Come eseguire Failure Mode, Effects & Criticality Analysis (FMECA)

L’assunto di base nell’eseguire FMECA invece di FMEA è il desiderio di avere una determinazione del rischio più quantitativa. La FMEA utilizza un team più multifunzionale che usa linee guida per stabilire la gravità e l’occorrenza. La FMECA viene eseguita completando prima un foglio di lavoro del processo FMEA e poi completando il foglio di lavoro delle criticità FMECA.

I passi generali per lo sviluppo FMECA sono i seguenti:

• Parte FMEA (vedere la nostra pagina FMEA per maggiori dettagli)
  • Definire il sistema
  • Definire le regole di base e i presupposti per aiutare a guidare la progettazione
  • Costruire il sistema Diagrammi dei limiti e diagrammi dei parametri
  • Identificare le modalità di fallimento
  • Analizzare gli effetti del fallimento
  • Determinare le cause delle modalità di fallimento
  • Rinviare i risultati nel processo di progettazione
• Parte FMECA
  • Trasferire le informazioni dalla FMEA alla FMECA
  • Classificare gli effetti dei guasti per gravità (passare alla gravità FMECA)
  • Eseguire calcoli di criticità
  • Classificare la criticità dei modi di guasto e determinare gli elementi a più alto rischio
  • Attuare azioni di mitigazione e documentare il rischio rimanente con le motivazioni
  • Seguireseguire l’implementazione/efficacia delle azioni correttive

FMECA può spesso richiedere molto tempo e quindi le risorse disponibili e l’interesse del team possono essere un problema mentre il processo continua. Quality-One ha sviluppato il processo FMECA qui di seguito per utilizzare efficacemente le risorse di ingegneria e garantire che la FMECA sia stata sviluppata a fondo. L’approccio Quality-One è il seguente:

Step 1: Eseguire la FMEA

La FMEA è un buon punto di partenza per la FMECA. La FMEA permette input qualitativi, e quindi creativi, da un team di ingegneri multidisciplinare. La FMEA fornisce i primi input per la modifica del progetto e può avviare il processo di mitigazione del rischio. Le informazioni FMEA vengono trasferite nel foglio di lavoro delle criticità FMECA. I dati trasferiti dal foglio di lavoro FMEA includono:

• Item Identification Number
• Item / Function
• Detailed Function e/o Requirements
• Failure Modes and Causes with Mechanisms of Failure
• Mission Phase or Operational Mode (DoD specific), spesso correlati agli Effects of Failure

Step 2: Determinare il Livello di Gravità

Poi, assegnare il Livello di Gravità di ogni Effetto di Guasto. Ci sono varie tabelle di gravità da cui scegliere. La seguente è usata nel settore medico e in alcune attività aerospaziali. Le descrizioni attuali possono essere modificate per adattarsi a qualsiasi prodotto o processo. Ci sono generalmente quattro classificazioni del livello di gravità come segue:

• Catastrofico: Potrebbe risultare in morte, invalidità totale permanente, perdita superiore a $1M, o grave danno ambientale irreversibile che viola la legge o il regolamento
• Grande/Alto impatto: Invalidità parziale permanente, lesioni o malattie professionali con conseguente ricovero di 3 o più persone, perdita superiore a $200K ma inferiore a $1M, o danno ambientale reversibile che causa una violazione di legge o regolamento
• Impatto minore: Potrebbe risultare in lesioni o malattie professionali con conseguente perdita di uno o più giorni lavorativi, perdita superiore a $10K ma inferiore a $200K, o danno ambientale mitigabile senza violazione di leggi o regolamenti dove le attività di ripristino possono essere compiute
• Basso impatto: Risulta in una lesione minore o malattia che non risulta in un giorno di lavoro perso, perdita superiore a $2K ma inferiore a $10K, o danno ambientale minimo

Step 3: Probabilità dell’effetto del guasto

In alcune applicazioni di FMECA, un valore Beta è assegnato alla probabilità dell’effetto del guasto. L’analista FMECA può anche usare il giudizio ingegneristico per determinare il valore Beta. Il valore Beta / Probabilità di Effetto viene inserito nel foglio di lavoro delle criticità FMECA dove:

• Perdita effettiva / 1.00
• Perdita probabile / >0.10 a <1.00
• Perdita possibile / >0 a =0,10
• Nessun effetto / 0

Un rapporto di modalità di guasto è sviluppato assegnando una proporzione della modalità di guasto ad ogni causa. L’accumulo di tutti i valori delle cause è uguale a 1.00.

Step 4: Probabilità di accadimento (quantitativa)

Assegnare valori di probabilità per ogni modalità di guasto, facendo riferimento alla fonte di dati selezionata. I dati di Probabilità e Tasso di Guasto possono essere trovati da diverse fonti:

• Si fa riferimento all’Handbook 217 ma può essere usata qualsiasi fonte di dati sul tasso di guasto
• Basi di dati RAC, Concordia, ecc.

Se la probabilità del Modo di Guasto è elencata (approccio funzionale) diverse colonne del Foglio di Lavoro FMECA Criticità possono essere saltate. La criticità (Cr) può essere calcolata direttamente. Quando si desiderano i tassi di guasto per le modalità di guasto e i componenti che contribuiscono, si assegnano i tassi di guasto dettagliati per ogni componente.

Poi, si deve assegnare il tasso di guasto del componente (lambda). I tassi di fallimento per ogni componente sono selezionati dal documento di origine del tasso di fallimento. Dove non c’è un tasso di fallimento disponibile, si usano i valori qualitativi della FMEA. La FMEA può anche essere un metodo alternativo su progetti nuovi o innovativi.

Il tempo operativo (t) rappresenta il tempo o i cicli di vita previsti per l’elemento o il componente. Questo è legato ai requisiti del ciclo di lavoro previsto.

Step 5: Calcolare e tracciare la Criticità

Nella FMECA, la Criticità è calcolata in due modi:

• La Criticità Modale (ogni modo di guasto tutte le cause) = Cm
• La Criticità dell’Articolo (tutti i modi di guasto riassunti) = Cr

Le formule di ognuno non sono fornite in questa spiegazione ma l’essenza degli elementi del calcolo è la seguente:

• Cm = Il prodotto di quanto segue:
  • Tasso di guasto della parte (lambda)
  • Tasso di guasto dell’effetto (Beta)
  • Rapporto di modalità di guasto (alpha)
  • Tempo operativo (unità di tempo o cicli)
• Cr = La somma di tutti i Cm

Step 6: Feedback di progettazione e mitigazione del rischio

La mitigazione del rischio è una disciplina necessaria per ridurre il possibile fallimento. Il rischio identificato nella matrice di criticità è il sostituto del fallimento e deve essere trattato nello stesso contesto di un fallimento del test o di un componente o articolo restituito dal cliente. FMECA richiede una modifica dei livelli di rischio / criticità dopo la mitigazione. Può essere richiesta una strategia di rilevamento dei difetti/difetti, commisurata al livello di rischio. Una strategia di gestione del rischio accettabile include quanto segue:

• Azioni di mitigazione dirette alle combinazioni di massima gravità e probabilità
• Ogni rischio in cui la mitigazione non ha avuto successo è un candidato per la prova di errore o il controllo di qualità, proteggendo il cliente/consumatore dal potenziale guasto
  • I metodi di rilevamento sono scelti per le modalità di guasto in primo luogo e, se possibile, le singole cause che non consentono la spedizione o l’accettazione
• Si tengono registri delle azioni e “registri dei rischi” con cronologia delle revisioni per il follow-up e la chiusura di ogni rischio indesiderato

Altri esempi di strategie di mitigazione FMECA da considerare:

• Cambio di progettazione. Prendere una nuova direzione sulla tecnologia di progettazione, cambiare i componenti e/o rivedere i cicli di lavoro per il derating.
• Selezione di un componente con un lambda più basso (tasso di guasto). Questo può essere costoso a meno che non sia identificato all’inizio dello sviluppo del prodotto.
• Ridondanza fisica del componente. Questa opzione mette il componente ridondante in una configurazione parallela. Entrambi devono fallire simultaneamente perché la modalità di guasto si verifichi. Se esiste un problema di sicurezza, questa opzione può richiedere componenti non identici.
• Ridondanza software. L’aggiunta di un circuito di rilevamento che può cambiare lo stato del prodotto. Questa opzione spesso riduce la gravità dell’evento proteggendo i componenti attraverso i cambiamenti del ciclo di lavoro e riducendo le sollecitazioni in ingresso.
• Sistema di allarme. Un cartello e / o cicalino / luce. Questo richiede un’azione da parte di un operatore o analista per evitare un guasto o l’effetto del guasto.
• Rilevamento e rimozione del guasto potenziale attraverso test o ispezione. L’efficacia dell’ispezione deve corrispondere al livello di gravità e criticità.

Passo 7: Eseguire l’analisi di manutenibilità

L’analisi di manutenibilità guarda gli elementi a più alto rischio e determina quali componenti falliranno prima. Vengono considerati anche il costo e la disponibilità delle parti. Questa analisi può influenzare la posizione dei componenti o degli elementi nella fase di progettazione. La considerazione progettuale deve essere data per un accesso rapido quando la manutenzione è richiesta più frequentemente.

• I pannelli di accesso, facili da rimuovere, permettono la manutenzione dei componenti e degli elementi identificati. Questo può limitare il tempo di inattività di macchinari importanti.
• Una lista di parti di ricambio è tipicamente creata dall’analisi di manutenibilità.