Fejltilstands-, effekt- og kritikalitetsanalyse

Der findes lette forskelle mellem de forskellige FMECA-standarder. Ved RAC CRTA-FMECA består FMECA-analyseproceduren typisk af følgende logiske trin:

• Definere systemet
• Definere grundregler og forudsætninger for at hjælpe med at styre designet
• Opbygge systemblokdiagrammer
• Identificere fejltilstande (styk-delniveau eller funktionelt)
• Analyse af fejlvirkninger/fejlårsager
• Få resultaterne tilbage i designprocessen
• Klassificere fejlvirkningerne efter sværhedsgrad
• Opføre kritikalitetsberegninger
• Rangere fejltilstandes kritikalitet
• Bestemme kritiske elementer
• Få resultaterne tilbage i designprocessen
• Identificere midlerne til fejlfinding, isolering og kompensation
• Udfør vedligeholdbarhedsanalyse
• Dokumenter analysen, opsummér ukorrigerbare konstruktionsområder, identificer særlige kontroller, der er nødvendige for at reducere fejlrisikoen
• Formulér anbefalinger
• Følg op på implementering/effektivitet af korrigerende foranstaltninger

FMECA kan udføres på funktions- eller stykniveau. Ved funktionel FMECA tages der hensyn til virkningerne af fejl på det funktionelle blokniveau, f.eks. en strømforsyning eller en forstærker. Ved stykvis FMECA tages der hensyn til virkningerne af fejl i de enkelte komponenter, f.eks. modstande, transistorer, mikrokredsløb eller ventiler. En stykkevis FMECA kræver en langt større indsats, men har den fordel, at den giver bedre skøn over sandsynlighederne for forekomst. Funktionelle FMEA’er kan imidlertid udføres langt tidligere, kan bidrage til en bedre strukturering af den samlede risikovurdering og give en anden form for indsigt i mulighederne for afhjælpning. Analyserne supplerer hinanden.

Kriticitetsanalysen kan være kvantitativ eller kvalitativ, afhængigt af tilgængeligheden af data om støttedelsfejl.

SystemdefinitionRediger

I dette trin defineres det store system, der skal analyseres, og opdeles i et inddelt hierarki såsom systemer, delsystemer eller udstyr, enheder eller underenheder og stykdele. Der oprettes funktionsbeskrivelser for systemerne og tildeles delsystemerne, som dækker alle driftstilstande og missionsfaser.

Grundregler og antagelserRediger

Hvor en detaljeret analyse finder sted, defineres og aftales grundregler og antagelser normalt. Dette kan f.eks. omfatte:

• Standardiseret missionsprofil med specifikke missionsfaser af fast varighed
• Kilder til data om fejlfrekvens og fejltilstande
• Fejldetekteringsdækning, som systemindbygget test vil realisere
• Hvis analysen vil være funktionel eller stykvis
• Kriterier, der skal tages i betragtning (missionsafbrydelse, sikkerhed, vedligeholdelse osv.)
• System til entydig identifikation af dele eller funktioner
• Sværdighedskategoridefinitioner

BlokdiagrammerRediger

Dernæst afbildes systemerne og undersystemerne i funktionelle blokdiagrammer. Pålidelighedsblokdiagrammer eller fejltræer konstrueres normalt samtidig. Disse diagrammer bruges til at spore informationsstrømmen på forskellige niveauer i systemhierarkiet, identificere kritiske stier og grænseflader og identificere virkningerne på højere niveau af fejl på lavere niveau.

Identifikation af fejltilstandeRediger

For hver enkelt del eller hver enkelt funktion, der er omfattet af analysen, udarbejdes en komplet liste over fejltilstande. For funktionel FMECA omfatter typiske fejltilstande bl.a:

• Utidssvarende drift
• Svigt i at fungere, når det er påkrævet
• Tab af output
• Intermitterende output
• Fejligt output (givet den aktuelle tilstand)
• Invalid output (for enhver tilstand)

For FMECA for enkeltdele, kan data om fejltilstande hentes fra databaser som RAC FMD-91 eller RAC FMD-97. Disse databaser indeholder ikke blot fejltilstande, men også fejltilstandskvotienter. For eksempel:

Hver funktion eller del er derefter opført i matrixform med en række for hver fejltilstand. Da FMECA normalt omfatter meget store datasæt, skal der tildeles en entydig identifikator til hvert emne (funktion eller del) og til hver fejltilstand for hvert emne.

FejlvirkningsanalyseRediger

Fejlevirkningerne bestemmes og indtastes for hver række i FMECA-matricen under hensyntagen til de kriterier, der er identificeret i grundreglerne. Virkningerne beskrives særskilt for det lokale, det næsthøjeste og slutniveauet (systemet). Effekter på systemniveau kan omfatte:

• Systemfejl
• Degraderet drift
• Systemstatusfejl
• Ingen umiddelbar virkning

De fejlvirkningskategorier, der anvendes på forskellige hierarkiske niveauer, skræddersys af analytikeren ved hjælp af teknisk vurdering.

SværhedsgradsklassificeringRediger

Sværhedsgradsklassificering tildeles for hver fejltilstand for hvert unikt emne og indføres på FMECA-matrixen på grundlag af konsekvenserne på systemniveau. Der anvendes et lille sæt klassifikationer, som normalt har 3 til 10 alvorlighedsniveauer. Når der f.eks. er udarbejdet under anvendelse af MIL-STD-1629A, følger klassifikationen af fejl eller uhelds alvorlighed normalt MIL-STD-882.

De nuværende FMECA-sværhedsgraderskategorier for rumapplikationer fra U.S. Federal Aviation Administration (FAA), NASA og European Space Agency er afledt af MIL-STD-882.

Metoder til påvisning af fejlRediger

For hver komponent og fejltilstand analyseres systemets evne til at påvise og rapportere den pågældende fejl. En af følgende værdier anføres på hver række i FMECA-matrixen:

• Normal: Systemet angiver korrekt en sikker tilstand til besætningen
• Abnormalt: Systemet angiver korrekt en fejlfunktion, der kræver handling fra besætningens side
• Ukorrekt: Systemet angiver fejlagtigt en sikker tilstand i tilfælde af fejlfunktion eller advarer besætningen om en fejlfunktion, der ikke eksisterer (falsk alarm)

KritiskhedsklassificeringRediger

Failure mode criticality assessment may be qualitative or quantitative. Ved kvalitativ vurdering tildeles en kode eller et nummer for sandsynlighed for uheld og indføres på matricen. MIL-STD-882 anvender f.eks. fem sandsynlighedsniveauer:

Fejltilstanden kan herefter indtegnes i en kritikalitetsmatrix med alvorlighedskoden som den ene akse og sandsynlighedsniveaukoden som den anden akse.Til kvantitativ vurdering beregnes det modale kritikalitetstal C m {\displaystyle C_{m}} for hver fejltilstand for hvert emne, og emnekritikalitetstallet C r {\displaystyle C_{r}} beregnes for hvert emne. Kriticitetstallene beregnes ved hjælp af følgende værdier:

Liste over kritiske elementer/fejltilstandeRediger

Når kriticitetsvurderingen er afsluttet for hver fejltilstand for hvert element, kan FMECA-matrixen sorteres efter alvorlighed og kvalitativt sandsynlighedsniveau eller kvantitativt kriticitetstal. Dette gør det muligt for analysen at identificere kritiske elementer og kritiske fejltilstande, for hvilke der ønskes en afbødning af konstruktionen.

AnbefalingerEdit

Når FMECA er udført, gives der anbefalinger til konstruktionen for at reducere konsekvenserne af kritiske fejl. Dette kan omfatte valg af komponenter med højere pålidelighed, reduktion af det belastningsniveau, hvor et kritisk element fungerer, eller tilføjelse af redundans eller overvågning til systemet.

VedligeholdbarhedsanalyseBearbejd

FMECA indgår normalt i både vedligeholdbarhedsanalyse og logistikstøtteanalyse, som begge kræver data fra FMECA’en. FMECA er det mest populære værktøj til fejl- og kritikalitetsanalyse af systemer med henblik på forbedring af ydeevnen. I den nuværende æra med Industri 4.0 er industrierne ved at gennemføre en strategi for forudsigelig vedligeholdelse af deres mekaniske systemer. FMECA anvendes i vid udstrækning til identifikation af fejltilstande og prioritering af mekaniske systemer og deres undersystemer med henblik på forudsigelig vedligeholdelse.

FMECA-rapportRediger

En FMECA-rapport består af systembeskrivelse, grundregler og antagelser, konklusioner og anbefalinger, korrigerende handlinger, der skal følges, og den vedhæftede FMECA-matrix, som kan være i regneark, regneark eller databaseform.