CƠ SỞ LÝ THUYẾT VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.2 NHỮNG ỨNG DỤNG FMEA TRÊN THẾ GIỚI
Phương pháp FMEA đã được hình thành từ hơn một thế kỷ trước và chính thức được đƣa vào ứng dụng lần đầu trong ngành công nghiệp vũ trụ năm 1960. Ngày nay, FMEA đƣợc áp dụng vào nhiều lĩnh vực khác nhau trong sản xuất, thiết kế, dịch vụ.
Điển hình nhƣ trong ngành công nghiệp sản xuất ô tô, nhóm tác giả Yusof et al., 2008 (Trường Đại học Quốc tế Islamic Malaysia) đã nghiên cứu việc ứng dụng FMEA vào thiết kế tạo mẫu nhanh trong các thành phần ô tô của hãng Mercedes. Mục đích của nghiên cứu này là sẽ áp dụng các công nghệ tạo mẫu nhanh (RP-Rapid Prototyping) và sử dụng FMEA để nâng cấp hoặc cải thiện một phần của thiết kế hiện tại, cụ thể là thiết kế bộ phận tay nắm cửa ô tô. Những thiết kế mới của một bộ phận sẽ đƣợc phân tích và lựa chọn để tìm ra phần cải tiến tốt nhất. Nhóm sử dụng FMEA để theo dõi, tìm ra các sai lỗi tiềm năng của sản phẩm đƣợc gây ra bởi những thiếu sót trong thiết kế và để phân tích những chức năng kết hợp với thành phần mục tiêu. Các phân tích việc cải tiến đƣợc thực hiện liên tục cho đến khi đƣa ra đƣợc thiết kế hoàn hảo có chỉ số RPN thấp nhất. FMEA được tiến hành cả trước và sau khi nâng cấp của thiết kế hiện tại. Kết quả nghiên cứu này đã đƣợc áp dụng thành công. Việc dùng công cụ FMEA để phân tích các sai hỏng đã chứng minh đƣợc rằng việc sử dụng RP trong nguyên mẫu sản xuất có nhiều thuận lợi hơn so với các phương pháp truyền thống. Nó giúp tiết kiệm chi phí, thời gian và nguyên vật liệu. Qua đó cũng cho thấy FMEA đã cung cấp công cụ dễ dàng xác định các nguy cơ lớn có thể xảy ra và từ đó đƣa ra các biện pháp khắc phục trước khi sai lỗi xảy ra.
Trong lĩnh vực sức khỏe con người, nhóm tác giả Trafialek và Kolanowski, 2007 (Trường Đại học Khoa học đời sống Warsaw-Ba Lan) có bài nghiên cứu “Application of Failure Mode and Effect Analysis (FMEA) for audit HACCP system” (Áp dụng FMEA để kiểm tra hệ thống HACCP). Mục đích của nghiên cứu là để thiết kế phương pháp kiểm tra hệ thống HACCP cho phép đánh giá chức năng hoạt động hệ thống trong thực tế. Phương pháp này được dựa trên việc xây dựng bảng câu hỏi kiểm tra đặc biệt, bao gồm tất cả các bước và các nguyên tắc HACCP, kết hợp với việc phân tích các kết quả kiểm tra được thực hiện bằng phương pháp FMEA. Những cuộc kiểm
tra từ bộ phận thứ ba bên ngoài đƣợc tiến hành ở hai cửa hàng bánh cỡ trung tại Ba Lan. Phương pháp này cho phép nhận dạng chính xác các rủi ro cao và quan trọng trong những lĩnh vực xác nhận HACCP và lưu giữ hồ sơ. Theo quan điểm bắt buộc của hệ thống HACCP trong công nghiệp thực phẩm và sự xuất hiện các vụ bê bối liên quan đến an toàn thực phẩm tại EU và một vài nước khác, HACCP cần có sự kiểm soát chặt chẽ và sử dụng những phương pháp nhận dạng chính xác các rủi ro tiềm ẩn.
Do đó sự kết hợp phân tích FMEA trong các thủ tục nhận dạng của hệ thống HACCP có thể là một công cụ đảm bảo an toàn thực phẩm tốt hơn. Phương pháp này được thiết kế để sử dụng trong tất cả các doanh nghiệp chế biến thực phẩm.
Theo Puthillath và Sasikumar, 2010 trình bày cách thức sử dụng FMEA để chọn qui trình sản xuất cho phù hợp. Mục tiêu của phương pháp là tìm độ tin cậy, số ưu tiên rủi ro, xếp hạng các lỗi sai hỏng và đề nghị các biện pháp khắc phục sai hỏng thích hợp nhất trong qui trình sản xuất. Trong nghiên cứu này, họ sử dụng đến nhiều dữ liệu thứ cấp. Nghiên cứu đƣợc thực hiện theo cách vừa nghiên cứu vừa mô tả. Kỹ thuật FMEA đƣợc sử dụng và xếp hạng công đoạn để lựa chọn qui trình sản xuất thích hợp. Các bước tiến hành FMEA là:
- Nhận dạng thiết bị và kết quả lỗi.
- Nghiên cứu lỗi ở từng công đoạn và kết quả lỗi.
- Xếp hạng mức độ nghiêm trọng.
- Phát hiện khả năng xảy ra.
- Tìm số RPN.
- Xếp hạng sai lỗi
- Chuẩn bị báo cáo cho các lỗi quan trọng đƣợc nhấn mạnh.
Bảng 2.4: Bảng ví dụ phân tích FMEA
FMEA Worksheet (Bảng phân tích FMEA)
Product Name: Design 3 for Left back outer door handle for Perodua Kancil design.
Tên sản phẩm: Mẫu thiết kế thứ 3 cho tay nắm cửa ngoài cho thiết kế Perodua Kancil
Part Design (Thiết kế
chi tiết)
Failure Mode (Dạng
sai lỗi
Effect (Tác động)
S e v
Causes (Nguyên nhân) O c c
Current Control (Kiểm soát hiện tại)
D e t
R P N
Actions Taken (Hành động khắc phục)
S e v
O c c
D e t
R P N Fins (Vây) Broken (Bị
gãy)
Injury (Gây chấn thương)
6 Not suitable of material used. (Vật liệu sử dụng không thích hợp)
5 None (Không làm gi) 1 30 Use ABS material (Dùng vật liệu ABS)
5 4 1 20
Crack (Bị nứt)
Can’t open the door. (Không thể mở cửa)
6 Wear and tear effect.
(Tác động bào mòn và kéo mạnh)
5 Replace the part. (Thay mới chi tiết)
5 150 Add another layer (Thêm một lớp)
3 2 3 18
Bone Structure (Khung xương)
Broken (Bị gãy)
Injury (Gây chấn thương)
5 Not suitable of material used. (Vật liệu sử dụng không thích hợp)
5 None (Không làm gi) 3 75 Use ABS material (Dùng vật liệu ABS)
4 4 1 16
Crack (Bị nứt)
Functional non- effective (Chức năng không còn hiệu quả)
5 Wear and tear effect.
(Tác động bào mòn và kéo mạnh)
5 Double layer paint applied. (Áp dụng sơn hai lớp)
3 75 Add support to give more strength (Thêm gân đỡ để tăng độ cứng vững)
3 3 3 27
Bad handling by the user. (Người sử dụng xử lý kém)
5 Double layer paint applied. (Áp dụng sơn hai lớp)
3 75 Add support to give more strength (Thêm gân đỡ để tăng độ cứng vững)
3 3 3 27
Main Body (Thân)
Broken (Bị gãy)
Injury (Gây chấn thương)
6 Not suitable of material used. (Vật liệu sử dụng không thích hợp)
6 None (Không làm gi) 1 36 Use ABS material (Dùng vật liệu ABS)
5 4 1 20
Crack (Bị nứt)
Hazardous due to paint's side effects on user. (Nguy hiểm do tác dụng
6 Wear and tear effect.
(Tác động bào mòn và kéo mạnh)
6 Double layer paint applied (Áp dụng sơn hai lớp)
2 72 Add skeleton support (Thêm khung xương)
3 3 2 18
(Nguồn: Puthillath và Sasikumar, 2010)
phụ của sơn cho người sử dụng)
Bad handling by the user. (Người sử dụng xử lý kém)
6 Plaster the cracked part.
(Dán lớp thạch cao vào vết nứt)
2 72 Add skeleton support (Thêm khung xương)
3 3 2 18
Leaf (Miếng lá)
Broken (Bị gãy)
Injury (Gây chấn thương)
5 Not suitable design and material used.
(Vật liệu sử dụng không thích hợp)
6 Replace the part. (Thay mới chi tiết)
4 120 Use ABS material (Dùng vật liệu ABS)
5 6 4 120
Crack (Bị nứt)
Hazardous due to paint's side effects on user. (Nguy hiểm do tác dụng phụ của sơn cho người sử dụng)
5 Wear and tear effect.
(Tác động bào mòn và kéo mạnh)
6 Replace the part. (Thay mới chi tiết)
4 120 Cancel out the part by making it flat (Hủy bỏ một phần bằng cách làm phẳng ra)
3 2 2 12
Stretch (Bị giãn ra)
Bad handling by the user. (Người sử dụng xử lý kém)
6 Repaint the part when the paint started to fell. (Sơn lại khi sơn bắt đầu bong ra)
4 120 Cancel out the part by making it flat (Hủy bỏ phần này bằng cách làm phẳng ra)
3 2 2 12
- Đề xuất hành động khắc phục để giảm lỗi quan trọng.
Việc thiết kế một qui trình sản xuất tối ƣu là mối quan tâm hàng đầu của nhiều nhà máy sản xuất vì nó tác động trực tiếp đến năng suất. Thiết kế đúng từng công đoạn sẽ làm tăng đáng kể năng suất sản xuất, giảm thiểu phế phẩm, chi phí sản xuất là tối thiểu, chất lƣợng sản phẩm cao. FMEA có thể giúp chúng ta lựa chọn qui trình sản xuất thích hợp, ngăn ngừa phế phẩm và tăng năng suất. FMEA yêu cầu nhân dạng các thông tin cơ bản sau với tên gọi: Sai lỗi, kết quả của sai lỗi, nguyên nhân của sai lỗi và hành động khắc phục. Mô hình FMEA tiêu biểu qua hệ số rủi ro ƣu tiên RPN = SxOxD. Công cụ có thể sử dụng để thiết lập và tối ƣu hóa kế hoạch sản xuất, đóng góp kế hoạch kiểm soát và công tác đảm bảo chất lƣợng sản phẩm.
Các lỗi sai hỏng có điểm số RPN cao có thể là tiềm ẩn, nguồn không tin cậy của hệ thống và nguyên nhân gây ra chúng phải đƣợc khắc phục. Kết quả FMEA có thể cải tiến khắc phục bằng cách nhận dạng các khu vực tiềm ẩn phát sinh lỗi và cung cấp tài liệu về làm thế nào để các sai lỗi xảy ra.
Giá trị RPN nằm giữa 1000 và 1. RPN càng cao chỉ ra rằng rủi ro càng lớn (Puthillath và Sasikumar, 2010):
- Nếu RPN > 300 nên thực hiện phương pháp dự báo.
- Nếu RPN nằm trong khoảng 200 và 300 nên thực hiện phương pháp phòng ngừa.
- Nếu RPN < 200 nên thực hiện phương pháp khắc phục sửa chữa hiện tại.
Chuẩn mực cho việc lựa chọn phương pháp khắc phục lỗi sai hỏng thích hợp trong bảng 2.5.
Bảng 2.5: Lựa chọn phương pháp khắc phục
Xếp hạng Phương pháp khắc phục Thang điểm RPN
1 Biện pháp khắc phục Từ 101 đến 1000
2 Biện pháp phòng ngừa Từ 31 đến 100
3 Biện pháp khắc phục sửa chữa hiện tại Nhỏ hơn 30