Analiza modului de defectare, a efectelor și a criticii

Se constată diferențe ușoare între diferitele standarde FMECA. Prin RAC CRTA-FMECA, procedura de analiză FMECA constă, de obicei, din următoarele etape logice:

• Definiți sistemul
• Definiți regulile de bază și ipotezele pentru a ajuta la conducerea proiectării
• Construiți diagramele blocurilor de sistem
• Identificați modurile de defectare (bucată…nivel de piesă sau funcțional)
• Analizați efectele/cazurile defecțiunilor
• Introduceți rezultatele în procesul de proiectare
• Clasificați efectele defecțiunilor în funcție de gravitate
• Realizați calcule de criticitate
• Clasificați criticitatea modurilor de defecțiune
• Determinați elementele critice
• Introduceți rezultatele în procesul de proiectare
• Identificați mijloacele de detectare a defecțiunilor, izolare și compensare
• Realizați analiza mentenabilității
• Documentați analiza, rezumați zonele de proiectare care nu pot fi corectate, identificați controalele speciale necesare pentru a reduce riscul de defectare
• Faceți recomandări
• Să urmăriți implementarea/eficacitatea acțiunilor corective

FMECA poate fi realizată la nivel funcțional sau la nivel de piesă. FMECA funcțională ia în considerare efectele unei defecțiuni la nivel de bloc funcțional, cum ar fi o sursă de alimentare sau un amplificator. FMECA la nivel de piesă ia în considerare efectele defecțiunilor componentelor individuale, cum ar fi rezistențele, tranzistorii, microcircuitele sau supapele. O FMECA pe părți necesită mult mai mult efort, dar oferă avantajul unor estimări mai bune ale probabilităților de apariție. Cu toate acestea, FMEA funcționale pot fi efectuate mult mai devreme, pot contribui la o mai bună structurare a evaluării complete a riscurilor și pot oferi un alt tip de perspectivă în ceea ce privește opțiunile de atenuare. Analizele sunt complementare.

Analiza de criticitate poate fi cantitativă sau calitativă, în funcție de disponibilitatea datelor de defectare a pieselor suport.

Definirea sistemuluiEdit

În această etapă, sistemul major care urmează să fie analizat este definit și împărțit într-o ierarhie indentată, cum ar fi sisteme, subsisteme sau echipamente, unități sau subansamble și piese. Descrierile funcționale sunt create pentru sisteme și alocate subsistemelor, acoperind toate modurile operaționale și fazele misiunii.

Reguli de bază și ipotezeEdit

Înainte de a avea loc analiza detaliată, regulile de bază și ipotezele sunt, de obicei, definite și convenite. Acestea pot include, de exemplu:

• Profil de misiune standardizat cu faze de misiune specifice cu durată fixă
• Surse pentru datele privind rata de defectare și modul de defectare
• Cuprinsul de detectare a defectelor pe care îl va realiza testul încorporat în sistem
• Dacă analiza va fi funcțională sau pe părți
• Criteriile care trebuie luate în considerare (întreruperea misiunii, siguranța, mentenanța, etc.)
• Sistem de identificare unică a pieselor sau funcțiilor
• Definiții ale categoriilor de gravitate

Diagrame de blocuriEdit

În continuare, sistemele și subsistemele sunt reprezentate în diagrame de blocuri funcționale. Diagramele bloc de fiabilitate sau arborii de defecte sunt de obicei construite în același timp. Aceste diagrame sunt utilizate pentru a urmări fluxul de informații la diferite niveluri ale ierarhiei sistemului, pentru a identifica căile și interfețele critice și pentru a identifica efectele de nivel superior ale defecțiunilor de nivel inferior.

Identificarea modurilor de defecțiuneEdit

Pentru fiecare piesă-parte sau fiecare funcție acoperită de analiză, se elaborează o listă completă a modurilor de defecțiune. Pentru FMECA funcțională, modurile de defectare tipice includ:

• Funcționare intempestivă
• Eșecul de a funcționa atunci când este necesar
• Pierdere de ieșire
• Salire intermitentă
• Salire eronată (având în vedere condiția curentă)
• Salire invalidă (pentru orice condiție)

Pentru FMECA pe piese, datele privind modul de defectare pot fi obținute din baze de date precum RAC FMD-91 sau RAC FMD-97. Aceste baze de date furnizează nu numai modurile de defectare, ci și ratele modurilor de defectare. De exemplu:

Care funcție sau piesă este apoi listată sub formă de matrice cu un rând pentru fiecare mod de defecțiune. Deoarece FMECA implică, de obicei, seturi de date foarte mari, trebuie atribuit un identificator unic fiecărui element (funcție sau piesă-parte) și fiecărui mod de defectare al fiecărui element.

Analiza efectelor defecțiunilorEdit

Efectele defecțiunilor sunt determinate și introduse pentru fiecare rând al matricei FMECA, luând în considerare criteriile identificate în regulile de bază. Efectele sunt descrise separat pentru nivelurile local, imediat superior și final (sistem). Efectele la nivel de sistem pot include:

• Funcționare defectuoasă a sistemului
• Funcționare degradată
• Funcționare defectuoasă a stării sistemului
• Fără efect imediat

Categoriile de efecte ale defecțiunilor utilizate la diferite niveluri ierarhice sunt adaptate de către analist folosind raționamentul ingineresc.

Clasificarea gravitățiiEdit

Clasificarea gravității se atribuie pentru fiecare mod de defectare a fiecărui element unic și se introduce în matricea FMECA, pe baza consecințelor la nivel de sistem. Se utilizează un set mic de clasificări, având de obicei între 3 și 10 niveluri de severitate. De exemplu, atunci când se pregătește folosind MIL-STD-1629A, clasificarea gravității defecțiunilor sau a incidentelor urmează în mod normal MIL-STD-882.

Categoriile actuale de severitate FMECA pentru aplicațiile spațiale ale Administrației Federale a Aviației din SUA (FAA), NASA și Agenției Spațiale Europene sunt derivate din MIL-STD-882.

Metode de detectare a defecțiunilorEdit

Pentru fiecare componentă și mod de defecțiune, se analizează capacitatea sistemului de a detecta și raporta defecțiunea în cauză. Pe fiecare rând al matricei FMECA se va înscrie una dintre următoarele:

• Normal: sistemul indică corect o stare de siguranță pentru echipaj
• Anormal: sistemul indică corect o defecțiune care necesită intervenția echipajului
• Incorect: sistemul indică în mod eronat o stare de siguranță în caz de defecțiune sau alertează echipajul cu privire la o defecțiune care nu există (alarmă falsă)

Clasificarea criticiiEdit

Evaluarea criticii modului de avarie poate fi calitativă sau cantitativă. Pentru evaluarea calitativă, se atribuie un cod sau un număr de probabilitate de avarie și se introduce în matrice. De exemplu, MIL-STD-882 utilizează cinci niveluri de probabilitate:

.

.

Modul de defecțiune poate fi apoi reprezentat grafic pe o matrice de criticitate folosind codul de gravitate ca o axă și codul nivelului de probabilitate ca cealaltă axă.Pentru evaluarea cantitativă, se calculează numărul de criticitate modală C m {\displaystyle C_{m}} pentru fiecare mod de defectare al fiecărui element, iar numărul de criticitate a elementului C r {\displaystyle C_{r}} se calculează pentru fiecare element. Numerele de criticitate se calculează folosind următoarele valori:

Lista elementelor critice/modurilor de defectareEdit

După ce evaluarea criticii este finalizată pentru fiecare mod de defectare al fiecărui element, matricea FMECA poate fi sortată în funcție de gravitate și de nivelul de probabilitate calitativă sau de numărul de criticitate cantitativă. Acest lucru permite analizei să identifice elementele critice și modurile de defectare critice pentru care se dorește atenuarea proiectării.

RecomandăriEdit

După realizarea FMECA, se fac recomandări de proiectare pentru a reduce consecințele defecțiunilor critice. Aceasta poate include selectarea unor componente cu o fiabilitate mai mare, reducerea nivelului de stres la care funcționează un element critic sau adăugarea de redundanță sau monitorizare în sistem.

Analiza mentenabilitățiiEdit

FMECA alimentează, de obicei, atât analiza mentenabilității, cât și analiza suportului logistic, care ambele necesită date din FMECA. FMECA este cel mai popular instrument pentru analiza defecțiunilor și a criticii sistemelor în vederea îmbunătățirii performanțelor. În era actuală a Industriei 4.0, industriile implementează o strategie de întreținere predictivă pentru sistemele lor mecanice. FMECA este utilizat pe scară largă pentru identificarea modurilor de defectare și prioritizarea sistemelor mecanice și a subsistemelor acestora în vederea întreținerii predictive.

Raport FMECAEdit

Un raport FMECA constă în descrierea sistemului, reguli de bază și ipoteze, concluzii și recomandări, acțiuni corective care trebuie urmărite și matricea FMECA atașată, care poate fi sub formă de foaie de calcul, foaie de lucru sau bază de date.

.