Rationalisierung Ihrer Investitionen in Zuverlässigkeit

Was kostet ein Ausfall wirklich? Leider wissen wir es erst, nachdem der Fehler aufgetreten ist - und bei der Zuverlässigkeit geht es darum, den Fehler zu vermeiden. Hier also unser Dilemma:Wie viel ist ein Nicht-Event wert? Die Welt der Fertigungszuverlässigkeitstechnik ist voll von hochkompetenten und gut ausgebildeten Leuten, die es gewohnt sind, ihre Welt parametrisch und deterministisch zu definieren.

Um sich mit dem Prozess der Vorhersage der Zukunft unter aktuellen Bedingungen und der anschließenden Rechtfertigung von Änderungen zur Schaffung einer neuen und profitableren Zukunft vertraut zu machen, müssen sich Fachleute für Fertigungszuverlässigkeit mit dem Prozess der Definition ihrer Welt in probabilistischen und nicht-parametrischen Begriffen vertraut machen.

Wir wissen zwei Dinge - jeder Herstellungsprozess wird fehlschlagen und der Fehler wird Auswirkungen auf das Unternehmen haben. Ebenso gibt es zwei Dinge, die wir nicht wissen:wann der Prozess fehlschlägt und wie schwerwiegend die Auswirkungen auf die Organisation sind.

Meiner Erfahrung nach neigen Zuverlässigkeitsprofis dazu, sich bei der Definition der Auswirkungen eines Fehlers auf eines von zwei Extremen zu konzentrieren. Einerseits behauptet der konservative Zuverlässigkeitsingenieur nur die vermiedenen Kosten für Teile, unter der Annahme, dass die Arbeitskosten versenkt werden; es entstehen keine Stillstandskosten, da wir nicht davon ausgehen können, dass die Produktionskapazität des Werks ausverkauft ist; und wir können keine risikobasierten Kosten wie Personenschaden, Umweltbelastung usw. übernehmen. Auf der anderen Seite behaupten übereifrige Zuverlässigkeitsingenieure, dass die Pumpe hätte, wenn sie den potenziellen Lagerausfall nicht erkannt und zur Reparatur eingeplant hätte scheiterte, führte zu einem Totalausfall der ausverkauften Produktion und führte zu einem Feuer, das die Anlage in die Luft sprengte, alle tötete, eine große Umweltmüllzone schuf und die Erde dazu brachte, sich nicht mehr um ihre eigene Achse zu drehen! Ich scherze, aber der Punkt ist, dass die Wahrheit irgendwo dazwischen liegt.

Abbildung 1. Die wahren Kosten eines Ausfalls können erst im Nachhinein deterministisch abgeschätzt werden. Für Planungszwecke muss ein probabilistischer Ansatz verwendet werden.

Im Kern ist Verlässlichkeit mit Risikomanagement vergleichbar. Risikomanager betrachten die Welt probabilistisch, nicht parametrisch, weil dies der einzig vernünftige Weg ist, um zu versuchen, die Zukunft vorherzusagen. In Anlehnung an ein Kapitel aus dem Risikomanagement 101 und mehreren dazugehörigen Normen zum Thema habe ich ein Modell erstellt, um Ihnen zu veranschaulichen, wie Sie die Kosten eines Funktionsausfalls eines Fertigungsprozesses abschätzen können. Dieses Modell ist in Abbildung 1 dargestellt. Hier finden Sie eine Schritt-für-Schritt-Anleitung zum Erstellen und Verwenden von risikoadjustierten Fehlerkostenmodellen.

Abbildung 2. Geschätzte jährliche Ausfallkosten nach Bereitstellung von Überwachungs-, Planungs- und Zuverlässigkeitsverbesserungen

1) Erstellen Sie auf Fehlerschwere basierende Kostenschätzungen: Wie Abbildung 1 zeigt, sind mit jedem Funktionsfehler Kosten verbunden. Dazu können Teile, Arbeit, Ausfallzeiten, risikobasierte Kosten usw. gehören. Der Schlüssel liegt darin, auf der Fehlerschwere basierende Kostenmodelle zu erstellen. Ein Ereignis mit hohem Schweregrad kann zu erheblichen Ausfallkosten und/oder Nebenkosten führen, während moderate und geringfügige Ereignisse geringere Auswirkungen auf das Unternehmen haben. In meinem Beispielmodell kostet ein Fehler mit hohem Schweregrad 15.000 USD pro Ereignis, ein Fehler mit mittlerem Schweregrad kostet 4.500 USD und ein Fehler mit niedrigem Schweregrad kostet 2.200 USD. Das soll nicht heißen, dass jedes Ereignis, das als mäßig in der Wirkung eingeschätzt wird, genau 4.500 US-Dollar kosten wird (denken Sie daran, dass wir unser nicht-parametrisches Denken begrenzt haben); Dies ist ein gewichteter Durchschnitt innerhalb dieser Fehlerschwerekategorie.

Ich habe mich für drei Schweregradeinstufungen entschieden, was mein typischer Ansatz in der Arbeit mit Kunden ist. Sie können beliebig viele Kategorien erstellen. Es gibt jedoch für jede zusätzliche Kategorie eine abnehmende Grenzrendite in Bezug auf die Nützlichkeit. Außerdem schlage ich vor, dass Sie der Versuchung widerstehen, die Arbeitskosten auf der Grundlage der Logik, dass sie versenkt werden, abzurechnen. Die Wahrheit ist, dass Arbeit variable Kosten ist. Wenn Herstellungsprozesse automatisierter und zuverlässiger werden, benötigen wir einfach weniger Personen, um sie zu bedienen und zu warten, Punkt.

2) Erstellen Sie Wahrscheinlichkeitsgewichtungsfaktoren: In meinem Beispiel bin ich davon ausgegangen, dass 10 Prozent meiner Fehlerereignisse einen hohen Schweregrad, 20 Prozent einen mittleren Schweregrad und 70 Prozent einen niedrigen Schweregrad aufweisen. Multiplizieren Sie die Gesamtfehlerkosten für jede Schweregradkategorie mit der zugehörigen Wahrscheinlichkeitsschätzung und addieren Sie die Produkte, um die gewichteten durchschnittlichen Gesamtkosten für ein Fehlerereignis zu erhalten. In meinem Beispiel tragen Ereignisse mit hohem Schweregrad 1.500 US-Dollar zum gewichteten Durchschnitt bei, während Ereignisse mit mittlerem und niedrigem Schweregrad 900 US-Dollar bzw. 1.540 US-Dollar bei insgesamt 3.940 US-Dollar pro Ereignis beitragen. Bedeutet dies, dass unser nächster Fehler genau 3.940 US-Dollar kosten wird? Natürlich nicht. Auch hier denken wir probabilistisch und nichtparametrisch.

3) Schätzen Sie die Anzahl der Veranstaltungen pro Jahr: In der Finanzwelt basiert die Kosten-Nutzen-Analyse auf annualisierten Kosten und Nutzen. Daher müssen wir abschätzen, mit wie vielen Fehlerereignissen dieser Art wir in einem Jahr rechnen können. In meinem Beispiel erwarten wir zwei Veranstaltungen pro Jahr. Unsere geschätzten durchschnittlichen jährlichen Ausfallkosten für diesen Funktionsausfallmodus betragen also 7.880 USD. Alle von Ihnen ergriffenen Maßnahmen zur Schadensminderung wirken sich entweder auf die Verteilung des Schweregrads aus und/oder reduzieren die Anzahl der Fehlerereignisse pro Jahr (erhöht die mittlere Zeit zwischen Ausfällen [MTBF] oder mittlere Zeit bis zum Ausfall [MTTF]).

4) Ändern der Wahrscheinlichkeitsverteilung: Im Großen und Ganzen neigen Planungswerkzeuge dazu, die Wahrscheinlichkeitsverteilung zu modifizieren. Beispielsweise helfen uns Schutzüberwachung, Inspektionen und vorausschauende Überwachung, Probleme in ihren Anfangsstadien zu erkennen, bevor sie die Chance haben, zu schwerwiegenden oder katastrophalen Ausmaßen zu eskalieren. Ebenso stellen effektive Planungs-, Termin- und Arbeitsmanagementprozesse sicher, dass die erkannten Probleme angegangen werden. Diese Maßnahmen haben keinen Einfluss auf die Basisfehlerrate, wirken sich jedoch tendenziell auf die Wahrscheinlichkeitsverteilung aus, wodurch die Wahrscheinlichkeit verringert wird, dass ein Ereignis einen hohen Schweregrad aufweist, während die Wahrscheinlichkeit erhöht wird, dass es sich um ein Ereignis mit niedrigem Schweregrad handelt.

Wenn wir in unserem Beispiel unsere Fähigkeit verbessern, Fehler zu erkennen und zu verwalten, schätzen wir, dass die Wahrscheinlichkeit eines Ereignisses mit hohem Schweregrad von 10 % auf 2 % sinkt, die Wahrscheinlichkeit eines Ereignisses mit mittlerem Schweregrad von 20 % auf 5 Prozent, während die Wahrscheinlichkeit eines Ereignisses mit geringem Schweregrad von 70 Prozent auf 93 Prozent steigt. Durch die Neuverteilung der Schwerewahrscheinlichkeiten werden die geschätzten gewichteten durchschnittlichen Kosten pro Ereignis von 3.940 USD auf 2.796 USD reduziert (Abbildung 2).

5) Ändern der Fehlerrate: Proaktive Maßnahmen hingegen beeinflussen die Zuverlässigkeit des Fertigungsprozesses und senken die Ausfallrate. Proaktive Zustandskontrolle und -überwachung zur Verbesserung der Schmierung, Verschmutzungskontrolle, Auswuchtung und Ausrichtung sowie präzise Betriebs- und Wartungsmaßnahmen, die von dokumentierten Standardarbeitsanweisungen (SOPs) und Standardwartungsverfahren (SMPs) geleitet werden, reduzieren die Fehlerrate. In unserem Beispiel schätzen wir, dass wir von zwei Ausfällen pro Jahr auf einen reduzieren können. Unter der Annahme, dass wir die Kosten pro Ereignis senken, indem wir unsere Fähigkeit zur Erkennung und Verwaltung von Problemen in Kombination mit unseren Initiativen zur Verbesserung der Zuverlässigkeit verbessern, erwarten wir, unsere jährlichen Fehlerkosten von 7.880 USD auf 2.796 USD zu senken (Abbildungen 1 und 2).

In unserem Beispiel führt die Verbesserung unserer Fähigkeit, Fehler zu erkennen und zu verwalten, zu einem Nettogewinn von 1.144 USD pro Jahr für die angegebenen funktionalen Fehlermodi. In Kombination mit unseren Initiativen zur Verbesserung der Zuverlässigkeit beträgt der Nettogewinn 5.084 USD. Solange die für die Änderungen erforderlichen Zuverlässigkeitsinvestitionen eine angemessene Rendite für das Unternehmen erzielen, sollten die Initiativen auf den Weg gebracht werden.

In dieser Spalte haben wir Risikomanagementmodelle eingeführt, die uns helfen, die Kosten eines funktionalen Fehlermodus zu quantifizieren. In zukünftigen Ausgaben tauchen wir in den Bereich der Entscheidungsfindung unter Unsicherheit ein, diskutieren Modelle für Schätzungen, wenn nur wenige empirische Daten zur Verfügung stehen, führen diese dann zusammen, um Ihnen Kosten-Nutzen-Analysen zu zeigen und präsentieren Ihren Vorschlag Zuverlässigkeitsverbesserungsprojekte in einer Form, die dazu führt, dass sich Ihre Zustimmungsbewertung dramatisch verbessert.