Vikaantumistapa-, vaikutus- ja kriittisyysanalyysin (FMECA)& suorittaminen

Perusolettamuksena FMECA:n suorittamiselle FMEA:n sijasta on pyrkimys kvantitatiivisempaan riskinmääritykseen. FMEA:ssa hyödynnetään monitoimisempaa ryhmää, joka käyttää ohjeita vakavuuden ja esiintyvyyden määrittämiseksi. FMECA suoritetaan täyttämällä ensin FMEA-prosessityölehti ja sen jälkeen FMECA-kriittisyystyölehti.

FMECA:n kehittämisen yleiset vaiheet ovat seuraavat:

• FMEA-osio (katso lisätietoja FMEA-sivultamme)
  • määrittele järjestelmä
  • määrittele perussäännöt ja oletukset, joiden avulla suunnittelua ohjataan
  • rakenna järjestelmä. Reunakaaviot ja parametrikaaviot
  • Vikaantumistapojen tunnistaminen
  • Vikaantumisvaikutusten analysointi
  • Vikaantumistapojen syiden määrittäminen
  • Tulosten palauttaminen suunnitteluun. prosessiin
• FMECA-osa
  • Tiedonsiirto FMEA:sta FMECA:han
  • Vikaantumisvaikutusten luokittelu vakavuuden mukaan (muutos FMECA:n vakavuuteen)
  • Toteuta kriittisyyslaskelmat
  • Luokittele vikaantumismuodon kriittisyys ja määritä suurimman riskin kohteet
  • Toteuta lieventämistoimet ja dokumentoi jäljelle jäävä riski perusteluineen
  • Seuraa-Seuraa korjaavien toimien toteuttamista/tehokkuutta

FMECA:sta voi usein tulla aikaa vievää, ja siksi käytettävissä olevat resurssit ja ryhmän kiinnostus voivat olla ongelma prosessin edetessä. Quality-One on kehittänyt alla olevan FMECA-prosessin, jotta insinööriresursseja voidaan hyödyntää tehokkaasti ja varmistaa, että FMECA on kehitetty perusteellisesti. Quality-Onen lähestymistapa on seuraava:

Vaihe 1: Suorita FMEA

FMEA on hyvä lähtökohta FMECA:lle. FMEA mahdollistaa laadullisen ja siten luovan panoksen monialaiselta insinööritiimiltä. FMEA tarjoaa ensimmäiset panokset suunnittelumuutoksiin ja voi käynnistää riskien vähentämisprosessin. FMEA:n tiedot siirretään FMECA-kriittisyystarkastelulomakkeeseen. FMEA-taulukkoon siirrettyihin tietoihin sisältyvät:

• Kohteen tunnistenumero
• Kohde / toiminto
• Tarkka toiminto ja/tai vaatimukset
• Vikaantumismuodot ja syyt vikaantumismekanismeineen
• Tehtävän vaihe tai toimintatila (DoD-spesifinen), joka usein liittyy vikaantumisen vaikutuksiin

Vaihe 2: Määritä vakavuustaso

Seuraavaksi määritetään kunkin vikaantumisvaikutuksen vakavuustaso. Valittavana on erilaisia vakavuustaulukoita. Seuraavaa käytetään lääketieteellisessä ja joissakin ilmailu- ja avaruustoiminnoissa. Varsinaisia kuvauksia voidaan muuttaa minkä tahansa tuotteen tai prosessin suunnitteluun sopiviksi. Vakavuusluokituksia on yleensä neljä:

• Katastrofaalinen: Voi johtaa kuolemaan, pysyvään totaaliseen työkyvyttömyyteen, yli 1 miljoonan dollarin tappioon tai peruuttamattomaan vakavaan ympäristövahinkoon, joka rikkoo lakia tai asetusta
• Major/High Impact: Pysyvä osittainen työkyvyttömyys, vammat tai ammattitauti, jotka johtavat 3 tai useamman työntekijän sairaalahoitoon, yli 200 000 dollarin mutta alle 1 miljoonan dollarin tappiot tai peruuttamattomat ympäristövahingot, jotka aiheuttavat lakien tai asetusten rikkomisen
• Minor Impact: Voi johtaa loukkaantumiseen tai ammattitautiin, joka johtaa yhteen tai useampaan menetettyyn työpäivään, yli 10 000 dollarin mutta alle 200 000 dollarin tappioihin tai lievitettävissä oleviin ympäristövahinkoihin, jotka eivät riko lakia tai asetusta, jos ennallistamistoimet voidaan toteuttaa
• Vähäinen vaikutus: Seurauksena on vähäinen loukkaantuminen tai sairastuminen, joka ei johda menetettyyn työpäivään, yli 2 000 dollarin mutta alle 10 000 dollarin tappio tai minimaalinen ympäristövahinko

Vaihe 3: Vikaantumisen vaikutustodennäköisyys

Joissain FMECA:n sovelluksissa vikaantumisen vaikutustodennäköisyydelle annetaan beeta-arvo. FMECA-analyytikko voi myös käyttää teknistä harkintaa beta-arvon määrittämiseksi. Beta / Vaikutustodennäköisyys sijoitetaan FMECA:n kriittisyystyöskentelytaulukkoon, jossa:

• Todennäköinen menetys / 1.00
• Todennäköinen menetys / >0.10 – <1.00
• Mahdollinen menetys / >0 – =0.10
• Ei vaikutusta / 0

Vikaantumistapasuhde kehitetään osoittamalla kullekin vikaantumistapahtuman syylle tietty osuus. Kaikkien syyarvojen yhteenlaskettu summa on yhtä suuri kuin 1.00.

Vaihe 4: Esiintymistodennäköisyys (kvantitatiivinen)

Anna todennäköisyysarvot kullekin vikaantumistavalle viitaten valittuun tietolähteeseen. Vikaantumistodennäköisyys- ja vikaantumisnopeustietoja löytyy useista lähteistä:

• Handbook 217:ään viitataan, mutta mitä tahansa vikaantumisnopeustietojen lähdettä voidaan käyttää
• RAC-tietokannat, Concordia jne.

Jos vikaantumistapojen esiintymistodennäköisyyksien listaus on tehty (funktionaalinen toimintatapa), FMECA:n Kriittisyys- ja kriittisyysarviointitaulukon (FMECA Criticality Worksheebs -työkalupakki) useat sarakkeet saatetaan jättää pois. Kriittisyys (Cr) voidaan laskea suoraan. Kun halutaan vikatilojen ja niihin vaikuttavien komponenttien vikaantumisnopeudet, kullekin komponentille määritetään yksityiskohtaiset vikaantumisnopeudet.

Seuraavaksi on määritettävä komponentin vikaantumisnopeus (lambda). Kunkin komponentin vikaantumisasteet valitaan vikaantumisasteen lähdeasiakirjasta. Jos vikaantumisastetta ei ole saatavilla, käytetään FMEA:n laadullisia arvoja. FMEA voi olla myös vaihtoehtoinen menetelmä uusissa tai innovatiivisissa malleissa.

Käyttöaika (t) edustaa aikaa tai syklejä, jonka kohteen tai komponentin odotetaan elävän. Tämä liittyy odotettuihin käyttöaikavaatimuksiin.

Vaihe 5: Laske ja piirrä kriittisyys

FMECA:ssa kriittisyys lasketaan kahdella tavalla:

• Modaalinen kriittisyys (jokainen vikaantumismuoto kaikki syyt) = Cm
• Kohteen kriittisyys (kaikki vikaantumismuodot yhteenlaskettuna) = Cr

Kummankin kaavoja ei esitetä tässä selityksessä, mutta laskennan osatekijöiden olemus on seuraava:

• Cm = Seuraavien tekijöiden tulo:
  • Komponentin vikaantumisnopeus (lambda)
  • Efektin vikaantumisnopeus (beeta)
  • Vikaantumistapasuhde (alfa)
  • Toiminta-aika (aikayksikköinä tai sykleinä)
• Cr = Kaikkien Cm:ien yhteenlaskettu summa

Vaihe 6: Suunnittelun palaute ja riskien vähentäminen

Riskien vähentäminen on kurinalaisuus, jota tarvitaan mahdollisen epäonnistumisen vähentämiseksi. Kriittisyysmatriisissa tunnistettu riski on epäonnistumisen korvike, ja sitä on käsiteltävä samassa yhteydessä kuin testin epäonnistumista tai asiakkaan palauttamaa komponenttia tai tuotetta. FMECA edellyttää riskitasojen / kriittisyyden muuttamista lieventämisen jälkeen. Riskitasoon suhteutettu vian / vikojen havaitsemisstrategia voi olla tarpeen. Hyväksyttävään riskinhallintastrategiaan kuuluvat seuraavat:

• Vähentämistoimet, jotka kohdistuvat korkeimman vakavuuden ja todennäköisyyden yhdistelmiin
• Jokainen riski, jonka vähentäminen ei ole onnistunut, on ehdokas virheenkorjausta tai laadunvalvontaa varten, suojellaan asiakasta/kuluttajaa mahdolliselta vikaantumiselta
  • Havaintomenetelmät valitaan ensin vikaantumismoodeille ja mahdollisuuksien mukaan yksittäisille syille, jotka eivät salli toimitusta tai hyväksyntää
• Toimintalokit ja ”riskirekisterit” tarkistushistoriaa myöten ylläpidetään kunkin epätoivotun riskin seurantaa ja sulkemista varten

Muita esimerkkejä FMECA:n lieventämisstrategiakeinoista, joita on syytä tarkastella:

• Suunnittelumuutos. Otetaan uusi suunta suunnittelutekniikassa, vaihdetaan komponentteja ja/tai tarkistetaan käyttösyklit deratointia varten.
• Valitaan komponentti, jolla on pienempi lambda (vikaantumisaste). Tämä voi tulla kalliiksi, ellei sitä tunnisteta tuotekehityksen alkuvaiheessa.
• Komponentin fyysinen redundanssi. Tämä vaihtoehto sijoittaa redundantin komponentin rinnakkaiseen kokoonpanoon. Molempien on vikaannuttava samanaikaisesti, jotta vikaantumistila toteutuu. Jos turvallisuuteen liittyy huolenaiheita, tämä vaihtoehto voi vaatia ei-identtisiä komponentteja.
• Ohjelmiston redundanssi. Anturipiirin lisääminen, joka voi muuttaa tuotteen tilaa. Tämä vaihtoehto vähentää usein tapahtuman vakavuutta suojaamalla komponentteja käyttösyklin muutoksilla ja vähentämällä syöttöjännityksiä.
• Varoitusjärjestelmä. Kyltti ja / tai summeri / valo. Tämä edellyttää käyttäjän tai analyytikon toimia vian tai vian vaikutuksen välttämiseksi.
• Mahdollisen vian havaitseminen ja poistaminen testaamalla tai tarkastamalla. Tarkastuksen tehokkuuden on vastattava vakavuuden ja kriittisyyden tasoa.

Vaihe 7: Suorita kunnossapidettävyysanalyysi

Kunnossapidettävyysanalyysissä tarkastellaan suurimman riskin kohteita ja määritetään, mitkä komponentit vikaantuvat aikaisintaan. Myös kustannukset ja osien saatavuus otetaan huomioon. Tämä analyysi voi vaikuttaa komponenttien tai kohteiden sijaintiin suunnitteluvaiheessa. Suunnittelussa on otettava huomioon nopea pääsy, kun huollettavuutta tarvitaan useammin.

• Käyttöpaneelit, jotka on helppo irrottaa, mahdollistavat tunnistettujen komponenttien ja kohteiden huollon. Tämä voi rajoittaa tärkeiden koneiden seisokkiaikoja.
• Varaosaluettelo laaditaan yleensä kunnossapidettävyysanalyysin pohjalta.