How to Perform Failure Mode, Effects & Criticality Analysis (FMECA)

Podstawowym założeniem przy wykonywaniu FMECA zamiast FMEA jest chęć posiadania bardziej ilościowego określenia ryzyka. FMEA wykorzystuje bardziej wielofunkcyjny zespół, używając wytycznych do określenia dotkliwości i częstości występowania. FMECA jest wykonywana poprzez wypełnienie najpierw arkusza roboczego procesu FMEA, a następnie arkusza krytyczności FMECA.

Ogólne kroki dla rozwoju FMECA są następujące:

• Porcja FMEA (zobacz naszą stronę FMEA, aby uzyskać więcej szczegółów)
  • Zdefiniuj system
  • Zdefiniuj podstawowe zasady i założenia, które pomogą napędzać projekt
  • Zbuduj system. Diagramy brzegowe i diagramy parametrów
  • Identyfikacja trybów awarii
  • Analiza skutków awarii
  • Określenie przyczyn trybów awarii
  • Wprowadzenie wyników z powrotem do projektu proces
• Porcja FMECA
  • Przekazanie informacji z FMEA do FMECA
  • Klasyfikacja skutków awarii według ciężkości (zmiana na ciężkość FMECA)
  • Wykonanie obliczeń krytyczności
  • Uszereguj krytyczność trybu awarii i określ pozycje najwyższego ryzyka
  • Podejmij działania łagodzące i udokumentuj pozostałe ryzyko wraz z uzasadnieniem
  • Wykonajna temat wdrożenia/skuteczności działań korygujących

FMECA może często stać się czasochłonna i dlatego dostępne zasoby oraz zainteresowanie zespołu mogą być problemem w miarę trwania procesu. Quality-One opracowała poniższy proces FMECA, aby efektywnie wykorzystać zasoby inżynierskie i zapewnić, że FMECA została opracowana dokładnie. Podejście Quality-One jest następujące:

Krok 1: Wykonaj FMEA

FMEA jest dobrym miejscem startowym dla FMECA. FMEA pozwala na jakościowy, a więc kreatywny, wkład wielodyscyplinarnego zespołu inżynierskiego. FMEA zapewnia pierwsze dane wejściowe do zmiany projektu i może rozpocząć proces ograniczania ryzyka. Informacje z FMEA są przenoszone do arkusza FMECA Criticality Worksheet. Dane przeniesione z arkusza FMEA będą zawierać:

• Item Identification Number
• Item / Function
• Detaililed Function and / or Requirements
• Failure Modes and Causes with Mechanisms of Failure
• Mission Phase or Operational Mode (DoD specific), often related to the Effects of Failure

Step 2: Określ poziom istotności

Następnie, przypisz poziom istotności każdego Efektu Uszkodzenia. Istnieją różne tabele dotkliwości, z których można wybierać. Poniższa jest używana w medycynie i niektórych działaniach w przemyśle lotniczym i kosmicznym. Rzeczywiste opisy mogą być zmienione tak, aby pasowały do każdego projektu produktu lub procesu. Istnieją ogólnie cztery klasyfikacje poziomu ciężkości, jak poniżej:

• Katastroficzny: Może spowodować śmierć, trwałą całkowitą niezdolność do pracy, straty przekraczające 1 mln USD lub nieodwracalne poważne szkody środowiskowe, które naruszają prawo lub przepisy
• Poważny/Wysoki Wpływ: Trwała częściowa niezdolność do pracy, obrażenia lub choroba zawodowa skutkujące hospitalizacją 3 lub więcej pracowników, straty przekraczające 200 tys. dolarów, ale mniejsze niż 1 mln dolarów, lub odwracalne szkody środowiskowe powodujące naruszenie prawa lub przepisów
• Małe oddziaływanie: Może spowodować uraz lub chorobę zawodową skutkującą jednym lub większą liczbą utraconych dni pracy, stratą przekraczającą 10 tys. USD, ale mniejszą niż 200 tys. USD, lub odwracalną szkodę środowiskową bez naruszenia prawa lub przepisów, gdzie możliwe jest przeprowadzenie działań rekultywacyjnych
• Małe oddziaływanie: Skutkuje niewielkim urazem lub chorobą nie powodującą utraty dnia pracy, stratą przekraczającą $2K, ale mniejszą niż $10K, lub minimalną szkodą środowiskową

Krok 3: Prawdopodobieństwo Skutku Awarii

W niektórych zastosowaniach FMECA, wartość Beta jest przypisana do Prawdopodobieństwa Skutku Awarii. Analityk FMECA może również użyć oceny inżynierskiej do określenia wartości Beta. Beta / Prawdopodobieństwo Efektu jest umieszczane w arkuszu krytyczności FMECA, gdzie:

• Strata Rzeczywista / 1.00
• Strata Prawdopodobna / >0.10 do <1.00
• Prawdopodobna strata / >0 do =0,10
• Brak efektu / 0

Stosunek trybu awaryjnego jest opracowywany przez przypisanie każdej przyczynie proporcji trybu awaryjnego. Suma wszystkich wartości przyczyn równa się 1,00.

Krok 4: Prawdopodobieństwo wystąpienia (ilościowe)

Przypisać wartości prawdopodobieństwa dla każdego trybu awarii, odnosząc się do wybranego źródła danych. Dane dotyczące prawdopodobieństwa i wskaźnika awarii można znaleźć w kilku źródłach:

• Podręcznik 217, ale można użyć dowolnego źródła danych o wskaźniku awarii
• Bazy danych RAC, Concordia, itp.

Jeśli prawdopodobieństwo wystąpienia trybu awarii jest wymienione (podejście funkcjonalne), można pominąć kilka kolumn arkusza krytyczności FMECA. Krytyczność (Cr) może być obliczana bezpośrednio. Gdy pożądane są wskaźniki awaryjności dla trybów awaryjnych i komponentów przyczyniających się do awarii, przypisuje się szczegółowe wskaźniki awaryjności dla każdego komponentu.

Następnie należy przypisać wskaźnik awaryjności komponentu (lambda). Współczynniki awarii dla każdego komponentu są wybierane z dokumentu źródłowego współczynnika awarii. Jeśli nie ma dostępnego wskaźnika awaryjności, stosuje się wartości jakościowe z FMEA. FMEA może być również alternatywną metodą w przypadku nowych lub innowacyjnych projektów.

Czas pracy (t) reprezentuje czas lub cykle, w których oczekuje się, że element lub komponent będzie żył. Jest to związane z oczekiwanymi wymaganiami cyklu pracy.

Krok 5: Oblicz i wykreśl krytyczność

W FMECA, krytyczność jest obliczana na dwa sposoby:

• krytyczność modalna (każdy tryb uszkodzenia wszystkie przyczyny) = Cm
• krytyczność elementu (wszystkie tryby uszkodzenia podsumowane) = Cr

Formuły każdego z nich nie są podane w tym wyjaśnieniu, ale istota elementów obliczeń jest następująca:

• Cm = Iloczyn następujących elementów:
  • Współczynnik awaryjności części (lambda)
  • Współczynnik awaryjności efektu (Beta)
  • Współczynnik trybu awaryjnego (alfa)
  • Czas pracy (jednostki czasu lub cykle)
• Cr = Suma wszystkich Cm

Krok 6: Design Feedback and Risk Mitigation

Łagodzenie ryzyka jest dyscypliną wymaganą do zmniejszenia możliwego niepowodzenia. Zidentyfikowane ryzyko w macierzy krytyczności jest substytutem niepowodzenia i musi być traktowane w tym samym kontekście, co niepowodzenie testu lub zwrócony przez klienta komponent lub element. FMECA wymaga zmiany poziomu ryzyka / krytyczności po złagodzeniu skutków. Może być wymagana strategia wykrywania defektów / wad, współmierna do poziomu ryzyka. Akceptowalna strategia zarządzania ryzykiem obejmuje następujące elementy:

• Działania łagodzące skierowane na kombinacje Najwyższej Istotności i Prawdopodobieństwa
• Każde ryzyko, w przypadku którego działania łagodzące nie powiodły się, jest kandydatem do Mistake Proofing lub Kontroli Jakości, ochrona klienta / konsumenta przed potencjalną awarią
  • Metody wykrywania są wybierane dla trybów awarii w pierwszej kolejności i jeśli to możliwe indywidualnych przyczyn, które nie pozwalają na wysyłkę lub akceptację
• Dzienniki działań i „rejestry ryzyka” z historią rewizji są przechowywane w celu śledzenia i zamknięcia każdego niepożądanego ryzyka

Inne przykłady strategii łagodzenia FMECA do rozważenia:

• Zmiana projektu. Należy obrać nowy kierunek w technologii projektowania, zmienić komponenty i/lub dokonać przeglądu cykli pracy w celu obniżenia wartości znamionowych.
• Wybór komponentu o niższej lambdzie (współczynniku awaryjności). Może to być kosztowne, chyba że zostanie zidentyfikowane na wczesnym etapie rozwoju produktu.
• Fizyczna nadmiarowość komponentu. Ta opcja umieszcza nadmiarowe komponenty w konfiguracji równoległej. Aby wystąpił tryb awaryjny, oba muszą ulec awarii jednocześnie. Jeśli istnieją obawy dotyczące bezpieczeństwa, opcja ta może wymagać zastosowania nieidentycznych komponentów.
• Redundancja programowa. Dodanie obwodu czujnikowego, który może zmienić stan produktu. Opcja ta często zmniejsza dotkliwość zdarzenia poprzez ochronę komponentów dzięki zmianom cyklu pracy i zmniejszeniu naprężeń wejściowych.
• System ostrzegania. Tabliczka i / lub brzęczyk / światło. Wymaga to podjęcia działań przez operatora lub analityka w celu uniknięcia awarii lub skutków awarii.
• Wykrywanie i usuwanie potencjalnej awarii poprzez testowanie lub kontrolę. Skuteczność inspekcji musi odpowiadać poziomowi ciężkości i krytyczności.

Krok 7: Przeprowadzenie analizy utrzymywalności

Analiza utrzymywalności przygląda się pozycjom o najwyższym ryzyku i określa, które komponenty ulegną awarii najwcześniej. Rozważane są również koszty i dostępność części. Analiza ta może mieć wpływ na lokalizację komponentów lub elementów w fazie projektowania. W projekcie należy uwzględnić szybki dostęp, gdy możliwość serwisowania jest wymagana częściej.

• Panele dostępowe, łatwe do usunięcia, pozwalają na serwisowanie zidentyfikowanych komponentów i elementów. Może to ograniczyć czas przestoju ważnych maszyn.
• Lista części zamiennych jest zwykle tworzona na podstawie analizy podatności na konserwację.

.