Hibamód-, hatás- és kritikussági elemzés
A különböző FMECA szabványok között kisebb különbségek tapasztalhatók. A RAC CRTA-FMECA szerint az FMECA-elemzési eljárás jellemzően a következő logikai lépésekből áll:
- A rendszer meghatározása
- A tervezést segítő alapszabályok és feltételezések meghatározása
- A rendszerblokkdiagramok felépítése
- A meghibásodási módok azonosítása (darabonkéntialkatrész szintű vagy funkcionális)
- A hibahatások/okok elemzése
- Az eredmények visszacsatolása a tervezési folyamatba
- A hibahatások súlyosság szerinti osztályozása
- Kritikussági számítások elvégzése
- A hibamódok kritikusságának rangsorolása
- A kritikus elemek meghatározása
- Az eredmények visszacsatolása a tervezési folyamatba
- A hibafelderítés eszközeinek meghatározása, elkülönítés és kompenzálás
- Karbantarthatósági elemzés elvégzése
- Az elemzés dokumentálása, a nem javítható tervezési területek összefoglalása, a hibakockázat csökkentéséhez szükséges speciális ellenőrzések azonosítása
- Javaslatok megfogalmazása
- A korrekciós intézkedések végrehajtásának/hatékonyságának nyomon követése
FMECA funkcionális vagy darabszintű lehet. A funkcionális FMECA a hiba hatásait a funkcionális blokkok szintjén vizsgálja, mint például egy tápegység vagy egy erősítő. A darabonkénti FMECA az egyes alkatrészek, például ellenállások, tranzisztorok, mikroáramkörök vagy szelepek meghibásodásának hatásait vizsgálja. A darabonkénti FMECA sokkal több erőfeszítést igényel, de az előfordulási valószínűségek jobb becslésével jár. A funkcionális FMEA-k azonban sokkal korábban elvégezhetők, segíthetnek a teljes kockázatértékelés jobb strukturálásában, és másfajta betekintést nyújtanak a kockázatcsökkentési lehetőségekbe. Az elemzések kiegészítik egymást.
A kritikussági elemzés lehet mennyiségi vagy minőségi, attól függően, hogy rendelkezésre állnak-e az alátámasztó alkatrész-meghibásodási adatok.
RendszerdefinícióSzerkesztés
Ebben a lépésben az elemzendő fő rendszert meghatározzák és tagolják egy tagolt hierarchiára, például rendszerekre, alrendszerekre vagy berendezésekre, egységekre vagy részegységekre és darabokra. A rendszerekhez funkcionális leírásokat készítenek, és hozzárendelik az alrendszerekhez, lefedve az összes működési módot és küldetésfázist.
Alapszabályok és feltételezésekSzerkesztés
A részletes elemzés előtt általában meghatározzák és elfogadják az alapszabályokat és feltételezéseket. Ezek közé tartozhat például:
- Standardizált missziós profil meghatározott, rögzített időtartamú missziós fázisokkal
- A hibaarány és hibamód adatok forrásai
- A hibafelismerési lefedettség, amelyet a rendszerbe épített teszt megvalósít
- Az, hogy az elemzés funkcionális vagy darabos lesz-e
- A figyelembe veendő kritériumok (missziómegszakítás, biztonság, karbantartás stb.)
- Rendszer a részek vagy funkciók egyedi azonosítására
- Súlyossági kategóriák meghatározása
BlokkdiagramokSzerkesztés
A továbbiakban a rendszereket és alrendszereket funkcionális blokkdiagramokon ábrázolják. A megbízhatósági blokkdiagramok vagy hibafák általában ezzel egyidejűleg készülnek. Ezek a diagramok az információáramlás nyomon követésére szolgálnak a rendszerhierarchia különböző szintjein, a kritikus útvonalak és kapcsolódási pontok azonosítására, valamint az alacsonyabb szintű hibák magasabb szintű hatásainak azonosítására.
Hibamód-azonosításSzerkesztés
Az elemzés által lefedett minden egyes alkatrészre vagy funkcióra vonatkozóan elkészítik a hibamódok teljes listáját. A funkcionális FMECA esetében a tipikus hibamódok a következők:
- Korszerűtlen működés
- A működés meghiúsulása, amikor szükséges
- Kimenet elvesztése
- Kimaradó kimenet
- Hibás kimenet (az adott állapotban)
- Hibás kimenet (bármely állapotban)
Darabonkénti FMECA esetén, a meghibásodási módokra vonatkozó adatok olyan adatbázisokból szerezhetők be, mint a RAC FMD-91 vagy a RAC FMD-97. Ezek az adatbázisok nemcsak a hibamódokat, hanem a hibamód-arányokat is megadják. Például:
| Device Type | Failure Mode | Ratio (α) |
|---|---|---|
| Relay | Fails to trip | .55 |
| Hibás kioldás | .26 | |
| Rövid | .19 | |
| Rezisztor, összetétel | Paraméterváltozás | .66 |
| Nyitva | .31 | |
| Rövid | .03 |
Ezután minden funkció vagy alkatrész mátrix formájában szerepel, minden hibamódhoz egy sorral. Mivel az FMECA általában nagyon nagy adathalmazokat foglal magában, minden egyes elemhez (funkcióhoz vagy alkatrészhez) és az egyes elemek minden egyes meghibásodási módjához egyedi azonosítót kell rendelni.
Hibahatások elemzéseSzerkesztés
A hibahatások meghatározása és bevitele az FMECA-mátrix minden sorához történik, figyelembe véve az alapszabályokban meghatározott kritériumokat. A hatások külön-külön kerülnek leírásra a helyi, a következő magasabb és a végső (rendszer) szintekre. A rendszerszintű hatások közé tartozhatnak:
- Rendszerhiba
- Leromlott működés
- Rendszerállapot hiba
- Nincs közvetlen hatás
A különböző hierarchikus szinteken használt hibahatás-kategóriákat az elemző mérnöki megítélés segítségével alakítja ki.
Súlyossági besorolásSzerkesztés
A súlyossági besorolást minden egyes egyedi elem minden egyes meghibásodási módjához hozzárendelik, és a rendszerszintű következmények alapján beírják az FMECA-mátrixba. Egy kis számú, általában 3-10 súlyossági szintet tartalmazó besorolást használnak. Például, ha a MIL-STD-1629A alapján készül, a meghibásodás vagy baleset súlyossági besorolása általában a MIL-STD-882-t követi.
| Kategória | Megnevezés | Kritériumok | |
|---|---|---|---|
| I | Katasztrófa | halálhoz vezethet, maradandó teljes rokkantság, 1 millió dollárt meghaladó veszteség, vagy visszafordíthatatlan súlyos környezeti kár, amely törvényt vagy rendeletet sért. | |
| II | Kritikus | Tartós részleges rokkantságot, sérüléseket vagy foglalkozási megbetegedést eredményezhet, amelyek legalább három személy kórházi kezelését eredményezhetik, 200 ezer dollárt meghaladó, de 1 millió dollárnál kisebb veszteséget, vagy visszafordítható környezeti kárt, amely törvény vagy rendelet megsértését okozza. | |
| III | Marginális | Ez egy vagy több kiesett munkanapot eredményező sérülést vagy foglalkozási megbetegedést, 10 000 $-t meghaladó, de 200 000 $-nál kisebb veszteséget, vagy törvény vagy rendelet megsértése nélküli, enyhíthető környezeti kárt eredményezhet, ahol a helyreállítási tevékenységek elvégezhetők. | |
| IV | Elhanyagolható | Elhanyagolható | Sérülést vagy megbetegedést okozhat, amely nem jár kiesett munkanappal, 2K dollárnál nagyobb, de 10K dollárnál kisebb veszteséggel, vagy minimális környezeti kárral, amely nem sért törvényt vagy rendeletet. |
A jelenlegi FMECA súlyossági kategóriák az amerikai Szövetségi Légügyi Hivatal (FAA), a NASA és az Európai Űrügynökség űralkalmazásaihoz a MIL-STD-882-ből származnak.
Hibaérzékelési módszerek Szerkesztés
Minden egyes alkatrész és hibamód esetében elemzik a rendszer képességét a szóban forgó hiba érzékelésére és jelentésére. Az FMECA-mátrix minden egyes sorába az alábbiak közül az egyiket írják be:
- Normál: a rendszer helyesen jelzi a személyzet számára a biztonságos állapotot
- Rendellenes: a rendszer helyesen jelzi a személyzet intézkedését igénylő meghibásodást
- Hibás: a rendszer hibásan jelzi a biztonságos állapotot meghibásodás esetén, vagy olyan meghibásodásra figyelmezteti a személyzetet, amely nem létezik (téves riasztás)
Kritikalitási rangsorSzerkesztés
A meghibásodási mód kritikalitásának értékelése lehet minőségi vagy mennyiségi. Minőségi értékelés esetén a mátrixba egy szerencsétlenség valószínűségi kódot vagy számot rendelnek és írnak be. A MIL-STD-882 például öt valószínűségi szintet használ:
| leírás | szint | egyéni tétel | flotta |
|---|---|---|---|
| gyakori | A | valószínűleg gyakran előfordul az elem életében | folytonosan tapasztalható |
| valószínű | B | Az elem életében többször is előfordul | Sokszor fordul elő |
| Egyszeri | C | Valószínűleg előfordul valamikor a egy elem életében | Már többször is előfordulhat |
| Ritkán | D | Nem valószínű, de lehetséges, hogy egy elem életében előfordulhat | Nem valószínű, De ésszerűen elvárható, hogy előforduljon |
| Várhatatlan | E | Sokszor valószínűtlen, feltételezhető, hogy előfordulása nem tapasztalható | Nem valószínű, hogy előfordulhat, de lehetséges |
A meghibásodási mód ezután egy kritikussági mátrixon ábrázolható, az egyik tengelyen a súlyossági kódot, a másikon a valószínűségi szint kódját használva.A mennyiségi értékeléshez a C m {\displaystyle C_{m}} modális kritikussági számot az egyes tételek minden egyes meghibásodási módjára, a C r {\displaystyle C_{r}} kritikussági számot pedig az egyes tételekre kell kiszámítani. A kritikussági számok kiszámítása a következő értékek felhasználásával történik:
Kritikus elem/meghibásodási mód listaSzerkesztés
Mihelyt az egyes elemek minden egyes meghibásodási módjára elkészült a kritikussági értékelés, az FMECA-mátrixot súlyosság és minőségi valószínűségi szint vagy mennyiségi kritikussági szám szerint lehet rendezni. Ez lehetővé teszi az elemzés során a kritikus elemek és kritikus meghibásodási módok azonosítását, amelyek tervezési enyhítése kívánatos.
AjánlásokSzerkesztés
Az FMECA elvégzése után ajánlásokat tesznek a tervezéshez a kritikus meghibásodások következményeinek csökkentése érdekében. Ez magában foglalhatja a nagyobb megbízhatóságú alkatrészek kiválasztását, a kritikus elem működési terhelési szintjének csökkentését, vagy a rendszer redundanciájának vagy felügyeletének kiegészítését.
Karbantarthatósági elemzésSzerkesztés
A FMECA általában a karbantarthatósági elemzésbe és a logisztikai támogatási elemzésbe is beépül, amelyek mindkettőnek szüksége van az FMECA adataira. Az FMECA a legnépszerűbb eszköz a rendszerek hiba- és kritikussági elemzésére a teljesítménynövelés érdekében. Az ipar 4.0 jelenlegi korszakában az iparágak prediktív karbantartási stratégiát hajtanak végre mechanikai rendszereikre vonatkozóan. Az FMECA-t széles körben használják a mechanikai rendszerek és alrendszereik hibamódjainak azonosítására és rangsorolására a megelőző karbantartás érdekében.
FMECA jelentésSzerkesztés
A FMECA jelentés a rendszer leírásából, az alapszabályokból és feltételezésekből, a következtetésekből és ajánlásokból, a nyomon követendő korrekciós intézkedésekből és a csatolt FMECA mátrixból áll, amely lehet táblázatos, munkalap vagy adatbázis formájában.
Leave a Reply