Превращение качества в надежность

1. отношения с поставщиками
2. обеспечение устойчивости изделий к внешним воздействиям при проектировании
3. совершенствование производственных процессов
4. предупреждение неправильного обращения потребителя с приобретенными изделиями
5. корпоративное управление
6. целевой маркетинг
7. учет условий эксплуатации изделий потребителем.

В настоящей статье рассмотрены некоторые основные различия между качеством и надежностью применительно к перечисленным сторонам деятельности компании и показано, что стремление к созданию высококачественной продукции далеко не всегда автоматически обеспечивает ее высокую надежность. В статье приведен также перечень мероприятий, критически важных с точки зрения создания такого уровня процессов разработки изделий, которые обеспечивают их высокую надежность. Достижение высокого качества не тождественно обеспечению надежности. Рассмотрена общая схема совершенствования деятельности предприятий, предусматривающая учет накопленного опыта, оптимизацию затрат, комплексное разрешение возникающих проблем и проведение превентивных мероприятий.

Введение

Далеко не все понимают, что качество и надежность взаимосвязаны только в определенных условиях, причем природа этой связи, вероятно, намного сложнее того, что можно себе представить. В отсутствие одного или нескольких условий может оказаться, что качество и надежность зачастую оказываются слабо связанными друг с другом. Ниже приведен перечень из семи аспектов процесса создания продукции, обеспечивающих связь между качеством и надежностью. Эти аспекты перечислены в последовательности, примерно отражающей их значимость для обеспечения подобной увязки.

1. проектное обеспечение устойчивости изделий к внешним воздействующим факторам (робастное проектирование);
2. обеспечение приспособленности изделий к условиям эксплуатации потребителями, установленным в техническом задании;
3. учет вероятного несоблюдения потребителями установленных правил эксплуатации и проектирование продукции в расчете на экстремальный вариант;
4. оценка и контроль поставщиков;
5. изучение целевых рынков;
6. стабильность производства;
7. производственные процессы.

Каждый из перечисленных выше аспектов вносит определенный вклад во взаимосвязи между качеством продукции и ее надежностью, который вкратце рассматривается ниже.

Робастное проектирование представляет собой подход, позволяющий связать между собой качество и надежность разрабатываемой продукции. Конструкторы обязаны выявить критически важные элементы и свойства разрабатываемого изделия, определяющие ее качество, которые затем должны быть объединены в устойчиво работающую систему. Для решения этой задачи применяют такие известные методы, как анализ видов и последствий потенциальных отказов (FMEA), анализ допусков и методы обеспечения технологичности при проектировании. Возможные разбросы параметров элементов системы и экстремальные условия при ее применении, порой даже выходящие за рамки, установленные в техническом задании, должны быть учтены разработчиками, а ее работоспособность в этих условиях проверена и документально подтверждена. Когда процесс разработки системы организован должным образом, обеспечивается ее устойчивость к неблагоприятным воздействиям и вариации параметров элементов. В результате качество и надежность оказываются тесно взаимосвязанными и ничто не способно отрицательно повлиять на процесс разработки изделий.

Обеспечение приспособленности изделий к условиям их эксплуатации потребителями, установленным в техническом задании на разработку и в технических условиях на проведение испытаний, является ключом к достижению их высокого качества. Неумение спроектировать вновь разрабатываемое изделие с учетом экстремальных условий, возникающих в процессе эксплуатации, приводит к тому, что от 30 % до 60 % продукции отказывает в течение проектируемого срока службы. Такие изделия часто рассматриваются потребителями как недостаточно надежные.

Разработка изделия, ориентированного насред-него потребителя, может быть неоправданной даже в случае обеспечения их высокой ремонтопригодности. Отказы систем, требующих серьезной технической поддержки в процессе эксплуатации, приводят к значительному финансовому ущербу. Такие системы должны быть приспособлены к долговременной эксплуатации в самых неблагоприятных условиях.

Изделие, спроектированное с учетом эксплуатации в экстремальных условиях, обладает повышенной надежностью как в неблагоприятных, так и в номинальных условиях.

Сосредоточение усилий конструкторов на обеспечении работоспособности изделий только в номинальных условиях зачастую ведет к потере корреляции между качеством и надежностью, поскольку не учитываются проблемы, которые могут возникнуть при их эксплуатации.

Примером может служить система управления воздушным движением над Центральной частью США. Вероятность безотказной работы этой системы за 20 часов непрерывной работы, оцененная по результатам эксплуатации, составляет 0,995 и обеспечивается трехкратным резервированием. Отдельные составные части системы могут ежедневно находиться в неисправном состоянии по 6 минут. Когда некоторый элемент системы отказывает, его замещает резервный и отказ происходит незаметно для всех участников полетов.

Выбор, контроль и оценка поставщиков обычно крайне важны с точки зрения приобретения высококачественных составных частей изделий. Задача оценивания поставщиков включает испытания их продукции на долговечность, подтверждающие однородность поставляемых составных частей и стабильность производственных процессов их изготовления. Это очень важно для обеспечения надежности конечной продукции, поскольку разброс параметров комплектующих изделий от одной партии к другой способен стать причиной неприемлемого качества на уровне системы в целом.

Выявление целевых рынков сбыта продукции служит еще одним способом услышать «голос потребителя» при выработке обоснованных требований к изделиям еще на ранних стадиях их разработки. Очень важно включить информацию о целевых рынках в процесс разработки изделий, чтобы на их основе выработать требования к техническим характеристикам, качеству и надежности продукции, а затем преобразовать эти требования в контролируемые параметры, указываемые в технических заданиях на разработку и в технических условиях.

Зачастую стремление обозначить целевые рынки оборачивается пресловутыми примечаниями, отпечатанными мелким шрифтом, встречающимися во многих контрактах. Обычно в них определяется, на какие составные части распространяются гарантии изготовителя. Таким образом, эти примечания вносят свой вклад в формулирование критериев отказов изделий и влияют на потребительские представления об их качестве и надежности. Конкретным примером целевого маркетинга может служить обеспечение упаковки продукции, адекватной тому, куда она должна быть отгружена. При этом упаковка может отвечать требованиям по качеству продукции, установленным в технических условиях заказчика, но не обеспечивать ее надежности. Как это возможно? Из требований по качеству вытекает ряд особенностей упаковки, к которым относятся внешний вид, размеры и форма упаковки, применяемые материалы и даже некоторые способы защиты упаковываемой продукции от повреждений. Из требований по обеспечению надежности изделий можно указать требования по стойкости и устойчивости к вибрационным и ударным нагрузкам при транспортировании и авариях, к повышенной влажности и бактериальному заражению при длительном хранении. Если выполнение перечисленных требований проверяют при проведении квалификационных испытаний, то можно считать, что качество и надежность, образно говоря, шагают нога в ногу.

Человеческий фактор также может создавать разнообразные проблемы при обеспечении надлежащей работы технических систем. Например, система, в которой предусмотрено излишнее число сигнальных устройств и контрольноизме-рительных приборов, может оказаться слишком сложной в управлении и требовать постоянного обращения к соответствующим инструкциям. Достаточно вспомнить, например, видеомагнитофоны, обладающие многочисленными функциями и снабженные часами. Не слишком ли они сложны для рядового пользователя, которому постоянно приходится обращаться за помощью к руководству по эксплуатации, не надеясь на собственную интуицию? Обеспечение высокоэффективного мониторинга работы систем с участием человека должно быть нормой для обеспечения их надежности. Только при этом условии может быть обеспечена надлежащая связь между качеством и эффективностью систем как в нормальных, так и в чрезвычайных условиях.

Стабильность производства является абсолютно обязательным условием положительной корреляции между качеством и надежностью продукции, выполнение которого обеспечивает поддержание обоих свойств на высоком уровне.

Сегодня применение методологии «Шесть сигм» (6s) стало обязательным отличительным признаком компаний мирового класса. Эта методология включает набор новых и традиционных методов обеспечения качества, сочетаемых с поддержкой, непосредственным участием и руководством со стороны высшего менеджмента компании. 6s не следует рассматривать как простое развитие традиционных методов, таких как, например, статистические методы управления производственными процессами. Эта методология действительно включает в себя использование известных методов управления качеством, но сочетает их с такими новейшими подходами, как методы экономной организации производства (lean manufacturing) или процедура совершенствования производственных процессов, обозначаемая аббревиатурой DMAIC^*. Это сокращение образовано по первым буквам английских слов, обозначающих такие этапы цикла проведения доработок, как постановка задачи (define), проведение измерений и сбор данных (measure), анализ (analyze), улучшение (improve) и контроль эффективности внедренных усовершенствований (control). В случае применения методологии 6s двери руководителей широко распахнуты для инициаторов наиболее существенных изменений и усовершенствований, осуществляемых в подразделениях компании, которые получают необходимую поддержку. Команда исполнителей проектов с использованием 6s обычно имеет в своем составе ответственного за дорабатываемый процесс сотрудника, который участвует в цикле DMAIC с самого начала до самого последнего этапа, обязательно включающего документальное подтверждение всех планировавшихся при запуске проекта существенных сокращений расходов и достигнутой экономии. Контроль результатов доработок также предусматривает демонстрацию достижения высокой стабильности и воспроизводимости совершенствуемых процессов, без которых немыслима никакая значимая экономия и невозможно поддержание корреляции между качеством и надежностью продукции. Только при условии стабильности и устойчивости производственных процессов возможно обеспечение в равной степени высокого качества и надежности производимой с их помощью продукции. Методология 6s сейчас описана в многочисленных книгах, а экономное производство может быть обеспечено только при условии, что все производственные процессы хорошо изучены и должным образом отражены в документации.

Контрольный лист для проверки способности компании производить надежную продукцию. Каждой компании важно уметь извлекать уроки из собственного опыта и учиться на нем. Ниже приведен краткий контрольный лист, способствующий развитию такого умения во многих часто встречающихся ситуациях и пригодный для использования компаниями, работающими в разных отраслях. Он может также послужить наставлением для самооценки компаний в части умения обеспечивать надежность продукции. Такая самооценка должна охватывать все аспекты процесса обеспечения надежности. Этот контрольный лист построен в виде общих рекомендаций по процедурам обеспечения надежности.

1. Согласуйте с потребителями их пожелания и требования в отношении надежности продукции на самых ранних этапах ее разработки. Включайте конкретные требования по надежности в техническое задание на разработку. Эти требования в технической документации должны быть выражены в виде конкретных значений показателей, а не зафиксированы как подлежащие последующему определению и уточнению.

2. Подробное техническое задание должно быть составлено на самых ранних этапах процесса разработки продукции и содержать технические характеристики, описания предельных и нормальных условий и режимов эксплуатации, требования в части обучения пользователей, наиболее неблагоприятные условия транспортирования и хранения продукции.

3. Должен быть составлен перечень критичных составных частей, подлежащих разработке. К их числу относят составные части, обеспечивающие выполнение потребительских требований, обеспечение надежности и безопасности конечной продукции.

4. Все критичные составные части должны пройти квалификационные испытания для подтверждения их способности выполнять назначенные функции и соответствия требованиям по надежности. В состав квалификационных испытаний должны быть включены демонстрация технических возможностей изделий, испытания при повышенных нагрузках, испытания в эксплуатационных условиях, испытания на износ и старение. Все работы по обеспечению надежности критичных элементов должны быть выполнены их поставщиками или самим заказчиком.

5. Проведите оценку стабильности процессов изготовления и сборки продукции, для чего следует испытать не менее трех выборок.

6. Применяйте в процессе разработки методы анализа и оценки поведения изделий при неблагоприятных стечениях обстоятельств. Для этого могут применяться такие методы, как FMEA, анализ методом конечных элементов, прогнозирование надежности, анализ допусков.

7. Уделяйте особе внимание изучению того, как потребители эксплуатируют продукцию и обращаются с ней. Разработайте инструкции по обращению с изделиями, предусмотрите соответствующие предупреждения и обеспечьте более благоприятные условия для продления сроков службы изделий.

8. Создайте целевую группу пользователей, которым поручается проведение испытаний прототипов разрабатываемой продукции с тщательным документированием приобретенного опыта и всех наблюдавшихся проблем. Обеспечьте доведение полученной информации до команды разработчиков.

9. Проведите тщательные комплексные испытания разработанной системы с использованием методов ускоренных и форсированных испытаний на долговечность. Учитывайте и расследуйте все наблюдавшиеся при этом отказы или спорные вопросы, связанные с функционированием системы. Начинайте до работки и корректирующие действия только после тщательного исследования причин отказов и недостатков.

10. Тщательно изучите влияние на надежность системы транспортирования и доставки продукции потребителям, ее технического обслуживания и ремонта при эксплуатации.

11. Тщательно расследуйте все недостатки и дефекты, выявляемые в процессе изготовления и заводских испытаний продукции, а также на ранних стадиях ее эксплуатации. Применяйте для устранения причин отказов и дефектов описываемый ниже замкнутый процесс доработок.

1. Подробное документальное оформление любых возникших проблем. Оно должно базироваться на реальной информации, а не на суждениях, впечатлениях или воспоминаниях, то есть каждая существующая проблема должна быть тщательно сформулирована.

2. Оценка последствий. Необходимо тщательно изучить влияние каждого отказа или дефекта на работу системы в целом и их значение для потребителей. Не следует надеяться на то, что потребители и рынок в целом сочтут данный дефект приемлемым.

3. Полное расследование. Должны быть собраны все относящиеся к данной проблеме данные, проведено ее моделирование, с тем чтобы добиться полного понимания того, как происходит отказ системы, выявить симптомы неисправности на уровне отказавшей составной части и системы в целом. Сопоставьте полученную информацию с результатами FMEA изделия и производственных процессов.

4. Анализ. Выясните причинно-следственные связи, обусловившие возникновение отказа, обращая особое внимание на роли, сыгранные в его возникновении поставщиками, производственными процессами, качеством материалов, конструкцией самого изделия или условиями его эксплуатации потребителями. Необходимо иметь в виду, что у каждого отказа может быть несколько причин. Поэтому исключение какой-либо одной из них не обязательно влечет за собой решение возникшей проблемы.

5. Доработка. Предложите необходимые доработки системы и тщательно проверьте их эффективность при самых неблагоприятных условиях. Проведите, при необходимости, испытания на долговечность в нормальном или форсированном режиме. Попытайтесь ослабить последствия тех отказов, которые невозможно полностью предотвратить.

6. Контроль. Включите в процесс разработки и изготовления изделий дополнительные контрольные точки, позволяющие убедиться, что возникшая проблема полностью разрешена и не повторится вновь.

Приведенные пункты краткого контрольного листа и рекомендуемый процесс доработок способны помочь любой компании решать задачи предупреждения отказов и повышения надежности продукции. При настойчивом и последовательном соблюдении всех включенных в них шагов обычно удается добиться сильной положительной корреляции между качеством и надежностью продукции, что желательно для любой компании и всех потребителей ее продукции.

По материалам 58-го конгресса ASQ.

^* DMAIC (Define, Measure, Analyze, Improve, Control — определяй, измеряй, анализируй, улучшай, контролируй) — проектный метод в методологии «Шесть сигм».

^** В методологии «Шесть сигм» «чемпионами по проектам» принято называть специалистов, ответственных за определенные производственные процессы, которые должны обеспечивать деловую ориентацию проектов. Их главной обязанностью является выявление, отбор и постановка задач для проектов, поручаемых т.н. «черным поясам». — Прим. пер.