Process failure mode and effects analysis for ladle lining process : case study

Abstract

Risk is defined as an effect of uncertainty on objectives and risk management can be seen as a way of reducing that effect. Risk management is an ongoing process in which the scope of the risk assessment is defined, the possible risks are studied, evaluated and prioritized, corrective measures to reduce the risks are identified, the effect of the corrective measures is evaluated, and when applicable, the assessment is reviewed and, if necessary, revised. A Failure Mode and Effects Analysis (FMEA) is a tool used to conduct risk assessments, particularly in the technical field. The purpose of an FMEA is to decrease the severity of the effect of the risk, decrease the likelihood of the risk from occurring, and to increase the detectability of the cause if it does occur.

This thesis uses qualitative research methods. The theoretical background comprises a literature review focusing on risk management, the risk assessment process, risk management in the process industry, the IATF 16949 standard and FMEA. The empirical part consists of a case study that assess risks in the steel ladle lining process in a steel mill using Process Failure Mode and Effects Analysis (PFMEA).

As part of the thesis, a PFMEA was conducted. The systematic approach of reviewing every step of the ladle lining process presented several risks in each step. The ranking of the risks indicates the most critical risks, and helps to prioritize corrective measures. Implementation of the corrective measures develops the safety, quality, dependability and durability of the lining process and the refractory lining itself. Specifying and implementing the corrective measures was outside the scope of this thesis.

Riski voidaan määritellä epävarmuuden vaikutuksena tavoitteille. Riskienhallinta voidaan nähdä keinona pienentää epävarmuuden vaikutusta. Riskienhallinta ja jatkuva prosessi, jossa ensin valitaan riskienarvioinnin laajuus ja kohde, etsitään asiaankuuluvat riskit, arvioidaan ja priorisoidaan ne vakavuuden perusteella, etsitään korjaavia toimenpiteitä riskin pienentämiseksi, katselmoidaan toimenpiteiden tehokkuus. Tietyin väliajoin riskianalyysi katselmoidaan ja tarvittaessa päivitetään. Erityisesti tekniikan alalla käytetty Vika ja Vaikutusanalyysi (FMEA) on yksi työkalu riskianalyysiin. FMEA:n tavoitteena on pienentää vikaantumisen vaikutukseen vakavuutta, vähentää vikaantumisen esiintymisen todennäköisyyttä ja parantaa vian havaittavuutta esiintymisen jälkeen.

Työssä käytetään kvalitatiivisen tutkimuksen keinoja. Teoreettinen tausta sisältää kirjallisuuskatsauksen riskienhallinnasta yleisellä tasolla, riskianalyysiprosessista, riskienhallinnasta prosessiteollisuudessa, IATF 16949 standardista ja Vika- ja Vaikutusanalyysistä. Empiirinen osuus muodostuu case-tutkimuksesta, jossa terästuotannossa käytetyn terässenkan vuorausprosessin riskienhallintaa kehitetään Prosessi FMEA:n avulla.

Työn tuloksena on valmis PFMEA. Käymällä kukin prosessivaihe läpi systemaattisesti, löydettiin prosessista lukuisia eritasoisia riskejä. Riskien luokittelun avulla pystytään keskittymään suurimpiin riskeihin ja löytämään niihin tarvittavia korjaavia, riskiä vähentäviä, toimenpiteitä. Toimenpiteiden myötä saadaan parannettua prosessin laatua ja turvallisuutta, sekä kehitettyä vuorausprosessin luotettavuutta ja vuorauksen kestävyyttä. Korjaavien toimenpiteiden etsiminen ja toimeenpano rajattiin tämä työn ulkopuolelle.