Hur man utför Failure Mode, Effects & Criticality Analysis (FMECA)

Det grundläggande antagandet när man utför FMECA i stället för FMEA är en önskan om en mer kvantitativ riskbestämning. I FMEA används ett mer multifunktionellt team som använder riktlinjer för att fastställa allvarlighetsgrad och förekomst. FMECA utförs genom att först fylla i ett arbetsblad för FMEA-processen och sedan fylla i arbetsbladet för FMECA-kriticitet.

De allmänna stegen för FMECA-utveckling är följande:

• FMEA-del (se vår FMEA-sida för mer information)
  • Definiera systemet
  • Definiera grundregler och antaganden för att hjälpa till att styra konstruktionen
  • Konstruera systemet. Gränsdiagram och parameterdiagram
  • Identifiera felmetoder
  • Analysera felkonsekvenser
  • Förklara orsakerna till felmetoderna
  • Inför resultaten i konstruktionen. process
• FMECA-delen
  • Överför information från FMEA till FMECA
  • Klassificera felkänslighetseffekterna efter allvarlighetsgrad (ändra till FMECAs allvarlighetsgrad)
  • Uppföra beräkningar av kriticitet
  • Rankera kriticitet av feltillstånd och bestäm de objekt med högst risk
  • Företa åtgärder för att minska risken och dokumentera den återstående risken med motivering
  • Följ-Uppföljning av genomförandet av korrigerande åtgärder/effektivitet

FMECA kan ofta bli tidskrävande och därför kan tillgängliga resurser och gruppens intresse vara ett problem när processen fortsätter. Quality-One har utvecklat nedanstående FMECA-process för att utnyttja tekniska resurser effektivt och se till att FMECA har utvecklats grundligt. Quality-Ones tillvägagångssätt är följande:

Steg 1: Utför FMEA

FMEA är en bra utgångspunkt för FMECA. FMEA möjliggör kvalitativa, och därmed kreativa, insatser från ett tvärvetenskapligt ingenjörsteam. FMEA ger de första inläggen till konstruktionsändringar och kan sätta igång processen för riskreducering. Informationen från FMEA överförs till arbetsbladet för FMECA-kriticitet. De överförda uppgifterna från FMEA-arbetsbladet kommer att omfatta följande:

• Item Identification Number
• Item / Function
• Detailed Function och/eller Requirements
• Failure Modes and Causes with Mechanisms of Failure
• Mission Phase or Operational Mode (DoD-specifikt), ofta relaterat till Effects of Failure

Step 2: Bestäm allvarlighetsnivå

Nästan, tilldela allvarlighetsnivån för varje felverkan. Det finns olika tabeller för allvarlighetsgrad att välja mellan. Följande används inom medicinsk verksamhet och i vissa flyg- och rymdverksamheter. De faktiska beskrivningarna kan ändras så att de passar alla produkt- eller processkonstruktioner. Det finns i allmänhet fyra klassificeringar av allvarlighetsgrad enligt följande:

• Katastrofalt: Kan leda till dödsfall, permanent total invaliditet, förlust som överstiger 1 miljon dollar eller oåterkallelig allvarlig miljöskada som bryter mot lag eller förordning
• Mycket stor/stor påverkan: Permanent partiell invaliditet, skador eller yrkessjukdomar som leder till sjukhusvård för tre eller fler personer, förlust som överstiger 200 000 dollar men är mindre än 1 miljon dollar, eller reversibel miljöskada som leder till brott mot lag eller annan författning
• Minor Impact: Kan orsaka allvarliga skador på miljön som leder till att en lag eller annan författning överträds: Kan leda till skada eller arbetssjukdom som leder till en eller flera förlorade arbetsdagar, en förlust på mer än 10 000 dollar men mindre än 200 000 dollar, eller en miljöskada som kan lindras utan att lag eller annan föreskrift överträds där återställningsåtgärder kan genomföras
• Låg påverkan: Låg påverkan: Resulterar i mindre skada eller sjukdom som inte resulterar i en förlorad arbetsdag, förlust som överstiger 2 000 dollar men är mindre än 10 000 dollar, eller minimal miljöskada

Steg 3: Failure Effect Probability

I vissa tillämpningar av FMECA tilldelas ett betavärde till Failure Effect Probability. FMECA-analytikern kan också använda teknisk bedömning för att bestämma betavärdet. Beta-/effektsannolikheten placeras i FMECA-arbetsbladet för kritikalitet där:

• Faktuell förlust / 1,00
• Sannolik förlust / >0,10 till <1.00
• Möjlig förlust / >0 till =0,10
• Ingen effekt / 0

En andel av feltillfället utvecklas genom att tilldela varje orsak en andel av feltillfället. Ackumulationen av alla orsaksvärden är lika med 1,00.

Steg 4: Sannolikhet för förekomst (kvantitativ)

Ansätt sannolikhetsvärden för varje felsteg, med hänvisning till den valda datakällan. Uppgifter om sannolikhet för fel och felfrekvens kan hittas från flera källor:

• Handbok 217 hänvisas till, men vilken källa som helst för uppgifter om felfrekvens kan användas
• RAC-databaser, Concordia etc.

Om sannolikheten för feltillstånd listas (funktionellt tillvägagångssätt) kan flera kolumner i arbetsbladet för kritisk fomeca-analys hoppas över. Kriticitet (Cr) kan beräknas direkt. När man vill ha felkvoter för fellägen och bidragande komponenter tilldelas detaljerade felkvoter för varje komponent.

Nästan måste man tilldela komponentfelkvoter (lambda). Felprocent för varje komponent väljs från källdokumentet för felprocent. Om det inte finns någon felprocent tillgänglig används de kvalitativa värdena från FMEA. FMEA kan också vara en alternativ metod på nya eller innovativa konstruktioner.

Driftstid (t) representerar den tid eller de cykler som objektet eller komponenten förväntas leva. Detta är relaterat till de förväntade kraven på arbetscykel.

Steg 5: Beräkna och plotta kriticitet

I FMECA beräknas kriticiteten på två sätt:

• Den modala kriticiteten (varje felsteg alla orsaker) = Cm
• Den kritiska kriticiteten för objektet (alla felsteg sammanfattas) = Cr

Formlerna för var och en av dem tillhandahålls inte i den här förklaringen, men kärnan i beräkningselementen är som följer:

• Cm = Produkten av följande:
  • Delens felprocent (lambda)
  • Effektens felprocent (Beta)
  • Felmodesförhållande (alfa)
  • Operationstid (tidsenheter eller cykler)
• Cr = Summan av alla Cm

Steg 6: Konstruktionsåterkoppling och riskminimering

Riskminimering är en disciplin som krävs för att minska eventuella misslyckanden. Den identifierade risken i kriticitetsmatrisen är ett substitut för fel och måste behandlas i samma sammanhang som ett testfel eller en komponent eller artikel som returneras av kunden. FMECA kräver en förändring av risknivåerna/kriticiteten efter riskminimering. Det kan krävas en strategi för upptäckt av fel/fel som står i proportion till risknivån. En godtagbar riskhanteringsstrategi omfattar följande:

• Mildringsåtgärder riktade mot kombinationer av högsta allvarlighetsgrad och sannolikhet
• Alla risker där mildringen inte lyckades är en kandidat för felavhjälpning eller kvalitetskontroll, Skyddar kunden/konsumenten från det potentiella felet
  • Detekteringsmetoder väljs först för felmodeller och om möjligt enskilda orsaker som inte tillåter leverans eller godkännande
• Åtgärdsjournaler och ”riskregister” med revideringshistorik förs för uppföljning och stängning av varje oönskad risk

Andra exempel på FMECA-åtgärder som kan övervägas:

• Designändring. Ta en ny inriktning på konstruktionstekniken, ändra komponenter och/eller se över driftscyklerna för nedtrappning.
• Välj en komponent med lägre lambda (felfrekvens). Detta kan bli dyrt om det inte identifieras tidigt i produktutvecklingen.
• Fysisk redundans av komponenten. Detta alternativ placerar den redundanta komponenten i en parallell konfiguration. Båda måste gå sönder samtidigt för att felläget ska inträffa. Om det finns ett säkerhetsproblem kan detta alternativ kräva icke-identiska komponenter.
• Mjukvaruberedskap. Tillägg av en avkänningskrets som kan ändra produktens tillstånd. Detta alternativ minskar ofta allvaret i händelsen genom att skydda komponenterna genom ändringar i arbetscykeln och minska belastningen på insignalerna.
• Varningssystem. En skylt och/eller en summer/ljus. Detta kräver åtgärder av en operatör eller analytiker för att undvika ett fel eller effekten av ett fel.
• Detektering och avlägsnande av det potentiella felet genom provning eller inspektion. Inspektionens effektivitet måste matcha allvarlighets- och kriticitetsnivån.

Steg 7: Utför underhållbarhetsanalys

Underhållbarhetsanalysen tittar på de mest riskfyllda objekten och fastställer vilka komponenter som kommer att gå sönder tidigast. Kostnaden och tillgängligheten av delar beaktas också. Denna analys kan påverka komponenternas eller artiklarnas placering när de befinner sig i konstruktionsfasen. Konstruktionshänsyn måste tas för snabb åtkomst när serviceförmåga krävs oftare.

• Accesspaneler, som är lätta att ta bort, möjliggör service av de identifierade komponenterna och objekten. Detta kan begränsa stilleståndstiden för viktiga maskiner.
• En reservdelslista skapas vanligtvis utifrån underhållbarhetsanalysen.