве компонентов системы управления рисками будем использовать этапы и подэтапы процедуры FMEA (см. п.4.1.1). Такой подход, основанный на создании модели оценки эффективности по показателям, соответствующим элементам структуры процедуры FMEA и проблемам (и причинам этих проблем) ее применения, выявленным на этих элементах (этапах), может позволить оценить процедуру FMEA по каждому элементу и этапу процедуры, а также сделать итоговую общую оценку процедуры по степени ее зрелости и уровню ее реализации на предприятии.

Для возможности оценки результативности и эффективности процедур управления рисками на примере FMEA, сформулируем ряд специфических показателей (Приложение 25) для каждого элемента процедуры FMEA, которые связаны с проблемами и их причинами, указанными в Приложении 24.

На основании модели оценки, представленной в Приложении 25 можно осуществлять совокупную оценку процедуры FMEA:

• в целом по всей процедуре - для получения интегральной оценки выполнения процедуры;

• по каждому этапу процедуры - для возможности визуализации и сравнения оценок выполнения процедуры по ее этапам;

• отдельно по этапу А3.2 «Анализ отказов» - для оценки процедуры анализа отказов. Для каждого показателя сформулирован вопрос, помогающий направить мысли эксперта

на объект оценки, а также ответы на этот вопрос, позволяющие оценить степень выполнения данного показателя. Для оценки степени выполнения конкретного показателя используется трёхбалльная оценка, где балл «2» ставится в случае полного выполнения показателя, балл «1» ставится в случае частичного выполнения условий, балл «0» ставится при существенных ошибках, не выполнении или отсутствии важных элементов.

Для оценки различных аспектов применения процедуры FMEA, показатели подразделяются на три основных типа ^^ - обозначение подэтапа процедуры, п - номер показателя внутри одного типа):

• для оценки степени документирования процедуры FMEA (в Приложении 25 выделены желтым, имеют обозначение Д-х.х-1) - показатели уровня документирования процедуры FMEA (в формулах имеют обозначение - Д);

• для оценки степени правильности выполнения процедуры FMEA (без выделения, имеют обозначение П-х.х-п) - показатели правильности выполнения процедуры FMEA (П);

• для оценки использования ПО для поддержки FMEA (выделены синим) есть два подтипа показателей:

о для оценки использования ПО на соответствующих этапах (имеют обозначение И-

х.х-п) - показатели уровня использования ПО (И); о для оценки степень владения этим ПО специалистами (имеют обозначение ИВ-х.х-1) - показатели степени владения специалистами ПО (ИВ).

При таком разделении показателей по виду, можно проводить оценку процедуры FMEA (или отдельных ее этапов) как по всем представленным показателям, так и разного рода выборочную оценку, исключая из общей системы оценивания некоторые типы показателей:

• в случае необходимости проверки только документированной процедуры - можно использовать только показатели степени документирования;

• в случае наличия приемлемой подробной документированной процедуры FMEA -можно оценивать только степень ее выполнения, т.е. использовать только показатели выполнения - это ядро системы оценивания.

• в случае неиспользования ПО при проведении FMEA - можно не использовать вопросы, которые с ним связаны;

• в случае необходимости проверки степени соответствия у имеющегося или планируемого для закупки ПО задачам процедуры FMEA - можно использовать только показатели оценки использования ПО;

• в случае необходимости проверки уровня владения имеющимся ПО у специалистов-можно использовать только показатели степени владения ПО.

Опишем общую систему оценки процедуры FMEA по всем видам показателей, для чего представим формулы для расчета самих показателей, а также различные их комбинации для оценки соответствующих аспектов.

Расчет всех четырех типов показателей (П, Д, И, ИВ) в рамках подэтапов процедуры FMEA осуществляется одинаковым способом путем умножения уровня значимости (УЗ) конкретного показателя на коэффициент его выполнения (КВ) и не зависит от его типа:

Хщ = УЗк1ГКВщ, (4.1)

где k - номер этапа процедуры FMEA; i - номер подэтапа внутри соответствующего этапа процедуры

FMEA; j - номер показателя внутри ьго подэтапа процедуры FMEA; Хкц - _)-ый показатель определенного типа внутри >го подэтапа к-го этапа процедуры FMEA; УЗк^ - уровень значимости j-го показателя внутри >го подэтапа к-го этапа процедуры FMEA; КВкц - коэффициент выполнения j-го показателя внутри >го подэтапа к-го этапа процедуры FMEA.

Уровень значимости для каждого показателя по каждому подэтапу каждого этапа процедуры FMEA задаются посредством предварительной экспертной оценки или определяется напрямую высшим руководством. При этом, уровни значимости показателей распределяются так, чтобы сумма уровней значимостей всех показателей по всем подэтапам всех этапов процедуры FMEA была равна 1:

ь М1 к=1 ¿=1}=1

(4.2)

где к - номер этапа процедуры FMEA; i - подэтапа процедуры FMEA по порядку; j - номер показателя внутри >го подэтапа процедуры FMEA; Ь=5 - общее количество этапов процедуры FMEA; Ык - общее количество подэтапов внутри к-го этапа процедуры FMEA; М1 - общее количество показателей внутри > го подэтапа процедуры FMEA; УЗк^ - уровень значимости j-го показателя внутри >го подэтапа к-го

этапа процедуры FMEA.

Сумма уровней значимостей показателей, реализуемых в рамках 1-го подэтапа процедуры FMEA, фактически определяет значимость конкретного подэтапа с точки зрения всей процедуры FMEA:

м1 )=1

(4.3)

где к - номер этапа процедуры FMEA; 1 - номер подэтапа процедуры FMEA по порядку; j - номер показателя внутри >го подэтапа процедуры FMEA; j - номер показателя внутри >го подэтапа процедуры

FMEA; М1 - количество показателей внутри >го подэтапа процедуры FMEA; УЗк^ - уровень

значимости j-го показателя внутри >го подэтапа к-го этапа процедуры FMEA; УЗк1 - уровень значимости >го подэтапа к-го этапа процедуры FMEA.

Сумма уровней значимостей показателей, реализуемых в рамках к-го этапа процедуры FMEA, фактически определяет значимость конкретного этапа с точки зрения всей процедуры FMEA:

УЗк = ^УЗк1, i=1

(4.4)

где к - номер этапа процедуры FMEA; 1 - номер подэтапа процедуры FMEA; - общее количество подэтапов внутри к-го этапа процедуры FMEA; УЗ^ - уровень значимости 1-го подэтапа внутри к-го этапа процедуры FMEA; УЗ^ - уровень значимости к-го этапа процедуры FMEA.

Организация может отказаться от определения уровня значимости вообще или использовать уровни значимости начиная с уровня подэтапов процедуры FMEA. В этом случае также эти уровни значимости задаются посредством предварительной экспертной оценки или определяется напрямую высшим руководством по каждому подэтапу процедуры FMEA.

Коэффициент выполнения каждого показателя (КВ^у) зависит от степени выполнения данного показателя, которая сформулирована в виде ответов на вопрос о выполнении, соответствующий конкретному показателю, каждому ответу соответствует свой балл. В принципе, для каждого показателя организация может установить соответствующую шкалу значений коэффициентов выполнения, в данной работе предлагается трехбалльная система оценки (0-1-2).

По каждому подэтапу процедуры FMEA суммируются соответствующие показатели по каждому виду и определяется общий показатель реализации для этого подэтапа (ОП^):

ОПы = Пы + Ды + Иы + ИВЫ. (4.5)

При этом:

мП мД мИ м(ИВ

Пы = ^ Пfc¿y ; Ды = ^ Дкц ; Иы = ^ Икц ; ИВ^ = ^ ИВ^-,

]=1 ]=1 ]=1 ]=1 где к - номер этапа процедуры FMEA; 1 - номер подэтапа внутри к-го этапа процедуры FMEA; j - номер показателя определенного внутри 1-го подэтапа процедуры FMEA; М^ - общее количество показателей определенного вида внутри 1-го подэтапа процедуры FMEA; Пщ - _)-ый показатель правильности выполнения процедуры FMEA внутри 1-го подэтапа к-го этапа

процедуры FMEA;

Пи - суммарный показатель выполнения процедуры FMEA внутри 1-го подэтапа к-го этапа

процедуры FMEA;

Ды] - )-ый показатель уровня документирования процедуры FMEA внутри 1-го подэтапа к-го этапа

процедуры FMEA;

Ды - суммарный показатель уровня документирования процедуры FMEA внутри 1-го подэтапа к-го

этапа процедуры FMEA;

Икц - )-ый показатель уровня использования ПО внутри 1-го подэтапа к-го этапа процедуры FMEA; И,; - суммарный показатель уровня использования ПО внутри 1-го подэтапа к-го этапа процедуры

FMEA;

ИВиу - .¡-ый показатель степени владения специалистами ПО внутри 1-го подэтапа к-го этапа процедуры

FMEA;

ИВ^ - суммарный показатель степени владения специалистами ПО внутри 1-го подэтапа к-го этапа

процедуры FMEA.

Сумма общих показателей реализации по подэтапам процедуры FMEA позволяет сделать общую оценку по соответствующему этапу процедуры FMEA, после чего уже может быть сделан вывод о степени эффективность реализации конкретного этапа процедуры FMEA в организации:

ОП*

1=1

(4.6)

где к - номер этапа внутри процедуры FMEA; i - номер подэтапа внутри к-го этапа процедуры FMEA; N¡1 - общее количество подэтапов внутри к-го этапа процедуры FMEA; ОП^ - общий показатель оценки к-го этапа процедуры FMEA; ОП^ - общий показатель оценки >го подэтапа к-го этапа процедуры

FMEA.

Сумма общих показателей по всем этапам процедуры FMEA позволяет получить интегральную оценку, которая в свою очередь позволяет сделать общую оценку эффективности всей процедуры FMEA организации по шкале, которая устанавливается организацией самостоятельно:

ь

ОПШЕА = ^ ОП*, к=1

(4.7)

где к - номер этапа внутри процедуры FMEA; Ь - общее количество этапов процедуры FMEA; ОПРМЕА - общий показатель оценки всей процедуры FMEA; ОП^ - общий показатель оценки к-го этапа

процедуры FMEA.

Эффективность реализации процедуры FMEA определяется как процент достижения максимального результата по данной системе оценки. Она может определяться для каждого уровня процедуры FMEA - по подэтапам, по этапам и по всей процедуре:

• по подэтапам - ЭРк^ = • 100%;

• по этапам - ЭР^ = — 100%;

ОПк1тах к__

ОПк,

• по всей процедуре - ЭРРМЕА = оирМЕА • 100%.

ОПРМЕАтах

При этом:

ОПытах = 2 • М^ = 2 • (МП + мД + М? + М?В);

ОПк = V ОПЫ ;

Ктах / , К1тах' Ь=1

Ь

ОПРМЕА-тлу = £ ОПк

тах к=1

Для итоговой оценки эффективности отдельных подэтапов (ОП ), этапов (ОП, ) и всей процедуры FMEA в организации (ОПрМЁЛ ) предлагается использовать три оценочных уровня реализации процедуры (критерии эффективности):

• недостаточно обеспечивающий эффективность - ставиться, если ОП;, ОП, или 0nFM£^ меньше половины их максимальных значений - {ЭР^, ЭР,, ЭРрМЁЛ) G

[0%,50%);

• не полностью обеспечивающий эффективность - ставится, если ОП;, ОП, или ОПрМЁЛ равны или больше половины, но меньше их максимальных значений -{ЭР^ЭР*,ЭР™ЯЛ} G [50%, 100%);

• полностью обеспечивающий эффективность - ставится только при получении максимальных значений ОП^, ОП, или ОПрМЁЛ - {ЭР^, ЭР,, ЭРрМЁЛ} = 100%.

Определение уровня реализации отдельных аспектов (по видам показателей) процедуры FMEA осуществляется путем суммирования соответствующих видов показателей по сначала по отдельным этапам, а потом и по всей процедуре.

Расчет интегральных показателей по отдельным аспектам процедуры FMEA по каждому этапу осуществляется следующим образом:

Wfc Wfc Wfc Wfc

ИП, = ; ИД, = ; ИИ, = ; ИИВ, = ^ ИВ,;,

¿=1 ¿=1 ¿=1 ¿=1

(4.9)

где к - номер этапа процедуры FMEA; 1 - номер подэтапа внутри к-го этапа процедуры FMEA; -общее количество подэтапов внутри к-го этапа процедуры FMEA;

- суммарный показатель правильности выполнения процедуры FMEA внутри 1-го подэтапа к-го

этапа процедуры FMEA; ИП, - интегральный показатель выполнения процедуры FMEA к-го этапа процедуры FMEA; Дй( - суммарный показатель уровня документирования процедуры FMEA внутри 1-го подэтапа к-го

этапа процедуры FMEA;

ИД, - интегральный показатель уровня документирования процедуры FMEA к-го этапа процедуры

FMEA;

- суммарный показатель уровня использования ПО внутри 1-го подэтапа к-го этапа процедуры

FMEA;

ИИ, - интегральный показатель уровня использования ПО к-го этапа процедуры FMEA; ИВ,( - суммарный показатель степени владения специалистами ПО внутри 1-го подэтапа к-го этапа

процедуры FMEA;

ИИВ, - интегральный показатель степени владения специалистами ПО к-го этапа процедуры FMEA.

Расчет интегральных показателей по отдельным аспектам по всей процедуре FMEA осуществляется следующим образом:

ььь ь

ИП™ЯЛ = ^ИП,; ИД™ЯЛ = ^ИД,; ИИтял = ^ИИ, ; ИИВтял = ^ ИИВ, ; &=1 &=1 &=1 &=1

где k - номер этапа внутри процедуры FMEA; L - общее количество этапов процедуры FMEA; ИП, - интегральный показатель выполнения процедуры FMEA k-го этапа процедуры FMEA; ИП^М£д - интегральный показатель выполнения всей процедуры FMEA; ИД, - интегральный показатель уровня документирования процедуры FMEA k-го этапа процедуры

FMEA;

ИДрмял - интегральный показатель уровня документирования всей процедуры FMEA; ИИ, - интегральный показатель уровня использования ПО k-го этапа процедуры FMEA;

- интегральный показатель уровня использования ПО всей процедуры FMEA; ИИВ, - интегральный показатель степени владения специалистами ПО k-го этапа процедуры FMEA; ИИВ^М£4 - интегральный показатель степени владения специалистами ПО всей процедуры FMEA.

Эффективность реализации отдельных аспектов процедуры FMEA также определяется как процент достижения максимального результата по данной системе оценки. Можно оценивать по всем уровням процедуры FMEA - см. таблицу 4.1.

Таблица 4.1 - Формулы для определения эффективности отдельных аспектов процедуры FMEA

Уровень процедуры

Формулы для расчета эффективности по аспектам процедуры FMEA

Выполнение процедуры

Уровень документирования

Уровень использования ПО

Уровень владения ПО

Подэтап

ЭВП^ = -П*^100%;

П'1та1

ЭДы =

Ды .

Дк1гао!

100%;

ЭИ^ = • 100%;

ЭИВкг = 100%;

ИВИ

Этап

ЭВПЙ = ИП* • 100%;

ЭД^ = шИ^ 100%;

ЭИь = ИИ* • 100%;

ЭИВЙ = 100%;

ИИВ^

ийв^З

Вся

процедура

ЭВП

РМ£"Л =

ипрмел

100%.

эдрмвл = 100%.

ВДрмел

ИДрМЕЛта

ЭИ

РМ£"Л =

ЭИВРМЯЛ : ИИВРМЕЛ

100%.

ИИВРМЕЛ„

100%.

Максимальные значения суммарных показателей вычисляются по следующим формулам:

Пы = 2 • МП; Д^£ = 2 • МД; Иы =2^МИ; ИВЫ = 2^мР ИП

¿=1 ¿=1

¿=1 ¿=1

L L

= X ИДРМЯЛтах = ^ ИД^тах;

fc=1 fc=1

L L

= X ИИ^тй,; ИИВ^мялтах = X ИИВА

ИИРМ£Лтах = ^ ИИ^тах; ИИВ™£Лтах = ^ ИИВ*т„г;

(4.11)

В качестве критериев эффективности также можно использовать три оценочных уровня:

• недостаточно обеспечивающий эффективность - ставиться, если показатель эффективности Е [0%,50%);

• не полностью обеспечивающий эффективность - ставится, если показатель эффективности Е [50%, 100%);

• полностью обеспечивающий эффективность - ставится только показатель эффективности = 100%.

«Подготовка и планирование FMEA»

Рисунок 4.1 - Сравнительная оценка показателей эффективности по этапам процедуры FMEA с

помощью лепестковой диаграммы

Для наилучшего и более удобного использования представленной системы оценки удобнее всего сформировать в программе MS Excel (или ей подобной) шаблон или форму, с помощью которой можно сразу выбирать нужный балл в критерии выполнения каждого показателя (KBfcjy), после чего автоматически вычислять все виды показателей с помощью использования соответствующих формул. Результаты оценки могут быть визуализированы с помощью лепестковой диаграммы (см. пример на рисунке 4.1) для всех уровней оценки процедуры FMEA (красная крупнопунктирная линия - показывает уровень 50% для сравнения).

4.1.2 Оценка результативности и эффективности процедуры FMEA

4.1.2.1 Модели оценки результативности процедуры FMEA

Для определения результативности применения процедуры FMEA (т.е. фактически управленческую эффективность системы управления техническими рисками на этапе

проектирования продукта и процесса его производства) нам необходимо сравнивать результаты ее применения с поставленной целью (см. (1.4) п.1.3.2).

Напомним общую цель применения процедуры FMEA, сформулированную в п. 1.2.1.1 -«FMEA проводят с целью предупреждения возникновения и (или) ослабления тяжести возможных последствий (т.е. устранения или снижения риска) дефектов конструкции технического объекта и процесса его производства...».

Для того, чтобы иметь возможность оценить достижение цели, т.е. иметь возможность оценить результативность, необходимо определить ряд показателей, характеризующих результат применения процедуры FMEA. Далее, для непосредственной оценки результативности, необходимо для каждого из показателей сформулировать цели, исходя из общей цели применения процедуры FMEA.

Для оценки результата применения процедуры FMEA нам необходимо оценивать и анализировать следующие показатели:

• Уровень выявленных идентифицированных видов отказов - это общее количество или доля (от общего количества идентифицированных) видов отказов (или общего количества отказов по этим видам), которые были идентифицированы в рамках FMEA и после чего были выявлены на стадиях серийного производства и эксплуатации конкретного продукта;

• Уровень выявленных неидентифицированных видов отказов - это общее количество или доля (от общего количества идентифицированных) видов отказов (или общего количества отказов по этим видам), которые не были идентифицированы в рамках FMEA и при этом были выявлены на стадии серийного производства и эксплуатации конкретного продукта.

В качестве абсолютных целей для этих двух показателей могут выступать следующие:

• 0 выявленных идентифицированных видов отказов - результативности по данной цели позволит нам фактически оценивать качество этапа анализа рисков (этап А3.2 модели процедуры FMEA), а также этапа разработки и внедрения корректирующих мер в отношении рисков (этап А4 модели процедуры FMEA);

• 0 выявленных неидентифицированных видов отказов - результативности по данной цели позволит нам фактически оценивать качество этапов планирования и сбора информации, предварительного исследования объекта анализа (в т.ч. структурного и функционального анализа - этапы А1, А2) и этапа идентификации рисков (этап А3.1 модели процедуры FMEA).

Кроме абсолютных целей можно, по решению предприятия, устанавливать цели, направленные на постепенное приближение к абсолютным целям - речь идет о конкретных

количествах или долях выявления идентифицированных и неидентифицированных видов отказов, которые вычисляются на момент установки этих целей и, с некоторым снижающим коэффициентом (в долях единицы, например, 0,9), устанавливаются в качестве целей на текущий период планирования.

Данные показатели можно оценивать интегрально, как по видам FMEA, так и по видам продуктов, а также совокупно по всем видам FMEA и совокупно по всем проанализированным за отчетный период продуктам и процессам их производства. Отчетный период может устанавливаться от начала серийного производства продуктов с шагом в 3 или 6 месяцев.

Кроме того, возможно применять относительные варианты показателя для оценки степени выявления отказов сразу после проведения FMEA, опираясь на исторические данные по аналогам вместо фактических данных по разрабатываемому продукту. Этот вариант позволит делать предварительную оценку, которая после запуска серийного производства может уже уточняться фактическими данными.

Кроме предложенных показателей можно использовать и обобщенные показатели, которые связывают оба вышеописанных показателя в единой оценке, например:

• Уровень улучшения продукта по сравнению с аналогами по результатам FMEA. Данный показатель представляет из себя оценку общего количества выявленных отказов (идентифицированных и неидентифицированных в рамках FMEA) в сравнении с общим количеством выявленных отказов по предыдущей версии продукта (для ситуаций модернизаций) или общего реального количества отказов по такому же типу продукта/аналога (для ситуаций с новыми продуктами) - этот показатель сравнивается с установленным уровнем улучшения продукта относительно аналога, выраженном в виде коэффициента улучшения (в долях единицы, например, 0,9).

Математические модели для расчета предложенных показателей результативности процедуры FMEA

Если предприятие применяет оба основных вида FMEA (DFMEA и PFMEA), то и показатели необходимо разделить на эти виды, после чего, если это необходимо, для оценки общей результативности использовать суммарный показатель. В случае применения только анализа конструкции (DFMEA) или только анализа процессов (PFMEA) предприятие может использовать только соответствующих подвид общего показателя.

Определим элементы (исходные показатели) и формулы для расчета показателей результативности процедуры FMEA по следующим группам показателей:

• «Уровень выявленных идентифицированных видов отказов»;

• «Уровень выявленных идентифицированных отказов»;

• «Доля выявленных идентифицированных отказов»;

• «Уровень выявленных неидентифицированных видов отказов»;

• «Уровень выявленных неидентифицированных отказов»;

• «Доля выявленных неидентифицированных отказов»;

• «Уровень улучшения продукта по сравнению с аналогами по результатам FMEA».

1) Группа показателей «Уровень выявленных идентифицированных видов отказов» предназначена для оценки результативности процедуры FMEA, но не всей, а этапа анализа рисков (А3.2) и этапа разработки и внедрения корректирующих мер в отношении выявленных приоритетных рисков (А4). Именно на этих этапах мы фактически находим причины отказов, после чего предлагаем и реализуем корректирующие меры в отношении причин этих отказов. Эта группа показателей сосредотачивает оценку на факте возникновения на этапах производства и эксплуатации выявленных в FMEA видов отказов, т.е. мы оцениваем не общее количество отказов, а только количество видов таких отказов. Это однозначно характеризует результативность анализа рисков и корректирующих мер в отношении этих рисков. В данной группе показателей представлены показатели, позволяющие оценить результативность по конкретному продукту, как отдельно DFMEA и PFMEA, так и совокупно, если на предприятии применяются оба метода. Также есть показатели, позволяющие оценить среднее значение показателей по всем продуктам, проанализированным в отчетном периоде (с шагом 3 или 6 месяцев после запуска серийного производства). Описание формул для расчета группы показателей «Уровень выявленных идентифицированных видов отказов» представлено в таблице 1 Приложения 27.

2) Группа показателей «Уровень выявленных идентифицированных отказов» также предназначена для оценки результативности процедуры FMEA на этапе анализа рисков (А3.2) и этапе разработки и внедрения корректирующих мер в отношении выявленных приоритетных рисков (А4). Эта группа показателей также сосредотачивает оценку на факте возникновения на этапах производства и эксплуатации, выявленных в FMEA отказов, но здесь мы оцениваем именно общее количество отказов, а не количество видов таких отказов. Это также позволяет однозначно оценить результативность анализа рисков и корректирующих мер в отношении этих рисков. В данной группе показателей также представлены показатели, позволяющие оценить результативность по конкретному продукту, как отдельно DFMEA и PFMEA, так и совокупно, если на предприятии применяются оба метода. Кроме того, есть показатели, позволяющие оценить среднее значение количества выявленных идентифицированных в FMEA отказов по всем продуктам, проанализированным в отчетном периоде (с шагом 3 или 6 месяцев после запуска серийного производства). Описание формул для расчета группы показателей «Уровень выявленных идентифицированных отказов» представлено в таблице 2 Приложения 27.

3) Группа показателей «Доля выявленных идентифицированных отказов» также предназначена для оценки результативности процедуры FMEA на этапе анализа рисков (А3.2) и этапе разработки и внедрения корректирующих мер в отношении выявленных приоритетных рисков (А4). Эта группа показателей сосредотачивает оценку на относительных величинах, которые связывают количество отказов, выявленных при производстве и эксплуатации продукта/процесса, проанализированного с помощью FMEA, с общим количеством выявленных на данных стадиях отказов, причины которых связаны соответственно с конструкцией или процессом изготовления продукта (для DFMEA и PFMEA). Это также позволяет однозначно оценить результативность анализа рисков и корректирующих мер в отношении этих рисков. В данной группе показателей также представлены показатели, позволяющие оценить долю идентифицированных выявленных отказов по конкретному продукту, как отдельно DFMEA и PFMEA, так и совокупно, если на предприятии применяются оба метода. Кроме того, есть показатели, позволяющие оценить среднее значение доли выявленных идентифицированных в FMEA отказов по всем продуктам, проанализированным в отчетном периоде (с шагом 3 или 6 месяцев после запуска серийного производства). Описание формул для расчета группы показателей «Доля выявленных идентифицированных отказов» представлено в таблице 3 Приложения 27.

4) Группа показателей «Уровень выявленных неидентифицированных видов отказов» предназначена для оценки результативности оставшейся части процедуры FMEA - этапов планирования и сбора информации (этап А1 модели процедуры FMEA), предварительного исследования объекта анализа (в т.ч. структурного и функционального анализа - этап А2) и этапа идентификации рисков (этап А3.1). Именно на этих этапах мы фактически закладывается информационный базис, который позволяет правильно спланировать анализ, в т.ч. собрать, обработать и проанализировать всею возможную и необходимую для успешного анализа информацию, а также построить модель объекта анализа и проанализировать ее на предмет функций объекта анализа и требований к нему. Эта группа показателей сосредотачивает оценку на факте возникновения на этапах производства и эксплуатации, не выявленных в FMEA видов отказов, здесь мы оцениваем не общее количество отказов, а только количество видов таких отказов. Это однозначно характеризует результативность планирования, предварительного анализа и этапа идентификации видов отказов объекта. В данной группе показателей представлены показатели, позволяющие оценить результативность по конкретному продукту, как отдельно DFMEA и PFMEA, так и совокупно, если на предприятии применяются оба метода. Также есть показатели, позволяющие оценить среднее значение доли идентифицированных отказов по всем продуктам, проанализированным в отчетном периоде (с шагом 3 или 6 месяцев после запуска серийного производства). Описание формул для расчета группы показателей

«Уровень выявленных неидентифицированных видов отказов» представлено в таблице 4 Приложения 27.

5) Группа показателей «Уровень выявленных неидентифицированных отказов» также предназначена для оценки результативности оставшейся части процедуры FMEA - этапов планирования и сбора информации (этап А1 модели процедуры FMEA), предварительного исследования объекта анализа (в т.ч. структурного и функционального анализа - этап А2) и этапа идентификации рисков (этап А3.1). Именно на этих этапах мы фактически закладывается информационный базис, который позволяет правильно спланировать анализ, в т.ч. собрать, обработать и проанализировать всею возможную и необходимую для успешного анализа информацию, а также построить модель объекта анализа и проанализировать ее на предмет функций объекта анализа и требований к нему. Эта группа показателей также сосредотачивает оценку на факте возникновения на этапах производства и эксплуатации, не выявленных в FMEA отказов, но здесь мы оцениваем именно общее количество отказов, а не количество видов таких отказов. Это также позволяет однозначно оценить результативность планирования, предварительного анализа и этапа идентификации видов отказов объекта. В данной группе показателей представлены показатели, позволяющие оценить результативность по конкретному продукту, как отдельно DFMEA и PFMEA, так и совокупно, если на предприятии применяются оба метода. Кроме того, есть показатели, позволяющие оценить среднее значение количества выявленных, но не идентифицированных в FMEA отказов по всем продуктам, проанализированным в отчетном периоде (с шагом 3 или 6 месяцев после запуска серийного производства). Описание формул для расчета группы показателей «Уровень выявленных неидентифицированных отказов» представлено в таблице 5 Приложения 27.

6) Группа показателей «Доля выявленных неидентифицированных отказов» также предназначена для оценки результативности оставшейся части процедуры FMEA - этапов планирования и сбора информации (этап А1 модели процедуры FMEA), предварительного исследования объекта анализа (в т.ч. структурного и функционального анализа - этап А2) и этапа идентификации рисков (этап А3.1). Именно на этих этапах мы фактически закладывается информационный базис, который позволяет правильно спланировать анализ, в т.ч. собрать, обработать и проанализировать всею возможную и необходимую для успешного анализа информацию, а также построить модель объекта анализа и проанализировать ее на предмет функций объекта анализа и требований к нему. Эта группа показателей сосредотачивает оценку на относительных величинах, которые связывают количество отказов, выявленных при производстве и эксплуатации продукта/процесса, но не идентифицированных и не проанализированных в FMEA, с общим количеством выявленных на данных стадиях отказов, причины которых связаны соответственно с конструкцией или процессом изготовления продукта

(для DFMEA и PFMEA). Это также позволяет однозначно оценить результативность планирования, предварительного анализа и этапа идентификации видов отказов объекта. В данной группе показателей представлены показатели, позволяющие оценить результативность по конкретному продукту, как отдельно DFMEA и PFMEA, так и совокупно, если на предприятии применяются оба метода. Кроме того, есть показатели, позволяющие оценить среднее значение доли выявленных, но не идентифицированных в FMEA отказов по всем продуктам, проанализированным в отчетном периоде (с шагом 3 или 6 месяцев после запуска серийного производства). Описание формул для расчета группы показателей «Доля выявленных неидентифицированных отказов» представлено в таблице 6 Приложения 27.

7) Группа показателей «Уровень улучшения продукта по сравнению с аналогами по результатам FMEA» позволяет сравнить результативность процедуры FMEA примененной в отношении текущего разрабатываемого продукта и процесса, по сравнению с предыдущей процедурой FMEA, примененной в отношении предшественника (предыдущей версии) или аналога. Отношение общего количества выявленных идентифицированных и неидентифицированных отказов по текущему продукту к таким же данным по аналогу позволяет оценить степень изменения результативности и оценить есть ли улучшение или нет. Описание формул для расчета группы показателей «Уровень улучшения продукта по сравнению с аналогами по результатам FMEA» представлено в таблице 7 Приложения 27.

Представленные группы показателей позволят предприятию оценивать результативность основных этапов процедуры FMEA (по видам и совокупно), как отдельно, так и в виде показателей результативности процесса СМК, который отвечает за этапы проектирования продукта и процесса его производства. Выбор конкретного показателя зависит от желания и возможностей предприятия по сбору и анализу необходимой для этого информации.

4.1.2.2 Модели оценки эффективности процедуры FMEA

Для определения эффективности применения процедуры FMEA (т.е. фактически экономической эффективность системы управления техническими рисками на этапе проектирования продукта и процесса его производства) нам необходимо сравнивать результаты ее применения с поставленной целью (см. (1.5) и (1.6) п.1.3.2). Возьмем за основу методы количественной оценки экономической эффективности систем управления, рассмотренные в п.1.3.6 данной работы, но несколько модифицируем использованные там подходы.

Для определения эффективности процедуры FMEA рассчитаем два финансовых показателя, связанных с применением процедуры FMEA:

• Общие потери от отказов, выявленных в производстве и эксплуатации после применения процедуры FMEA (как идентифицированных при анализе, так и

неидентифицированных) - обозначим это показатель как УПобщ - это фактический уровень потерь от отказов, выявленных в производстве и эксплуатации, причины которых связаны с конструкцией (это отказы, которые были как идентифицированы, так и не идентифицированы в DFMEA) и процессом их производства (т.е. отказы, которые были как идентифицированы, так и не идентифицированы в PFMEA). Данный уровень потерь можно определить, зная общее количество отказов всех видов, а также стоимость устранения этих отказов. Стоимость устранения включает в себя целый набор элементов, состоящий из стоимостей всех видов действий в отношении выявленных отказов и стоимости управления этими проблемами, в т.ч. анализ причин, разработка и внедрение сдерживающих и корректирующих мер, компенсация потребителям;

• Общие затраты на применение процедуры FMEA - обозначим как ФСобщ - это по сути совокупный показатель, в который входят - стоимость обучения (внешнего или внутреннего (методу + ПО), команды и модератора), стоимость ресурсов (вспомогательных материалов, стоимость использования оборудования и помещений, стоимость связи, стоимость ПО), стоимость работы участников процедуры (команды, модератора, руководителя проекта, инженеров), стоимость предпринятых в рамках FMEA КД (полная - в т.ч. работа людей, материалы, оборудование).

Для непосредственной оценки эффективности соотнесем уровень потерь из-за неудовлетворительного применения процедуры FMEA и уровень затрат на применение процедуры FMEA:

г-чПрИМ _ УПобщ 1

ЭРМЕА = , (4.12)

ФСобщ

где:

Э^меа- эффективность применения процедуры FMEA;

УПобщ - общий уровень потерь от отказов, выявленных в производстве и эксплуатации после применения процедуры FMEA;

ФСобщ - общая фактическая стоимость применения процедуры FMEA (по всей процедуре).

Данный относительный показатель будет характеризовать эффективность применения процедуры FMEA (т.е. насколько эффективно была применена методика FMEA с точки зрения затраченных средств). Но здесь важно отметить, что этот показатель нельзя в полной мере считать классической эффективностью системы управления рисками, т.к. для этого необходимо оценивать результат применения СУР в виде разницы между общими финансовыми результатами предприятия до и после применения СУР в виде экономического сравнения двух ситуаций - ситуации, когда меры в отношении рисков не будут предприняты; и ситуации, когда

меры в отношении рисков будут предприняты. Это достаточно сложная процедура, требующая значительных усилий, направленных на идентификацию финансовых показателей, необходимых для такого сравнения, а также на их систему учета. Предлагаемый в данной работе подход значительно проще для технических структур предприятия, занимающихся именно управлением техническими рисками.

В качестве еще одного показателя для оценки эффективности процедуры FMEA можно использовать относительную оценку, связывающую фактический и ожидаемый уровень потерь от выявленных проблем с качеством разрабатываемого продукта и процесса. Данную оценку можно использовать в качестве показателя улучшения процедуры FMEA, где в качестве ожидаемого уровня можно использовать оценку, определенную на основе реальных потерь по продукту-аналогу (или по предыдущей модификации продукта), рассчитанную по той же системе:

■■прим _ УПобщ

уприм _ "ЧЩ (А Н ,4

УПобщ

где:

У^меа - показатель улучшения эффективности применения процедуры FMEA;

УПобщ - общий уровень потерь от отказов продукта, выявленных в производстве и эксплуатации после применения процедуры FMEA;

УПаобщ - общий уровень потерь от отказов продукта-аналога, выявленных в производстве и эксплуатации после применения процедуры FMEA.

Этот показатель можно сравнивать с установленным уровнем улучшения продукта относительно аналога, выраженном в виде коэффициента улучшения (в долях единицы, например, 0,9).

Кроме показателя относительной эффективности применения процедуры для полноты анализа необходимо оценить и результативность планирования затрат на применение FMEA (результативность планирования ресурсов):

оплан _ ПЗобщ (л а\

ФСобщ

где:

ЭрЛа^Нл - общая эффективность планирования процедуры FMEA;

ПЗобщ - общие плановые затраты на процедуру FMEA (поэтапные и общие);

ФСобщ - общая фактическая стоимость применения процедуры FMEA.

Система показателей для оценки эффективности применения процедуры ЕМЕЛ

Сначала определим систему показателей для расчета уровень потерь от выявленных отказов (УПобщ). Для этого на основе показателей из таблиц 1-5 Приложения 27 сформулируем

показатели, которые позволят определить фактический уровень потерь и рассчитать эффективность процедуры FMEA.

Здесь стоит отметить важный момент - отказы, выявленные в эксплуатации и производстве продукта, нужно учитывать не все, а только те, что своей причиной имеют конструкцию и/или спроектированный процесс (т.е. то, что анализируется и дорабатывается в рамках соответствующих этапах разработки с использованием процедуры FMEA), при этом из общего перечня должны быть исключены отказы, причины которых связаны с исполнительскими ошибками при производстве и эксплуатации продукта, также необходимо исключать отказы, причины которых связаны с неудовлетворительным качеством закупаемых материалов и компонентов. Отсюда возникает необходимость отдельной идентификации отказов по типу причин, что требует анализа причин всех выявленных отказов.

Подробное описание всех формул для расчета группы показателей предназначенных для оценки уровня потерь от выявленных отказов (УПобщ) представлено в Приложении 28.

Для того, чтобы однозначно определить общий перечень затрат на устранение вида отказ по типу затрат, необходимо было выделить два основных типа видов отказа:

• виды отказа, причины которых связаны с конструкцией продукта - данные виды отказа должны рассматриваться в рамках DFMEA;

• виды отказа, причины которых связаны с процессом производства продукта - данные виды отказа должны рассматриваться в рамках PFMEA (ещё раз отметим - здесь не рассматриваются отказы, в основе которых лежат специальные, а не системные причины, т.е. рассматриваются только причины, связанные со спроектированном процессом, а не случайными сбоями в работе персонала, оборудования, использования некачественного сырья, материалов и комплектующих и т.д. при производстве продукта).

Кроме того, для определения общих затрат, также значение имеет также место выявление вида отказа:

• на этапе производства/сборки продукта - предполагается, что дальше вид отказ не прошел;

• на этапе эксплуатации продукта.

Именно поэтому для определения стоимости стоимость устранения отказа 1-го вида ]-го продукта предусмотрены четыре типа показателей - С™,■^Па^СПэ1СППц (см. Приложение

1) Iу Iу Iу

28). Данные показатели выделены с целью демонстрации различий в своем формировании, т.е. состава затрат на устранение соответствующего типа вида отказа.

Устранение выявленного вида отказа включает в себя два основных этапа:

• коррекция вида отказа - запуск оперативных мер защите потребителей от вида отказа и его последствий, устранение самого вида отказа и компенсация потерь для потребителя;

• корректирующие действия в отношении вида отказа - анализ причин, разработка и внедрение мер по их устранению.

В зависимости от этапа выявления вида отказа будет в значительной степени зависеть состав и объем мер, связанных с коррекцией и корректирующими действиями в отношении выявленного вида отказа.

Укажем основные виды затрат и их распределение по типам видов отказов в случае коррекции вида отказа:

• Затраты на разработку и внедрение оперативных мер в отношении вида отказа (в т.ч. информирование потребителей, усиление контроля, блокировка и анализ готовой продукции, анализ оперативной обстановки с отказом и др.) для защиты потребителей (сборщиков) на этапе производства продукта (обычно осуществляется поставщиком в рамках процесса решения проблем);

• Затраты на устранение вида отказа (в т.ч. изъятие/отзыв продукции с видом отказа, ее исследование, хранение и утилизация) в эксплуатации;

• Компенсация конечному потребителю потерь от вида отказа (по рекламациям);

• Компенсация сборщику потерь от вида отказа, в т.ч. затрат на устранение вида отказа. Укажем основные виды затрат и их распределение по типам видов отказов в случае

корректирующих мер:

• Вид отказа, связан с конструкцией продукта:

о Затраты на анализ причин вида отказа, связанного с конструкцией продукта; о Затраты на доработку конструкции продукта;

о Затраты на доработку процесса, связанную с измененной конструкцией продукта; о Затраты на внедрение изменений в процесс производства продукта с измененной конструкцией;

о Затраты на внедрение изменений в процесс эксплуатации продукта с измененной конструкцией;

• Вид отказа связан с процессом производства продукта:

о Затраты на анализ причин вида отказа, связанного с процессом производства продукта;

о Затраты на доработку процесса производства продукта; о Затраты на внедрение изменений в процесс производства продукта.

На основании приведенного выше перечня видов затрат сформируем матрицу соответствия этих видов затрат и показателей стоимости устранения видов отказа разного рода - см. таблицу 4.2.

В каждом из представленных в таблице 4.2 видах затрат необходимо учитывать, как минимум, следующие аспекты:

• стоимость труда исполнителей (количество затраченных на устранение часов/дней по каждому типу исполнителя);

• стоимость необходимых материалов (количество или объем используемых материалов по каждому типу);

• стоимость использования соответствующего оборудования, помещений, коммунальных и иных ресурсов, связи и ПО (амортизация, аренда, оплата за использование за количество затраченных на устранение часов/дней).

Для упрощения системы определения стоимости устранения видов отказов по видам затрат предприятию разумнее всего осуществлять нормирование этих затрат по видам и их составляющим (аспектам). Данные нормы следует пересматривать с определенной периодичностью в соответствии с изменением финансовых показателей и цен.

Для определения общих плановых затрат (ПЗо6щ) на процедуру БМЕЛ также сначала

необходимо выделить и запланировать поэтапно и суммарно все предполагаемые затраты:

5

ПЗобщ = ^ПЗ*, (4.15)

к=1

где к - номер этапа процедуры БМЕЛ.

Таблица 4.2 - Перечень видов затрат, необходимых для определения стоимости устранения различных видов отказов

№ п/п Вид затрат Показатели стоимости устранения различных видов отказа