How to Perform Failure Mode, Effects & Criticality Analysis (FMECA)
FMEAではなく、FMECAでリスクを定量的に把握することは基本的に可能であろうが、そのためには、より多くのリスクを把握することが必要となる。 FMEAでは、より多機能なチームを活用し、ガイドラインを使用して重要度と発生率を設定します。 FMECAは、まずFMEAプロセスワークシートに記入し、次にFMECAクリティカリティワークシートに記入することで実施されます。
FMECA開発の一般的な手順は以下の通りです。
- FMEA 部分 (詳細は FMEA のページを参照)
- システムを定義する
- 設計を推進するための基本ルールと仮定を定義する
- システムを構築する バウンダリーダイアグラムとパラメータダイアグラム
- 故障モードの特定
- 故障の影響の分析
- 故障モードの原因の特定
- 結果を設計に反映させる プロセス
- FMECA Portion
- FMEA から FMECA への情報の移行
- 重大度による故障影響の分類（FMECA の重大度への変更）
- Performing (to) 臨界計算
- 故障モードの臨界をランク付けし、最もリスクの高い項目を決定する
- 緩和措置を取り、残りのリスクを根拠とともに文書化する
- Follow-> リスク低減のための措置を取る。
FMECA は時間がかかることが多いので、プロセスを続けるうちに利用できるリソースとチームの関心が問題になることがあります。 クオリティワンは、エンジニアリングリソースを効果的に活用し、FMECAが徹底的に開発されたことを確認するために、以下のFMECAプロセスを開発しました。 ステップ1: FMEAの実施
FMEAはFMECAの良い出発点です。 FMEAでは、多部門のエンジニアリングチームから質的な、つまり創造的なインプットを得ることができる。 FMEAは設計変更への最初のインプットを提供し、リスク軽減のプロセスを急発進させることができる。 FMEAの情報は、FMECAクリティカリティワークシートに転送される。 FMEA ワークシートから転送されるデータには以下のものが含まれます。
- 項目識別番号
- 項目/機能
- 詳細機能および/または要件
- 故障モードと原因および故障のメカニズム
- ミッションフェーズまたは運用モード (DoD 固有)、しばしば故障の影響に関連
ステップ2.FEMEAワークシートから転送されるデータ。 深刻度レベルの決定
次に、各「失敗の影響」の深刻度レベルを割り当てます。 さまざまな重要度表があり、そこから選択することができます。 以下は、医療や一部の航空宇宙分野で使用されているものです。 実際の記述は，どのような製品やプロセス設計にも適合するように変更することができる。 一般に、重大度レベルの分類は次の4つである。 致命的：死亡、永久的な身体障害、100万ドルを超える損失、または法律や規制に違反する不可逆的な深刻な環境破壊につながる可能性
ステップ3：故障影響確率
FMECAのいくつかのアプリケーションでは、故障影響確率にベータ値が割り当てられています。 FMECAアナリストは、工学的な判断を用いてベータ値を決定することもある。 ベータ値／影響確率は、FMECAクリティカリティワークシートの
- Actual Loss / 1.00
- Probable Loss / >0.10 to <1.に配置されます。00
- 可能損失 / >0～=0.10
- 影響なし / 0
故障モード比率は、各原因に故障モードの比率を割り当てて作成されます。 2380>
Step 4: Probability of Occurrence (Quantitative)
選択したデータソースを参照し、各Failure Modeに確率値を割り当てる。 故障確率と故障率のデータはいくつかのソースから見つけることができます。
- Handbook 217を参照していますが、故障率データの任意のソースを使用できます
- RAC データベース、コンコーディアなど
故障モード確率がリストされていれば（機能アプローチ）FMECA Criticalityワークシートのいくつかの列をスキップすることが可能です。 致命度(Cr)は直接計算することができる。 故障モードと寄与する部品の故障率が必要な場合、各部品の詳細な故障率を割り当てます。
次に、部品故障率(λ)を割り当てます。 各コンポーネントの故障率は、故障率ソース文書から選択される。 故障率がない場合は、FMEAの定性的な値を使用します。 FMEAは、新規あるいは革新的な設計の代替手法となります。
動作時間（t）は、アイテムあるいはコンポーネントが生きていると期待される時間あるいはサイクルを表します。 これは、予想されるデューティサイクル要件に関連しています。
ステップ5：クリティカリティの計算とプロット
FMECAでは、クリティカリティは2つの方法で計算される。
- モード別クリティカリティ（各故障モードすべての原因）= Cm
- アイテムのクリティカリティ（すべての故障モードをまとめたもの）= Cr
それぞれの公式はこの説明では行いませんが、計算要素の本質は以下の通りです。
- Cm = 以下の積となる。
- 部品の故障率（λ）
- 効果の故障率（β）
- 故障モード比（α）
- 動作時間（時間単位またはサイクル）
- Cr = すべてのCm
ステップ6.の合計である。 設計フィードバックとリスク軽減
リスク軽減は、起こりうる失敗を減らすために必要な規律である。 臨界マトリックスで特定されたリスクは故障の代用品であり、テスト失敗や顧客から返品された部品や品目と同じ文脈で扱われなければならない。 FMECAでは、リスク低減後のリスクレベル/クリティカリティの変更を要求している。 リスクレベルに見合った欠陥／不具合検出戦略が必要となる場合がある。 許容されるリスク管理戦略には、以下のものがある。
- 最も重大で確率の高い組み合わせに向けた緩和措置
- 緩和が成功しなかったリスクは、ミスプルーフィングまたは品質管理の候補となる。 潜在的な故障から顧客/消費者を守る
- 検出方法は、まず故障モードを選択し、可能であれば出荷または受け入れを許可しない個々の原因を選択する
- アクションログおよび修正履歴付きの「リスク登録」は、望ましくない各リスクのフォローアップと閉鎖のために保管する
FMECA軽減戦略の他の例として検討すべきもの。
- 設計変更。 設計技術に新しい方向性を持たせる、コンポーネントを変更する、および/またはディレーティングのためにデューティサイクルを見直す。
- より低いラムダ（故障率）を持つコンポーネントを選択する。
- コンポーネントの物理的な冗長性(Physical Redundancy of the Component)。 このオプションは、冗長コンポーネントを並列構成で配置します。 故障モードが発生するためには、両方が同時に故障する必要があります。 安全上の懸念が存在する場合、このオプションは非同一のコンポーネントを必要とする場合がある。 製品の状態を変化させることができる検知回路を追加すること。 このオプションは、デューティ・サイクルの変更によりコンポーネントを保護し、入力ストレスを軽減することで、しばしば事象の深刻さを軽減する。 プラカードおよび/またはブザー/ライト。 故障または故障の影響を回避するために、オペレータまたはアナリストによる行動を必要とします。
- 試験または検査による潜在的な故障の検出および除去。 検査の有効性は、重大性と臨界性のレベルと一致しなければならない。
ステップ7：保守性分析を行う
保守性分析は、最もリスクの高い項目を調べ、どのコンポーネントが最も早く故障するかを決定する。 また、コストと部品の入手性も考慮されます。 この分析は、設計段階での部品やアイテムの位置に影響を与えることがあります。
- 簡単に取り外せるアクセスパネルにより、特定されたコンポーネントやアイテムの修理が可能になる。
- スペアパーツリストは、通常、保守性分析から作成される。