Analýza způsobů, účinků a kritičnosti poruch

Mezi jednotlivými normami FMECA jsou nepatrné rozdíly. Podle RAC CRTA-FMECA se postup analýzy FMECA obvykle skládá z následujících logických kroků:

• Definice systému
• Definice základních pravidel a předpokladů s cílem pomoci řídit návrh
• Konstrukce blokových diagramů systému
• Identifikace způsobů selhání (kus-na úrovni dílů nebo funkcí)
• Analyzovat účinky/příčiny poruch
• Vložit výsledky zpět do procesu návrhu
• Klasifikovat účinky poruch podle závažnosti
• Provádět výpočty kritičnosti
• Recenzovat kritičnost způsobů poruch
• Určit kritické položky
• Vložit výsledky zpět do procesu návrhu
• Určit prostředky detekce poruch, izolace a kompenzace
• Provádět analýzu udržovatelnosti
• Dokumentovat analýzu, shrnout neopravitelné oblasti návrhu, identifikovat speciální kontroly nezbytné pro snížení rizika poruch
• Vydat doporučení
• Sledovat implementaci/účinnost nápravných opatření

FMECA lze provádět na úrovni funkcí nebo kusů. Funkční FMECA posuzuje účinky poruchy na úrovni funkčního bloku, například napájecího zdroje nebo zesilovače. FMECA na úrovni kusů zvažuje účinky selhání jednotlivých komponent, jako jsou rezistory, tranzistory, mikroobvody nebo ventily. Kusová analýza FMECA vyžaduje mnohem více úsilí, ale poskytuje výhodu lepších odhadů pravděpodobnosti výskytu. Funkční FMEA však může být provedena mnohem dříve, může pomoci lépe strukturovat kompletní posouzení rizik a poskytnout jiný typ náhledu na možnosti zmírnění. Tyto analýzy se vzájemně doplňují.

Analýza kritičnosti může být kvantitativní nebo kvalitativní, v závislosti na dostupnosti podpůrných údajů o poruchách dílů.

Definice systémuUpravit

V tomto kroku se definuje hlavní systém, který má být analyzován, a rozdělí se na členitou hierarchii, jako jsou systémy, subsystémy nebo zařízení, jednotky nebo podsestavy a kusy. Pro systémy jsou vytvořeny funkční popisy a přiřazeny subsystémům, které pokrývají všechny provozní režimy a fáze mise.

Základní pravidla a předpokladyEdit

Před provedením podrobné analýzy jsou obvykle definována a odsouhlasena základní pravidla a předpoklady. To může zahrnovat například:

• Standardizovaný profil mise se specifickými fázemi mise s pevnou dobou trvání
• Zdroje údajů o četnosti poruch a způsobech poruch
• Pokrytí detekce poruch, které bude realizovat test zabudovaného systému
• Zda bude analýza funkční nebo dílčí
• Kritéria, která je třeba zohlednit (přerušení mise, bezpečnost, údržba atd.)
• Systém pro jednoznačnou identifikaci částí nebo funkcí
• Definice kategorií závažnosti

Blokové diagramyUpravit

Dále se systémy a subsystémy zobrazují ve funkčních blokových diagramech. Současně se obvykle konstruují blokové diagramy spolehlivosti nebo stromy poruch. Tyto diagramy se používají ke sledování toku informací na různých úrovních systémové hierarchie, k identifikaci kritických cest a rozhraní a k identifikaci účinků poruch nižší úrovně na vyšší úrovni.

Identifikace způsobů poruchUpravit

Pro každou dílčí část nebo každou funkci, které se analýza týká, se vypracuje úplný seznam způsobů poruch. Pro funkční FMECA jsou typickými způsoby poruch např:

• Nedochvilná činnost
• Nedochvilná činnost v požadovaném čase
• Ztráta výstupu
• Přerušovaný výstup
• Chybný výstup (vzhledem k aktuálnímu stavu)
• Neplatný výstup (pro jakýkoli stav)

Pro FMECA kusových dílů, lze údaje o způsobech poruch získat z databází, jako je RAC FMD-91 nebo RAC FMD-97. Tyto databáze poskytují nejen údaje o způsobech poruch, ale také o poměrech způsobů poruch. Například:

Každá funkce nebo dílčí část je pak uvedena ve formě matice s jedním řádkem pro každý způsob poruchy. Protože FMECA obvykle zahrnuje velmi rozsáhlé soubory dat, musí být každé položce (funkci nebo kusu-dílu) a každému způsobu selhání každé položky přiřazen jedinečný identifikátor.

Analýza účinků selháníEdit

U každého řádku matice FMECA se stanoví a zadají účinky selhání s ohledem na kritéria stanovená v základních pravidlech. Účinky se popisují zvlášť pro místní, další vyšší a koncovou (systémovou) úroveň. Účinky na úrovni systému mohou zahrnovat:

• Porucha systému
• Zhoršený provoz
• Porucha stavu systému
• Žádný bezprostřední účinek

Kategorie účinků poruchy použité na různých hierarchických úrovních přizpůsobuje analytik pomocí inženýrského úsudku.

Klasifikace závažnostiUpravit

Klasifikace závažnosti se přiřazuje pro každý způsob selhání každé jedinečné položky a zadává se do matice FMECA na základě důsledků na úrovni systému. Používá se malá sada klasifikací, která má obvykle 3 až 10 úrovní závažnosti. Například při přípravě podle MIL-STD-1629A se klasifikace závažnosti poruchy nebo nehody obvykle řídí podle MIL-STD-882.

Současné kategorie závažnosti FMECA pro vesmírné aplikace Federálního leteckého úřadu USA (FAA), NASA a Evropské kosmické agentury jsou odvozeny z MIL-STD-882.

Metody detekce poruchUpravit

Pro každou součást a způsob poruchy se analyzuje schopnost systému detekovat a hlásit danou poruchu. Do každého řádku matice FMECA se zapíše jedna z následujících možností:

• Normální: systém správně indikuje posádce bezpečný stav
• Abnormální: systém správně indikuje poruchu vyžadující zásah posádky
• Nesprávný: systém chybně indikuje bezpečný stav v případě poruchy nebo upozorňuje posádku na poruchu, která neexistuje (falešný poplach)

Hodnocení kritičnostiUpravit

Hodnocení kritičnosti poruchového režimu může být kvalitativní nebo kvantitativní. Při kvalitativním hodnocení se přiřazuje kód nebo číslo pravděpodobnosti poruchy a zapisuje se do matice. Například norma MIL-STD-882 používá pět úrovní pravděpodobnosti:

.

.

Způsob poruchy pak lze zakreslit do matice kritičnosti s použitím kódu závažnosti jako jedné osy a kódu úrovně pravděpodobnosti jako druhé.Pro kvantitativní posouzení se pro každý způsob poruchy každé položky vypočítá číslo modální kritičnosti C m {\displaystyle C_{m}} a pro každou položku číslo kritičnosti položky C r {\displaystyle C_{r}}. Čísla kritičnosti se vypočítávají pomocí následujících hodnot:

Seznam kritických položek/režimů poruchEdit

Po dokončení posouzení kritičnosti pro každý režim poruchy každé položky lze matici FMECA seřadit podle závažnosti a kvalitativní úrovně pravděpodobnosti nebo kvantitativního čísla kritičnosti. Analýza tak umožňuje identifikovat kritické položky a kritické režimy selhání, u nichž je žádoucí zmírnit následky návrhu.

DoporučeníEdit

Po provedení analýzy FMECA se vypracují doporučení pro návrh s cílem snížit následky kritických selhání. To může zahrnovat výběr komponent s vyšší spolehlivostí, snížení úrovně namáhání, při níž kritická položka pracuje, nebo přidání redundance či monitorování systému.

Analýza udržovatelnostiEdit

FMECA obvykle přispívá k analýze udržovatelnosti i analýze logistické podpory, které obě vyžadují údaje z FMECA. FMECA je nejoblíbenějším nástrojem pro analýzu poruch a kritičnosti systémů za účelem zvýšení výkonnosti. V současné éře Průmyslu 4.0 zavádějí průmyslová odvětví pro své mechanické systémy strategii prediktivní údržby. Analýza FMECA se široce používá pro identifikaci způsobů poruch a stanovení priorit mechanických systémů a jejich subsystémů pro prediktivní údržbu.

Zpráva FMECAUpravit

Zpráva FMECA se skládá z popisu systému, základních pravidel a předpokladů, závěrů a doporučení, nápravných opatření, která je třeba sledovat, a přiložené matice FMECA, která může být ve formě tabulky, pracovního listu nebo databáze.

.