CC BY
14
УДК 621
ПРИМЕНЕНИЕ МЕТОДА ИССЛЕДОВАНИЯ ОПАСНОСТИ И РАБОТОСПОСОБНОСТИ ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ КАЧЕСТВОМ ПРОДУКЦИИ ЛИТЕЙНОГО ПРОИЗВОДСТВА
А.П. Никифорова
Приведены результаты оценки технологических рисков, возникающих при производстве продукции литьем. На первом этапе исследований проводилось моделирование процесса литейного производства с помощью нотации ЮЕГЗ. Также была разработана карта процесса «Производить деталь литьем». На втором этапе исследований проводился анализ опасных факторов на каждом из подпроцессов с применением метода исследования опасности и работоспособности (ИЛЮР). Были построены рабочие таблицы ИЛ20Р для каждого подпроцесса. На третьем этапе исследований с целью оценки полученных рисков была построена матрица, предназначенная для оценки тяжести последствий каждого опасного фактора.
Ключевые слова: менеджмент рисков, управление рисками, риск, литье, ИЛ20Р, анализ опасности и работоспособности, управление качеством.
Современные технологии и сложившаяся индустриальная структура являются основными причинами происшествий техногенного характера, которые, как правило, сопровождаются значительным материальным ущербом. Аварии в техносфере по тяжести последствий сравнимы с природными катастрофами [1, 21.
Известно, что в России в настоящее время недостаточно развиты социально-экономические и правовые механизмы обеспечения безопасности населения и окружающей природной среды. Сложные технические системы, представляющие опасность для людей и окружающей среды, в большинстве случаев создаются с использованием традиционных правил проектирования, инженерных расчетов и испытаний, а проектирование системы их эксплуатации ограничивается только проектированием системы технического обслуживания, базирующейся, в основном, на календарном принципе. Изношенность основных производственных фондов в высокорисковых отраслях достигает 90 %, что существенно повышает вероятность происшествий [2].
Одной из перспективных методологий, направленных на предотвращение происшествий техногенного характера и снижения их последствий до приемлемого уровня, является концепция управления рисками.
К надежности продукции машиностроительных производств предъявляются высокие требования, так как дефекты многих деталей могут повлечь за собой не только поломки оборудования, но и быть причиной аварийных ситуаций. Многолетний опыт производства продукции машиностроения показывает, что качество и надежность обеспечивается, главным образом, на этапе изготовления машин. В связи с этим, особое внимание следует уделять рискам, возникающим в процессе производства [3].
Стандартизация менеджмента рисков начала свое развитие сравнительно недавно, первые стандарты в области управления рисками в России появились в начале 2000-х годов. До недавнего времени была утверждена только терминология в области управления рисками, в то время как общие требования к содержанию процессов менеджмента, их структура и состав были определены лишь в национальных стандартах ряда стран (Австралия и Новая Зеландия, Канада, Япония и др.) и специализированных документах некоторых отраслей (QS 9000, HACCP и др.) [41.
Но в последние годы ситуация изменилась. В России в последние годы были разработаны и введены в действие стандарты, касающиеся управления рисками. Например, в 2011 г. был введен ГОСТ Р ИСО 310002010 «Менеджмент риска. Принципы и руководство» - стандарт, являющийся основным стандартом серии, определяющий общие принципы системы управления рисками на предприятии/ в организации [5]. Основу методов управления риском составляет стандарт ГОСТ Р ИСО/МЭК 310102011 «Менеджмент риска. Методы оценки риска» [6]. Требования к процессам менеджмента риска и методы анализа содержатся в стандартах серии ГОСТ Р 51901 [7-9]. Отдельную группу составляют стандарты, посвященные менеджменту надежности [10 - 121.
ГОСТ Р 51901.1-2002, регламентирующий применение методов менеджмента рисков, технологических систем, предусматривает использование для анализа рисков следующих концепций: анализ «дерева событий»; анализ видов и последствий отказов; анализ «дерева неисправностей»; исследование опасностей и связанных с ней проблем; анализ влияния человеческого фактора; предварительный анализ опасности; структурная схема надежности [71.
В связи с вышеизложенным целью работы является применение метода исследования опасностей и работоспособности для управления качеством продукции литейного производства.
Методы проведения исследований. В качестве объекта исследования выбрано литейное производство. В качестве примера возьмем изготовление кронштейна, входящего в состав забустерной части управления несущим винтом вертолета. Забустерная часть управления состоит из кронштейна, изготовленного из магниевого сплава МЛ-5, качалок и тяг продольного и поперечного управления, сектора и качалки ножного управления, гидроусилителей продольного и поперечного управления, ножного управления и управления общим шагом.
Этапы по производству кронштейна включают в себя процесс литья, механической обработки, контроля и сборки. В работе рассмотрен этап литейного производства. Анализ процесса производства проводился в результате анализа литературных источников [13 - 15].
Результаты исследований. На первом этапе работ для анализа возможных рисков литейного производства было проведено моделирование процесса «Производить деталь литьем». Моделирование проводилось в программе AllFusion Process Modeler с помощью нотации IDEF3 [16]. Ре-
зультаты приведены на рисунке. Установлено, что процесс «Производить деталь литьем» состоит из восьми подпроцессов: «Подготавливать холодильники», «Изготавливать стержни», «Изготавливать формы», «Осуществлять сборку форм», «Изготавливать сплав», «Заливать сплав», «Выбивать и обрабатывать отливки», «Контролировать и обрабатывать дефектные места».
Модель процесса «Производить деталь литьем»
Также была разработана карта процесса, приведенная в табл. 1. Она позволяет проанализировать входы, выходы и ресурсы процесса, определить показатели оценки результативности процесса.
На следующем этапе исследований проводилась идентификация и оценка рисков процесса литейного производства с помощью метода исследования опасности и работоспособности (HAZOP). При применении метода использовались литературные источники, отражающие специфику литейного производства, опыт членов экспертной группы [17-19].
Исследование HAZOP - это процесс детализации и идентификации проблем опасности и работоспособности системы, выполняемый группой специалистов. Исследование HAZOP предназначено для идентификации потенциальных отклонений от целей проекта, экспертизы их возможных причин и оценки их последствий [20].
В соответствии с ГОСТ Р 51901.11-2005 результаты анализа рисков при помощи метода HAZOP были сведены в рабочие таблицы. Фрагмент одной из них, составленной для процесса «Изготавливать формы», приведен в табл. 2. Таблицы для остальных подпроцессов были разработаны аналогичным образом.
Таблица 1
Карта процесса_«Производить кронштейн литьем»_
Идентификация процесса Наименование процесса Владелец процесса
А1 Производить деталь литьем Начальник техбюро
Цели процесса Изготовление кронштейна в установленные сроки, с соответствующим уровнем качества
Входы: сырье; материалы. Выходы: кронштейн; дефектная смесь, дефектные стержни и формы (производственный брак); свидетельство ф. 027-166 (отчеты).
Ресурсы
Инфраструктура Персонал
цех; весы; электрическая печь САТО25; пульверизатор; паяльная лампа; молоток; клеймо; шаблоны; щупы; средства измерений и средства контроля; производственное оборудование; оборудованные и аттестованные рабочие места контроля и испытаний рабочие; мастер
Показатели оценки результативности: увеличение /снижение случаев изготовления продукции с несоответствиями; увеличение / снижение объема выпуска продукции; срок устранения несоответствий.
Следует отметить, что при анализе опасности и работоспособности применяются управляющие слова (нет, больше, меньше, так же, как, прежде, чем и другие). В результате исследования были получены следующие данные:
подробные данные об идентифицированных опасностях и проблемах работоспособности вместе с подробными данными об условиях для их обнаружения и/или уменьшения;
действия, необходимые для определения источников неопределенности, обнаруженных при исследовании;
рекомендации для уменьшения последствий выявленных проблем, основанные на знаниях группы о системе (области исследований).
Для оценивания уровня риска была составлена матрица рисков литейного производства, фрагмент которой приведен в табл. 3. Вероятность возникновения и тяжесть последствий были оценены экспертной группой.
В результате анализа матрицы риска можно сделать вывод, что наиболее опасными в процессе литья являются такие риски, как песчаная раковина, повреждение формы при заливке, разбрызгивание сплава при заливке, слабое уплотнение формы и несоответствия формовочной смеси.
Таблица 2
Рабочая таблица ПЛ/ОР для процесса «Изготавливать стержни»
Заголовок исследования: ЛИТЬЕ
Лист 1 из 1
Рассматриваемая часть: Изготавливать стержни
Цель проекта: определить возможные риски в процессе изготовления стержней
Материалы для изготовления смесей: песок, бентонит, сера, борная кислота, крепитель, сульфитно-дрожжевая бражка Оборудование: Сушило конвейерное, бегуны, котел, лопата, весы, средства контроля, ланцетка, гладилка, трамбовка ручная, игла вентиляционная, линейка, драйер, _киянка, потенциометр, электрическая печь, термопара, штангенциркуль_
^ л
ер со
о о
С *
И й о
и Я в
^ ^ ^
ч
я
о
н О
Возможные причины
Последствия
Существующие меры безопасности
Оценка ситуации
Требуемые действия
Ответственный за выполнение действий
ил щ аи
ю ир
у
з я в С
Невнимательность рабочего, неточность весов
Недостаточная прочность стержня
Контроль физико-механических свойств
Недопустимая ситуация
Проведение инструктажа, применение системы мотивации работников, контроль за
состоянием измерительных инструментов
Земледел
л о
м
С
в о оП
Невнимательность рабочего
Набухание смеси, Не-точ-ность отливки, Повышенная усадка Повышенная прили-пае-мость
Контроль физико-механических свойств
Недопустимая ситуация
Проведение инструктажа, применение системы мотивации работников, аттестация персонала
Земледел
1
2
Таблица 3
Матрица риска для рисков в процессе литья_
Опасность Вероятность возникновения Тяжесть последствий Комментарии
1 2 3 4 1 2 3 4
Количество связующих материалов меньше нормативного + + Находится в зоне допустимого риска
Повышенная влажность смеси + + Находится в зоне допустимого риска
Пониженная влажность смеси + + Находится в зоне допустимого риска
Использование песка с зерном меньше нормы + + Находится в зоне допустимого риска
Недостаточная термостойкость смеси + + Находится в зоне допустимого риска
Повышенная газотворность смеси + + Находится в зоне допустимого риска
Несоответствие размеров стержня + + Находится в зоне допустимого риска
Несоответствие по форме, Деформация без изменения объема + + Находится в зоне допустимого риска
Основные результаты и выводы. Разработанные в данной работе методические подходы к оценке рисков продукции машиностроения, анализа причин их изготовления, позволяют определить возможные опасные
события, их последствия, определить опасные факторы, которые могут сократить неблагоприятные последствия и снизить риск возникновения опасных ситуаций и повысить качество производимой продукции.
Список литературы
1. Кукин П.П., Шлыков В.Н., Пономарев Н.Л., Сердюк Н.И. Анализ и оценка риска производственной деятельности: учебное пособие. М.: Высшая школа, 2007. 328 с.
2. Баранов Л.Т., Шаповалов Е.Н. Управление рисками принятия решений при эксплуатации ракетно-космической техники // Управление риском. 2007. №1. С. 36 - 41.
3. Никифорова А.П. Управление рисками при производстве авиационной техники // Стандарты и качество. 2011. № 6. С. 27.
4. Ханхалаева И. А., Никифорова А.П. Управление рисками технических систем: учебное пособие. Улан-Удэ : Изд-во ВСГУТУ, 2014. 283 с.
5. ГОСТ Р ИСО 31000-2010. Менеджмент риска. Принципы и руководство. М., 2010.
6. ГОСТ Р ИСО/МЭК 31010-2011. Менеджмент риска. Методы оценки риска. М., 2011.
7. ГОСТ Р 51901.1-2002. Менеджмент риска. Анализ риска технологических систем. М., 2002.
8. ГОСТ Р 51901.13-2005. Менеджмент риска. Анализ дерева неисправностей. М., 2005.
9. ГОСТ Р 51901.4-2005. Менеджмент риска. Руководство по применению при проектировании. М., 2005.
10. ГОСТ Р 51901.2-2005. Менеджмент риска. Системы менеджмента надежности. М., 2005.
11. ГОСТ Р 51901.5-2005. Менеджмент риска. Руководство по применению методов анализа надежности. М., 2005.
12. ГОСТ Р 51901.6-2005. Менеджмент риска. Программа повышения надежности. М., 2005.
13. Баландин Г.Ф. Основы теории формирования отливки: учебное пособие для машиностроительных вузов по специальности «Машины и технология литейного производства»/ Г.Ф. Баландин. М.: Машиностроение, 1979. 568 с.
14. Гуляев Б.Б. Литейные процессы. Ленинград: Ленинградское отделение Машгиза, 1960. 453 с.
15. Денисов И.С. Сборка литейных форм. М.: Профтехиздат, 1963.
452 с.
16. Репин В.В., Елиферов В.Г. Процессный подход к управлению. Моделирование бизнес-процессов. М.: РИА «Стандарты и качество», 2005. 408 с.
17. Повышение надежности и долговечности литых деталей: сборник научных трудов/ АН УССР. Киев: Институт проблем литья, 1987. 123 с.
18. Берсенев А.С. Брак литья, его предупреждение и исправление. М.,-Л., Ленинградское отделение Машгиза, 1961. 56 с.
19. Моисеев Ю.А., Челышев С.В. Технологическая надежность сложного изделия и ее отработка / под ред. Ю.С. Соломонова. М.: Едито-риал УРСС, 2003. 245 с.
20. ГОСТ Р 51901.11-2005. Менеджмент риска. Исследование опасности и работоспособности. М., 2005.
Никифорова Анна Платоновна, канд. техн. наук, доцент, anna.p.nikif'orovaagmail.com, Россия, Улан-Удэ, Восточно-Сибирский государственный университет технологий и управления
THE USE OF HAZARD AND OPERABILITY STUDY FOR THE MANAGEMENT OF THE
RISKS OF THE FOUNDRY PRODUCTION
A.P. Nikiforova
The article contains the results of the assessment of technological risks arising during the production ofproducts by foundry. At the first stage of the research, the foundry process was modeled using IDEF3 notation. A process map for "Producing a product by foundry" was also developed. At the second stage of research, hazardous factors were analyzed on each of the subprocesses using the hazard and operability study method (HAZOP). HAZOP worksheets were built for each subprocess. At the third stage of the research, in order to assess the risks received, a matrix was built, designed to assess the severity of the consequences of each hazard.
Key words: risk management, risk, foundry, HAZOP, hazard and operability study, quality management.
Nikiforova Anna Platonovna, candidate of technical sciences, docent, an-na.p.nikif'orovaagmail.com, Russia, Ulan-Ude, East Siberia State University of Technology and Management
