Análisis del modo de fallo, de los efectos y de la criticidad

Se encuentran ligeras diferencias entre las distintas normas FMECA. Por RAC CRTA-FMECA, el procedimiento de análisis FMECA normalmente consiste en los siguientes pasos lógicos:

• Definir el sistema
• Definir las reglas básicas y las suposiciones para ayudar a dirigir el diseño
• Construir diagramas de bloques del sistema
• Identificar los modos de fallo (a nivel de piezapieza o funcionales)
• Analizar los efectos/causas de los fallos
• Introducir los resultados en el proceso de diseño
• Clasificar los efectos de los fallos por gravedad
• Realizar cálculos de criticidad
• Clasificar la criticidad de los modos de fallo
• Determinar los elementos críticos
• Introducir los resultados en el proceso de diseño
• Identificar los medios de detección de fallos, aislamiento y compensación
• Realizar el análisis de mantenibilidad
• Documentar el análisis, resumir las áreas de diseño no corregibles, identificar los controles especiales necesarios para reducir el riesgo de fallo
• Hacer recomendaciones
• Seguimiento de la implementación/eficacia de las acciones correctivas

El FMECA puede realizarse a nivel funcional o de pieza. El FMECA funcional considera los efectos de un fallo a nivel de bloque funcional, como una fuente de alimentación o un amplificador. El FMECA por piezas considera los efectos de los fallos de componentes individuales, como resistencias, transistores, microcircuitos o válvulas. Un FMECA por piezas requiere mucho más esfuerzo, pero ofrece la ventaja de una mejor estimación de las probabilidades de ocurrencia. Sin embargo, los FMEA funcionales pueden realizarse mucho antes, pueden ayudar a estructurar mejor la evaluación completa de los riesgos y proporcionan otro tipo de información sobre las opciones de mitigación. Los análisis son complementarios.

El análisis de criticidad puede ser cuantitativo o cualitativo, dependiendo de la disponibilidad de los datos de fallos de las piezas de apoyo.

Definición del sistemaEditar

En este paso, se define el sistema principal que se va a analizar y se divide en una jerarquía indentada como sistemas, subsistemas o equipos, unidades o subconjuntos y piezas. Se crean descripciones funcionales para los sistemas y se asignan a los subsistemas, cubriendo todos los modos operativos y fases de la misión.

Reglas básicas y supuestosEditar

Antes de que tenga lugar el análisis detallado, se suelen definir y acordar las reglas básicas y los supuestos. Esto puede incluir, por ejemplo:

• Perfil de misión estandarizado con fases de misión específicas de duración fija
• Fuentes para los datos de tasa de fallos y modos de fallo
• Cobertura de detección de fallos que realizará la prueba incorporada al sistema
• Si el análisis será funcional o por piezas
• Criterios a tener en cuenta (aborto de la misión, seguridad, mantenimiento, etc.)
• Sistema de identificación única de piezas o funciones
• Definiciones de categorías de gravedad

Diagramas de bloquesEditar

A continuación, los sistemas y subsistemas se representan en diagramas de bloques funcionales. Al mismo tiempo, se suelen construir diagramas de bloques de fiabilidad o árboles de fallos. Estos diagramas se utilizan para trazar el flujo de información en los diferentes niveles de la jerarquía del sistema, identificar las rutas e interfaces críticas, e identificar los efectos de nivel superior de los fallos de nivel inferior.

Identificación del modo de falloEditar

Para cada pieza o cada función cubierta por el análisis, se desarrolla una lista completa de modos de fallo. Para el FMECA funcional, los modos de fallo típicos incluyen:

• Funcionamiento intempestivo
• Falta de funcionamiento cuando se requiere
• Pérdida de salida
• Salida intermitente
• Salida errónea (dada la condición actual)
• Salida inválida (para cualquier condición)

Para FMECA de pieza, los datos de los modos de fallo pueden obtenerse de bases de datos como RAC FMD-91 o RAC FMD-97. Estas bases de datos proporcionan no sólo los modos de fallo, sino también las relaciones de los modos de fallo. Por ejemplo:

Cada función o pieza se lista entonces en forma de matriz con una fila para cada modo de fallo. Debido a que el FMECA normalmente implica conjuntos de datos muy grandes, se debe asignar un identificador único a cada elemento (función o pieza), y a cada modo de fallo de cada elemento.

Análisis de efectos de falloEditar

Los efectos de fallo se determinan e introducen para cada fila de la matriz FMECA, teniendo en cuenta los criterios identificados en las reglas básicas. Los efectos se describen por separado para los niveles local, superior y final (sistema). Los efectos a nivel de sistema pueden incluir:

• Fallo del sistema
• Funcionamiento degradado
• Fallo del estado del sistema
• Sin efecto inmediato

Las categorías de efectos de fallo utilizadas en varios niveles jerárquicos son adaptadas por el analista utilizando su juicio de ingeniería.

Clasificación de la gravedadEditar

La clasificación de la gravedad se asigna para cada modo de fallo de cada elemento único y se introduce en la matriz FMECA, basándose en las consecuencias a nivel de sistema. Se utiliza un pequeño conjunto de clasificaciones, que suelen tener de 3 a 10 niveles de gravedad. Por ejemplo, cuando se prepara utilizando la norma MIL-STD-1629A, la clasificación de la gravedad de los fallos o percances normalmente sigue la norma MIL-STD-882.

Las categorías de gravedad FMECA actuales para las aplicaciones espaciales de la Administración Federal de Aviación de los Estados Unidos (FAA), la NASA y la Agencia Espacial Europea se derivan de la norma MIL-STD-882.

Métodos de detección de fallosEditar

Para cada componente y modo de fallo, se analiza la capacidad del sistema para detectar e informar del fallo en cuestión. En cada fila de la matriz FMECA se introducirá una de las siguientes opciones:

• Normal: el sistema indica correctamente una condición segura a la tripulación
• Anormal: el sistema indica correctamente un mal funcionamiento que requiere la actuación de la tripulación
• Incorrecto: el sistema indica erróneamente una condición segura en caso de mal funcionamiento, o alerta a la tripulación de un mal funcionamiento que no existe (falsa alarma)

Clasificación de la criticidadEditar

La evaluación de la criticidad del modo de fallo puede ser cualitativa o cuantitativa. Para la evaluación cualitativa, se asigna un código o número de probabilidad de percance y se introduce en la matriz. Por ejemplo, MIL-STD-882 utiliza cinco niveles de probabilidad:

El modo de fallo puede entonces representarse en una matriz de criticidad utilizando el código de gravedad como un eje y el código de nivel de probabilidad como el otro.Para la evaluación cuantitativa, se calcula el número de criticidad modal C m {{displaystyle C_{m}} para cada modo de fallo de cada elemento, y el número de criticidad del elemento C r {{displaystyle C_{r}} para cada elemento. Los números de criticidad se calculan utilizando los siguientes valores:

Lista de elementos críticos/modo de falloEditar

Una vez completada la evaluación de la criticidad para cada modo de fallo de cada elemento, la matriz FMECA puede ordenarse por gravedad y nivel de probabilidad cualitativo o número de criticidad cuantitativo. Esto permite que el análisis identifique los elementos críticos y los modos de fallo críticos para los que se desea mitigar el diseño.

RecomendacionesEditar

Después de realizar el FMECA, se hacen recomendaciones de diseño para reducir las consecuencias de los fallos críticos. Esto puede incluir la selección de componentes con mayor fiabilidad, la reducción del nivel de estrés en el que opera un elemento crítico, o la adición de redundancia o la supervisión del sistema.

Análisis de mantenibilidadEditar

FMECA suele alimentar tanto el Análisis de Mantenibilidad como el Análisis de Apoyo Logístico, que ambos requieren datos del FMECA. El FMECA es la herramienta más popular para el análisis de fallos y criticidad de los sistemas para la mejora del rendimiento. En la era actual de la Industria 4.0, las industrias están implementando una estrategia de mantenimiento predictivo para sus sistemas mecánicos. El FMECA se utiliza ampliamente para la identificación del modo de fallo y la priorización de los sistemas mecánicos y sus subsistemas para el mantenimiento predictivo.

Informe FMECAEditar

Un informe FMECA consiste en la descripción del sistema, las reglas básicas y los supuestos, las conclusiones y recomendaciones, las acciones correctivas a seguir, y la matriz FMECA adjunta que puede estar en forma de hoja de cálculo, hoja de trabajo o base de datos.