Jak provést Failure Mode, Effects & Criticality Analysis (FMECA)

Základním předpokladem při provádění FMECA místo FMEA je snaha o kvantitativnější stanovení rizik. FMEA využívá více multifunkční tým, který používá pokyny pro stanovení závažnosti a výskytu. FMECA se provádí tak, že se nejprve vyplní pracovní list procesu FMEA a poté se vyplní pracovní list kritičnosti FMECA.

Obecné kroky pro vypracování FMECA jsou následující:

• Část FMEA (více informací naleznete na naší stránce FMEA)
  • Definice systému
  • Definice základních pravidel a předpokladů, které pomáhají řídit návrh
  • Konstrukce systému. Hraniční diagramy a diagramy parametrů
  • Identifikujte způsoby selhání
  • Analyzujte účinky selhání
  • Určete příčiny způsobů selhání
  • Vyplňte výsledky zpět do návrhu procesu
• FMECA Portion
  • Přenést informace z FMEA do FMECA
  • Klasifikovat účinky poruch podle závažnosti (změna na závažnost FMECA)
  • Provádět výpočty kritičnosti
  • Rozhodněte o kritičnosti způsobu poruchy a určete nejrizikovější položky
  • Přijměte zmírňující opatření a zdokumentujte zbývající rizika s odůvodněním
  • Sledujte-sledování implementace/účinnosti nápravných opatření

FMECA může být často časově náročná, a proto mohou být dostupné zdroje a zájem týmu v průběhu procesu problémem. Společnost Quality-One vyvinula níže uvedený proces FMECA, aby efektivně využila inženýrské zdroje a zajistila důkladné vypracování FMECA. Přístup společnosti Quality-One je následující:

Krok 1: Proveďte FMEA

Vhodným výchozím bodem pro FMECA je FMEA. FMEA umožňuje kvalitativní, a tedy tvůrčí vstupy víceoborového inženýrského týmu. FMEA poskytuje první vstupy pro změnu návrhu a může nastartovat proces snižování rizik. Informace z FMEA se přenášejí do pracovního listu kritičnosti FMECA. Přenesená data z pracovního listu FMEA budou obsahovat:

• Identifikační číslo položky
• Položka/funkce
• Podrobná funkce a/nebo požadavky
• Způsoby a příčiny selhání s mechanismy selhání
• Fáze mise nebo provozní režim (specifické pro DoD), často související s účinky selhání

Krok 2. Způsoby a příčiny selhání: Určete úroveň závažnosti

Dále přiřaďte úroveň závažnosti každého účinku selhání. Na výběr jsou různé tabulky závažnosti. Ve zdravotnictví a některých činnostech v letectví a kosmonautice se používají následující. Aktuální popisy lze upravit tak, aby odpovídaly jakémukoli návrhu výrobku nebo procesu. Obecně existují čtyři následující klasifikace úrovní závažnosti:

• Katastrofická: Může mít za následek smrt, trvalou úplnou invaliditu, ztrátu přesahující 1 milion dolarů nebo nevratné vážné poškození životního prostředí, které porušuje zákon nebo nařízení
• Významný/vysoký dopad: Trvalá částečná invalidita, zranění nebo nemoc z povolání, které vedou k hospitalizaci 3 nebo více zaměstnanců, ztráta přesahující 200 tisíc dolarů, ale nižší než 1 milion dolarů, nebo nevratné poškození životního prostředí, které způsobuje porušení zákona nebo předpisu
• Malý dopad: Mohlo by dojít ke zranění nebo nemoci z povolání s následkem jednoho nebo více ztracených pracovních dnů, ke ztrátě vyšší než 10 tisíc dolarů, ale nižší než 200 tisíc dolarů, nebo ke zmírnitelným škodám na životním prostředí bez porušení zákona nebo nařízení, pokud lze provést obnovovací činnosti
• Malý dopad: V některých aplikacích metody FMECA se pravděpodobnosti následků poruchy přiřazuje hodnota Beta. 3. krok: Pravděpodobnost následků poruchy

Pravděpodobnost následků poruchy

V některých aplikacích metody FMECA se pravděpodobnosti následků poruchy přiřazuje hodnota Beta. Analytik FMECA může k určení hodnoty Beta použít také inženýrský úsudek. Hodnota Beta / pravděpodobnost účinku se umístí do pracovního listu kritičnosti FMECA, kde:

• Skutečná ztráta / 1,00
• Pravděpodobná ztráta / >0,10 až <1.00
• Možná ztráta / >0 až =0,10
• Žádný účinek / 0

Podíl poruchových stavů se vytvoří tak, že se každé příčině přiřadí podíl poruchového stavu. Kumulace hodnot všech příčin se rovná 1,00.

Krok 4: Pravděpodobnost výskytu (kvantitativní)

Přiřaďte hodnoty pravděpodobnosti pro každý způsob poruchy s odkazem na zvolený zdroj dat. Údaje o pravděpodobnosti a četnosti výskytu poruch lze získat z několika zdrojů:

• Odkazuje se na příručku 217, ale lze použít jakýkoli zdroj údajů o četnosti výskytu poruch
• Báze RAC, Concordia atd.

Pokud je uvedena pravděpodobnost výskytu způsobu poruchy (funkční přístup), lze vynechat několik sloupců pracovního listu kritičnosti FMECA. Kritičnost (Cr) lze vypočítat přímo. Pokud jsou požadovány míry selhání pro režimy selhání a přispívající komponenty, přiřadí se podrobné míry selhání pro každou komponentu.

Dále musíme přiřadit míru selhání komponenty (lambda). Míry selhání pro každou komponentu se vybírají ze zdrojového dokumentu míry selhání. Pokud není k dispozici míra selhání, použijí se kvalitativní hodnoty z FMEA. FMEA může být také alternativní metodou u nových nebo inovovaných konstrukcí.

Provozní doba (t) představuje dobu nebo cykly, po které se očekává, že položka nebo komponenta bude žít. Souvisí s požadavky na očekávaný pracovní cyklus.

Krok 5: Výpočet a vykreslení kritičnosti

V rámci FMECA se kritičnost počítá dvěma způsoby:

• Modální kritičnost (každý způsob poruchy všechny příčiny) = Cm
• Kritičnost položky (všechny způsoby poruch souhrnně) = Cr

Výpočty jednotlivých vzorců nejsou v tomto výkladu uvedeny, ale podstata prvků výpočtu je následující:

• Cm = součin následujících hodnot:
  • Míra poruchovosti součásti (lambda)
  • Míra poruchovosti účinku (beta)
  • Poměr způsobu poruchovosti (alfa)
  • Doba provozu (jednotky času nebo cykly)
• Cr = součet všech Cm

Krok 6: Zpětná vazba návrhu a zmírnění rizika

Zmírnění rizika je disciplína, která je nutná k omezení možného selhání. Identifikované riziko v matici kritičnosti je náhradou za selhání a musí se k němu přistupovat ve stejném kontextu jako k selhání při testování nebo vrácení součásti či položky zákazníkem. FMECA vyžaduje změnu úrovně rizika / kritičnosti po zmírnění. Může být vyžadována strategie odhalování závad / defektů, úměrná úrovni rizika. Přijatelná strategie řízení rizik zahrnuje následující:

• Mitigační opatření zaměřená na kombinace nejvyšší závažnosti a pravděpodobnosti
• Každé riziko, u kterého bylo zmírnění neúspěšné, je kandidátem na ověření chyb nebo kontrolu kvality, ochrana zákazníka/spotřebitele před potenciálním selháním
  • Metody detekce se volí nejprve pro způsoby selhání a pokud možno pro jednotlivé příčiny, které neumožňují expedici nebo přejímku
• Pro sledování a uzavření každého nežádoucího rizika se vedou záznamy o opatřeních a „registry rizik“ s historií revizí

Další příklady strategií zmírnění FMECA, které je třeba zvážit:

• Změna návrhu. Přijměte nový směr technologie návrhu, změňte komponenty a/nebo přezkoumejte pracovní cykly pro snížení hodnoty
• Výběr komponenty s nižší lambdou (mírou poruchovosti). To může být nákladné, pokud není identifikováno na počátku vývoje výrobku.
• Fyzická redundance součásti. Tato volba umístí redundantní součást do paralelní konfigurace. Aby došlo k poruchovému režimu, musí selhat obě současně. Pokud existuje bezpečnostní problém, může tato možnost vyžadovat neidentické součásti.
• Softwarová redundance. Přidání snímacího obvodu, který může změnit stav výrobku. Tato možnost často snižuje závažnost události tím, že chrání součásti prostřednictvím změn pracovního cyklu a snižuje vstupní napětí.
• Výstražný systém. Tabulka a/nebo bzučák/světlo. To vyžaduje akci ze strany obsluhy nebo analytika, aby se zabránilo poruše nebo následkům poruchy.
• Detekce a odstranění potenciální poruchy prostřednictvím testování nebo kontroly. Účinnost kontroly musí odpovídat úrovni závažnosti a kritičnosti.

Krok 7: Proveďte analýzu udržovatelnosti

Analýza udržovatelnosti se zabývá nejrizikovějšími položkami a určuje, které komponenty selžou nejdříve. V úvahu se berou také náklady a dostupnost dílů. Tato analýza může ovlivnit umístění komponent nebo položek ve fázi návrhu. Při návrhu je třeba brát v úvahu rychlý přístup, když je častěji vyžadována servisovatelnost.

• Přístupové panely, které lze snadno odstranit, umožňují servis identifikovaných součástí a položek. To může omezit dobu odstávky důležitého strojního zařízení.
• Z analýzy udržovatelnosti se obvykle vytvoří seznam náhradních dílů.

.