Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Чтобы узнать о других значениях слова «FMEA», см. FMEA (значения) .

Анализ режимов и последствий отказов ( FMEA ; часто обозначается как «режимы отказа» во множественном числе) - это процесс проверки как можно большего числа компонентов, узлов и подсистем для определения возможных режимов отказа в системе, а также их причин и последствий. Для каждого компонента режимы отказов и их последствия для остальной системы записываются в специальный рабочий лист FMEA. Есть множество вариантов таких листов. FMEA может быть качественным анализом [1], но может быть поставлен на количественную основу, когда математические модели интенсивности отказов [2] объединены со статистической базой данных о соотношении режимов отказов. Это был один из первых высоко структурированных систематических методов анализа отказов.. Он был разработан инженерами по надежности в конце 1950-х годов для изучения проблем, которые могут возникнуть из-за неисправностей военных систем. FMEA часто является первым шагом исследования надежности системы.

Существует несколько различных типов анализа FMEA, таких как:

  • Функциональный
  • Дизайн
  • Процесс

Иногда FMEA расширяется до FMECA ( анализ видов отказов, последствий и критичности), чтобы указать, что также выполняется анализ критичности.

FMEA - это единая точка анализа отказов с индуктивным обоснованием (прямой логикой), которая является ключевой задачей в области проектирования надежности , безопасности и качества .

Успешное выполнение FMEA-анализа помогает определить потенциальные режимы отказа на основе опыта работы с аналогичными продуктами и процессами или на основе общей логики физики отказов. Он широко используется в разработках и обрабатывающих отраслях на различных этапах жизненного цикла продукта. Анализ последствий относится к изучению последствий этих сбоев на разных уровнях системы.

Функциональный анализ необходим в качестве входных данных для определения правильных режимов отказа на всех уровнях системы, как для функционального FMEA, так и для FMEA отдельных частей (оборудования). FMEA используется для структурирования смягчения для снижения риска, основанного либо на снижении серьезности последствий отказа (режима), либо на снижении вероятности отказа, либо на обоих. FMEA в принципе представляет собой полный индуктивный (прямолинейный) анализ, однако вероятность отказа можно оценить или уменьшить только путем понимания механизма отказа . Следовательно, FMEA может включать информацию о причинах отказа (дедуктивный анализ), чтобы уменьшить вероятность возникновения путем устранения выявленных (основных) причин .

Введение [ править ]

FME (C) A - это инструмент проектирования, используемый для систематического анализа постулируемых отказов компонентов и определения результирующего воздействия на работу системы. Иногда анализ описывается как состоящий из двух субанализов, первый из которых представляет собой анализ видов отказов и последствий (FMEA), а второй - анализ критичности (CA). [3] Успешная разработка FMEA требует, чтобы аналитик включил все существенные виды отказов для каждого элемента или части системы. FMEA может выполняться на уровне системы, подсистемы, сборки, узла или детали. FMECAдолжен быть живым документом при разработке дизайна оборудования. Это должно быть запланировано и завершено одновременно с дизайном. При своевременном завершении FMECA может помочь в принятии проектных решений. Полезность FMECA в качестве инструмента проектирования и в процессе принятия решений зависит от эффективности и своевременности выявления проблем проектирования. Своевременность, вероятно, является самым важным соображением. В крайнем случае FMECA не будет иметь большого значения для процесса принятия решения о проектировании, если анализ выполняется после создания оборудования. В то время как FMECA определяет все виды отказов деталей,его основным преимуществом является раннее выявление всех критических и катастрофических режимов отказа подсистем или системы, чтобы их можно было устранить или свести к минимуму путем модификации конструкции на самом раннем этапе разработки; следовательно, FMECA следует выполнять на уровне системы, как только будет доступна предварительная проектная информация, и распространять ее на нижние уровни по мере выполнения рабочего проектирования.

Примечание: Для более полного моделирования сценария можно рассмотреть другой тип анализа надежности, например, анализ дерева отказов (FTA); дедуктивный (обратный логика) анализ отказов , которые могут обрабатывать несколько отказов в пределах элемента и / или внешний по отношению к пункту , включая техническое обслуживание и материально - техническое обеспечение. Он начинается на более высоком функциональном / системном уровне. FTA может использовать записи FMEA основного режима отказа или сводку последствий в качестве одного из своих входных данных (основных событий). Анализ опасностей интерфейса, анализ ошибок человека и другие могут быть добавлены для завершения при моделировании сценария.

Анализ режима и последствий функционального отказа [ править ]

Анализ всегда следует начинать с перечисления функций, которые должен выполнять проект. Функции - это отправная точка хорошо выполненного FMEA, а использование функций в качестве базовых показателей обеспечивает наилучшую доходность FMEA. В конце концов, дизайн - это только одно из возможных решений для выполнения функций, которые необходимо выполнить. Таким образом, FMEA может быть выполнен как для концептуальных, так и для детальных проектов, для аппаратного и программного обеспечения, независимо от того, насколько сложен дизайн.

При выполнении FMECA сначала считается, что интерфейсное оборудование (или программное обеспечение) работает в рамках спецификации. После этого он может быть расширен путем последовательного использования одного из 5 возможных режимов отказа одной функции сопрягаемого оборудования в качестве причины отказа для рассматриваемого элемента конструкции. Это дает возможность сделать конструкцию устойчивой к сбоям в работе где-либо еще в системе.

Кроме того, постулируемый отказ каждой детали считается единственным отказом в системе (т. Е. Это анализ единичного отказа). В дополнение к FMEA, выполненным в системах для оценки воздействия отказов более низкого уровня на работу системы, выполняется несколько других FMEA. Особое внимание уделяется интерфейсам между системами и, по сути, всем функциональным интерфейсам. Цель этих FMEA - гарантировать, что необратимые физические и / или функциональные повреждения не распространятся по интерфейсу в результате отказов в одном из модулей интерфейса. Эти анализы выполняются на уровне штучной детали для цепей, которые напрямую взаимодействуют с другими блоками. FMEA может быть выполнен без CA, но CA требует, чтобы FMEA ранее идентифицировал критические отказы системного уровня. Когда оба шага выполнены,весь процесс называется FMECA.

Основные правила [ править ]

Основные правила каждого FMEA включают набор процедур, выбранных для проекта; предположения, на которых основан анализ; оборудование, которое было включено и исключено из анализа, и обоснование исключений. Основные правила также описывают уровень анализа (т. Е. Уровень в иерархии от части к подсистеме, от подсистемы к системе и т. Д.), Базовое состояние оборудования и критерии для системы и миссии. успех. Необходимо приложить все усилия, чтобы определить все основные правила до начала FMEA; однако основные правила могут быть расширены и уточнены по мере проведения анализа. Типичный набор основных правил (предположений) следующий: [4]

  1. Единовременно существует только один режим отказа.
  2. Все входные данные (включая программные команды) для анализируемого объекта присутствуют и имеют номинальные значения.
  3. Все расходные материалы присутствуют в достаточном количестве.
  4. Номинальная мощность доступна

Преимущества [ править ]

Основные преимущества, полученные от должным образом реализованных мероприятий FMECA, заключаются в следующем:

  1. Он предоставляет документированный метод выбора конструкции с высокой вероятностью успешной работы и безопасности.
  2. Документированный унифицированный метод оценки потенциальных механизмов отказа, режимов отказа и их влияния на работу системы, в результате чего создается список режимов отказа, ранжированных в соответствии с серьезностью их воздействия на систему и вероятностью возникновения.
  3. Раннее выявление единичных точек отказа (SFPS) и проблем интерфейса системы, которые могут иметь решающее значение для успеха миссии и / или безопасности. Они также обеспечивают метод проверки того, что переключение между резервными элементами не подвергается опасности из-за постулируемых единичных отказов.
  4. Эффективный метод оценки влияния предложенных изменений в конструкции и / или эксплуатационных процедурах на успех и безопасность миссии.
  5. Основа для процедур поиска и устранения неисправностей в полете, а также для обнаружения устройств контроля рабочих характеристик и обнаружения неисправностей.
  6. Критерии раннего планирования тестов.

Из приведенного выше списка раннее выявление SFPS, ввод в процедуру поиска и устранения неисправностей и определение местоположения устройств мониторинга производительности / обнаружения неисправностей, вероятно, являются наиболее важными преимуществами FMECA. Кроме того, процедуры FMECA просты и позволяют упорядоченно оценивать проект.

История [ править ]

Процедуры проведения FMECA были описаны в документе о военных процедурах вооруженных сил США MIL-P-1629 [5] (1949 г.); пересмотрен в 1980 году как MIL-STD-1629A. [6] К началу 1960-х годов подрядчики Национального управления США по аэронавтике и исследованию космического пространства (НАСА) использовали варианты FMECA или FMEA под разными названиями. [7] [8] Программы НАСА, использующие варианты FMEA, включали Аполлон , Викинг , Вояджер , Магеллан , Галилео и Скайлаб . [9] [10] [11] Отрасль гражданской авиации первой приняла FMEA,Общество автомобильных инженеров (SAE, организация, занимающаяся авиацией и другими видами транспорта, помимо автомобильной, несмотря на свое название), опубликовавшее ARP926 в 1967 году. [12] После двух пересмотров, Рекомендуемая практика для авиакосмической отрасли ARP926 была заменена на ARP4761 , которая в настоящее время широко используется в Гражданская авиация.

В течение 1970-х годов использование FMEA и связанных с ним методов распространилось на другие отрасли. В 1971 году НАСА подготовило отчет для Геологической службы США, в котором рекомендовалось использовать FMEA при оценке разведки морских месторождений нефти. [13] В отчете Агентства по охране окружающей среды США за 1973 год описывается применение FMEA к очистным сооружениям. [14] FMEA как приложение для HACCP в космической программе Apollo переместилось в пищевую промышленность в целом. [15]

К середине 1970-х годов автомобильная промышленность начала использовать FMEA. [16] Ford Motor Company представила FMEA для автомобильной промышленности в целях безопасности и регуляторного рассмотрения после дела Пинто . Форд применил тот же подход к процессам (PFMEA) для рассмотрения потенциальных сбоев, вызванных технологическим процессом, до запуска производства. В 1993 году Группа действий автомобильной промышленности (AIAG) впервые опубликовала стандарт FMEA для автомобильной промышленности. [17] Сейчас это четвертое издание. [18] SAE впервые опубликовал родственный стандарт J1739 в 1994 году. [19] Этот стандарт также находится в четвертой редакции. [20]В 2019 году оба описания метода были заменены новым справочником AIAG / VDA FMEA. Это гармонизация прежних стандартов FMEA AIAG, VDA , SAE и других описаний методов. [21] [22] [23]

Первоначально разработанная военными, методология FMEA в настоящее время широко используется в различных отраслях промышленности, включая обработку полупроводников, общественное питание, производство пластмасс, программное обеспечение и здравоохранение. [24] Toyota сделала еще один шаг вперед, разработав подход «Анализ конструкции на основе режима отказа» (DRBFM). В настоящее время этот метод поддерживается Американским обществом качества, которое предоставляет подробные инструкции по его применению. [25]Стандартные процедуры анализа видов и последствий отказов (FMEA) и анализа видов, последствий и критичности отказов (FMECA) определяют механизмы отказа продукта, но не могут моделировать их без специального программного обеспечения. Это ограничивает их применимость для предоставления значимых входных данных для критических процедур, таких как виртуальная аттестация, анализ первопричин, ускоренные программы испытаний и оценка оставшегося срока службы. Чтобы преодолеть недостатки FMEA и FMECA, часто используется анализ видов, механизмов и последствий отказов (FMMEA).

Основные термины [ править ]

Ниже приводится основная терминология FMEA. [26]

Приоритет действий (AP)
AP заменяет прежнюю матрицу рисков и RPN в справочнике AIAG / VDA FMEA 2019. В нем говорится о необходимости дополнительных мер по улучшению.
Отказ
Потеря функции при указанных условиях.
Режим отказа
Конкретный способ или способ возникновения отказа с точки зрения отказа исследуемой части, компонента, функции, оборудования, подсистемы или системы. В зависимости от типа выполняемого FMEA режим отказа может быть описан на различных уровнях детализации. FMEA детали будет фокусироваться на детальных режимах отказа детали или компонента (таких как полностью сломанная ось или деформированная ось, или электрический контакт, застрявший в разомкнутом состоянии, застрявший на короткое время или прерывистый). Функциональный FMEA будет сосредоточен на функциональных режимах отказа. Они могут быть общими (например, нет функции, избыточная функция, недостаточная функция, прерывистая функция или непреднамеренная функция) или более подробными и специфичными для анализируемого оборудования. PFMEA будет фокусироваться на режимах отказа процесса (например, вставка неправильного сверла).
Причина и / или механизм отказа
Дефекты в требованиях, конструкции, процессе, контроле качества, обращении или применении детали, которые являются основной причиной или последовательностью причин, запускающих процесс (механизм), который через определенное время приводит к режиму отказа. У режима отказа может быть больше причин. Например; «Усталость или коррозия структурной балки» или «фреттинг-коррозия в электрическом контакте» - это механизм разрушения и сам по себе (вероятно) не режим разрушения. Связанный с этим режим отказа (конечное состояние) - это «полное разрушение структурной балки» или «открытый электрический контакт». Первоначальной причиной могло быть «Неправильное нанесение антикоррозионного слоя (краски)» и / или «(аномальная) вибрация от другой (возможно, отказавшей) системы».
Эффект неудачи
Непосредственные последствия сбоя в работе или, в более общем смысле, для потребностей клиента / пользователя, которые должны быть удовлетворены функцией, но в настоящее время не выполнены или выполнены не полностью
Уровни права собственности (ведомость материалов или функциональная разбивка)
Идентификатор уровня системы и, следовательно, сложности элемента. Сложность возрастает по мере приближения уровней к единице.
Местный эффект
Эффект отказа применительно к анализируемому элементу.
Следующий эффект более высокого уровня
Эффект отказа, как он применяется на следующем более высоком уровне отступа.
Конечный эффект
Эффект отказа на самом высоком уровне соглашения или в системе в целом.
Обнаружение
Средства обнаружения режима отказа обслуживающим персоналом, оператором или встроенной системой обнаружения, включая расчетный период бездействия (если применимо)
Вероятность
Вероятность возникновения сбоя.
Номер приоритета риска (RPN)
Серьезность (события) × Вероятность (возникновения события) × Обнаружение (вероятность того, что событие не будет обнаружено до того, как пользователь узнает о нем)
Строгость
Последствия режима отказа. Под серьезностью понимается наихудшее возможное последствие отказа, определяемое степенью травмы, материального ущерба, повреждения системы и / или времени, потерянного для устранения отказа.
Замечания / смягчение последствий / действия
Дополнительная информация, включая предлагаемые меры по снижению риска или действия, используемые для снижения риска или обоснования уровня риска или сценария.

Пример рабочего листа FMEA [ править ]

Пример рабочего листа FMEA
FMEA Ref.ЭлементВозможный режим отказаВозможная (-ые) причина (-ы) / механизмФаза миссииМестные последствия отказаСледующий эффект более высокого уровняКонечный эффект системного уровня(P) Вероятность (оценка)(S) Серьезность(D) Обнаружение (указания оператору, обслуживающему персоналу)Обнаружение периода покояУровень риска P * S (+ D)Действия для дальнейшего расследования / доказательстваСмягчение / требования
1.1.1.1Тормозной коллектор Арт. Обозначение 2b, канал A, уплотнительное кольцоВнутренняя утечка из канала A в Ba) Разрушение комплекта сжатия уплотнительного кольца (ползучесть) b) Повреждение поверхности во время сборкиПосадкаПониженное давление в главном тормозном шлангеНет торможения левого колесаСильно уменьшенное замедление самолета на земле и боковой занос. Частичная потеря управления положением на взлетно-посадочной полосе. Риск столкновения(C) Иногда(V) Катастрофический (это наихудший случай)(1) Бортовой компьютер и компьютер технического обслуживания покажут "Левый главный тормоз, давление низкое"Встроенный тестовый интервал составляет 1 минуту.НеприемлемыйПроверить период покоя и вероятность отказаТребуются резервные независимые тормозные гидравлические каналы и / или Требуется избыточное уплотнение и классифицируется уплотнительное кольцо как критическая деталь класса 1

Вероятность (P) [ править ]

Необходимо посмотреть причину выхода из строя режима и вероятность его возникновения. Это можно сделать с помощью анализа, расчетов / FEM, просмотра похожих элементов или процессов и режимов отказа, которые были задокументированы для них в прошлом. Причина отказа рассматривается как недостаток конструкции. Все потенциальные причины отказа должны быть идентифицированы и задокументированы. Это должно быть в техническом плане. Примеры причин: ошибки человека при обращении, неисправности, вызванные производством, усталость, ползучесть, абразивный износ, ошибочные алгоритмы, чрезмерное напряжение или неправильные условия эксплуатации или использования (в зависимости от используемых основных правил). Режиму отказа может быть присвоен рейтинг вероятности с определенным количеством уровней.

РейтингСмысл
АКрайне маловероятно (практически невозможно или неизвестно о каких-либо происшествиях с аналогичными продуктами или процессами, при большом количестве часов работы)
BУдаленный (относительно мало отказов)
CСлучайные (случайные сбои)
DРазумно возможно (повторяющиеся сбои)
EЧасто (неудача почти неизбежна)

Для FMEA штучной детали количественная вероятность может быть рассчитана на основе результатов анализа прогнозирования надежности и отношений режимов отказа из каталога распределения режимов отказа, такого как RAC FMD-97. [27] Этот метод позволяет количественному FTA использовать результаты FMEA для проверки того, что нежелательные события соответствуют приемлемым уровням риска.

Серьезность (S) [ править ]

Определите серьезность неблагоприятного конечного эффекта (состояния) для наихудшего сценария. Эти эффекты удобно записывать в терминах того, что пользователь может увидеть или испытать в терминах функциональных сбоев. Примеры этих конечных эффектов: полная потеря функции x, снижение производительности, функции в реверсивном режиме, слишком позднее функционирование, неустойчивое функционирование и т. Д. Каждому конечному эффекту присваивается номер степени серьезности (S), например, I (нет эффекта) до V (катастрофическое) в зависимости от стоимости и / или потерь или качества жизни. Эти числа определяют приоритетность режимов отказа (вместе с вероятностью и обнаруживаемостью). Ниже приводится типовая классификация. Возможны другие классификации. См. Также анализ опасностей .

РейтингСмысл
яОтсутствие существенного влияния на надежность или безопасность
IIОчень незначительные, без повреждений, без травм, приводит только к работам по техническому обслуживанию (замечается только разборчивыми покупателями)
IIIНезначительные, незначительные повреждения, легкие травмы (очень мало влияет на систему, что замечает средний покупатель)
IVКритическое (вызывает потерю основной функции; потеря всех запасов безопасности, 1 отказ от катастрофы, серьезное повреждение, тяжелые травмы, максимум 1 возможная смерть)
VКатастрофический (продукт выходит из строя; отказ может привести к полной небезопасной работе и возможным множественным смертельным случаям)

Обнаружение (D) [ править ]

Средство или метод, с помощью которого сбой обнаруживается, локализуется оператором и / или обслуживающим персоналом, а также время, на которое это может потребоваться. Это важно для контроля ремонтопригодности (доступности системы) и особенно важно для сценариев множественных отказов. Это может включать неактивные режимы отказа (например, отсутствие прямого воздействия на систему, в то время как резервная система / элемент автоматически берет на себя или когда отказ является проблематичным только во время определенной миссии или состояний системы) или скрытые отказы (например, механизмы отказа из-за ухудшения, как у металла растущая трещина, но не критической длины). Следует четко указать, как режим или причина отказа могут быть обнаружены оператором при нормальной работе системы или могут ли они быть обнаружены обслуживающей бригадой с помощью какого-либо диагностического действия или автоматического встроенного теста системы. Может быть введен период покоя и / или задержки.

РейтингСмысл
1Определенно - неисправность будет выявлена ​​при испытании -
2Почти наверняка
3Высоко
4Умеренный
5Низкий
6Неисправность не обнаруживается операторами или обслуживающим персоналом

Период покоя или задержки [ править ]

Среднее время, в течение которого режим отказа может быть необнаружен, может быть введено, если оно известно. Например:

  • Секунды, автоматически определяется компьютером обслуживания
  • 8 часов, обнаружено при оборотном осмотре
  • 2 месяца, обнаружено блоком планового обслуживания X
  • 2 года, выявлено при проведении капитального ремонта x

Индикация [ править ]

Если необнаруженный отказ позволяет системе оставаться в безопасном / рабочем состоянии, следует изучить вторую ситуацию отказа, чтобы определить, будет ли индикация очевидна для всех операторов и какие корректирующие действия они могут или должны предпринять.

Показания оператору должны быть описаны следующим образом:

  • Нормальный. Индикация, очевидная для оператора, когда система или оборудование работают нормально.
  • Аномальный. Индикация, которая очевидна для оператора, когда система вышла из строя или вышла из строя.
  • Неправильно. Ошибочное указание оператору из-за неисправности или отказа индикатора (например, приборов, датчиков, визуальных или звуковых предупреждающих устройств и т. Д.).

ВЫПОЛНЯЙТЕ АНАЛИЗ ПОКРЫТИЯ ОБНАРУЖЕНИЯ ДЛЯ ТЕСТОВЫХ ПРОЦЕССОВ И МОНИТОРИНГА (из стандарта ARP4761):

Этот тип анализа полезен для определения того, насколько эффективны различные процессы тестирования при обнаружении скрытых и неактивных неисправностей. Метод, используемый для этого, включает изучение применимых режимов отказа, чтобы определить, обнаружены ли их эффекты, и определить процентную частоту отказов, применимую к обнаруженным режимам отказа. Возможность того, что само средство обнаружения может отказать скрытым образом, должна быть учтена в анализе охвата как ограничивающий фактор (т. Е. Охват не может быть более надежным, чем доступность средств обнаружения). Включение охвата обнаружения в FMEA может привести к каждому отдельному отказу, который был бы одной категорией эффекта, теперь являющейся отдельной категорией воздействия из-за возможностей охвата обнаружения.Другой способ включить покрытие обнаружения - это для FTA консервативное предположение, что никакие дыры в покрытии из-за скрытого отказа в методе обнаружения не влияют на обнаружение всех отказов, отнесенных к рассматриваемой категории последствий отказа. При необходимости FMEA может быть пересмотрен в тех случаях, когда это консервативное предположение не позволяет выполнить требования к максимальной вероятности события.

После этих трех основных шагов может быть указан уровень риска.

Уровень риска (P × S) и (D) [ править ]

Риск - это комбинация вероятности и серьезности конечного эффекта, где вероятность и серьезность включают влияние на необнаруживаемость ( время бездействия ). Это может повлиять на вероятность отказа в конце или на серьезность последствий в наихудшем случае. Точный расчет может быть нелегким во всех случаях, например, в тех случаях, когда возможны несколько сценариев (с несколькими событиями), а обнаруживаемость / бездействие играет решающую роль (как для систем с резервированием). В этом случае может потребоваться анализ дерева отказов и / или деревья событий для определения точной вероятности и уровней риска.

Предварительные уровни риска могут быть выбраны на основе матрицы рисков, как показано ниже, на основе Mil. Стд. 882. [28] Чем выше уровень риска, тем больше необходимо обоснований и смягчений, чтобы предоставить доказательства и снизить риск до приемлемого уровня. О высоком риске следует сообщить руководству более высокого уровня, которое несет ответственность за принятие окончательного решения.

Строгость
Вероятность
яIIIIIIVVVI
АНизкийНизкийНизкийНизкийУмеренныйВысоко
BНизкийНизкийНизкийУмеренныйВысокоНеприемлемый
CНизкийНизкийУмеренныйУмеренныйВысокоНеприемлемый
DНизкийУмеренныйУмеренныйВысокоНеприемлемыйНеприемлемый
EУмеренныйУмеренныйВысокоНеприемлемыйНеприемлемыйНеприемлемый
  • После этого шага FMEA стал похож на FMECA .

Сроки [ править ]

FMEA следует обновлять всякий раз, когда:

  • Начинается новый цикл (новый продукт / процесс)
  • Внесены изменения в условия эксплуатации
  • В конструкцию внесено изменение
  • Введены новые правила
  • Отзывы клиентов указывают на проблему

Использует [ редактировать ]

  • Разработка системных требований, минимизирующих вероятность сбоев.
  • Разработка проектов и тестовых систем, чтобы гарантировать, что отказы устранены или риск снижен до приемлемого уровня.
  • Разработка и оценка диагностических систем
  • Чтобы помочь с выбором дизайна (анализ компромиссов).

Преимущества [ править ]

  • Катализатор для совместной работы и обмена идеями между функциями
  • Собирайте информацию, чтобы уменьшить количество отказов в будущем, собирайте инженерные знания
  • Раннее выявление и устранение потенциальных режимов отказа
  • Сделайте акцент на предотвращении проблем
  • Выполнять юридические требования (ответственность за качество продукции)
  • Повышение имиджа компании и ее конкурентоспособности
  • Повышение урожайности
  • Повышение качества, надежности и безопасности продукта / процесса
  • Повысьте удовлетворенность пользователей
  • Максимизировать прибыль
  • Минимизация поздних изменений и связанных с ними затрат
  • Снижение влияния на рентабельность компании
  • Сократите время и стоимость разработки системы
  • Уменьшите вероятность подобных сбоев в будущем.
  • Уменьшите вероятность возникновения проблем с гарантийными обязательствами

Ограничения [ править ]

Хотя FMEA выявляет важные опасности в системе, его результаты могут быть неполными, а подход имеет ограничения. [29] [30] [31] В контексте здравоохранения FMEA и другие методы оценки риска, в том числе SWIFT (метод структурированного «что если» ) и ретроспективные подходы, имеют ограниченную применимость при изолированном использовании. Проблемы, связанные с определением объема и организационными границами, по-видимому, являются основным фактором отсутствия обоснованности. [29]

При использовании в качестве нисходящего инструмента FMEA может определять только основные виды отказов в системе. Анализ дерева отказов (FTA) лучше подходит для анализа «сверху вниз». При использовании в качестве инструмента «снизу вверх» FMEA может дополнять или дополнять FTA и выявлять гораздо больше причин и видов отказов, приводящих к симптомам верхнего уровня. Он не может обнаруживать сложные режимы отказа, включающие множественные отказы в подсистеме, или сообщать об ожидаемых интервалах отказов конкретных режимов отказа до подсистемы или системы верхнего уровня. [ необходима цитата ]

Кроме того, умножение ранжирования серьезности, возникновения и обнаружения может привести к изменению ранга, когда менее серьезный режим отказа получает более высокое RPN, чем более серьезный режим отказа. [32] Причина в том, что рейтинги являются порядковыми числами шкалы , а умножение для порядковых чисел не определено. Порядковые рейтинги говорят только о том, что один рейтинг лучше или хуже другого, но не на сколько. Например, оценка «2» не может быть вдвое более серьезной, чем оценка «1», или «8» не может быть вдвое более серьезной, чем «4», но при умножении они обрабатываются так, как если бы они были. См. « Уровень измерения» для дальнейшего обсуждения. Были предложены различные решения этой проблемы, например,использование нечеткой логикикак альтернатива классической модели РПН. [33] [34] [35] В новом справочнике AIAG / VDA FMEA (2019) подход RPN был заменен AP (приоритет действий). [36] [37] [23]

Рабочий лист FMEA труден для составления, понимания и чтения, а также в обслуживании. Начиная с 2010 г. было предложено использовать методы нейронной сети для кластеризации и визуализации режимов отказов. [38] [39] [40] Альтернативный подход - объединить традиционную таблицу FMEA с набором диаграмм «галстук-бабочка». Диаграммы обеспечивают визуализацию причинно-следственных цепочек, а таблица FMEA предоставляет подробную информацию о конкретных событиях. [41]

Типы [ править ]

  • Функциональный : до предоставления проектных решений (или только на высоком уровне) функции могут быть оценены на предмет потенциальных последствий функционального отказа. Могут быть предложены общие меры по смягчению последствий («проектирование в соответствии с требованиями»), чтобы ограничить последствия функциональных отказов или ограничить вероятность возникновения на этом раннем этапе разработки. Он основан на функциональной поломке системы. Этот тип также может использоваться для оценки программного обеспечения.
  • Концептуальный дизайн / Аппаратное обеспечение : анализ систем или подсистем на ранних этапах разработки концепции для более детального анализа механизмов отказов и функциональных отказов нижнего уровня, особенно для различных концептуальных решений. Его можно использовать в исследованиях компромиссов.
  • Рабочий проект / оборудование : анализ продукции до производства. Это наиболее подробные (в стандарте MIL 1629, называемые FMEA по частям или аппаратным средствам) FMEA, которые используются для определения любого возможного режима отказа оборудования (или другого) вплоть до самого низкого уровня детали. Он должен быть основан на аппаратной части (например, BoM = Bill of Materials). Любая серьезность последствий отказа, предотвращение отказов (смягчение последствий), обнаружение отказов и диагностика могут быть полностью проанализированы в этом FMEA.
  • Процесс : анализ производственных и сборочных процессов. Неисправности процесса могут повлиять как на качество, так и на надежность. Входными данными для этого FMEA является, среди прочего, разбивка рабочего процесса / задачи.

См. Также [ править ]

  • Обзор проекта на основе режима отказа
  • Восемь дисциплин решение проблем
  • Причина отказа
  • Анализ  видов , последствий и критичности отказов (FMECA) - систематический метод анализа отказов
  •  Виды отказов, последствия и диагностический анализ (FMEDA)
  • Интенсивность отказов
  • Анализ дерева отказов  - система анализа отказов, используемая в проектировании безопасности и надежности.
  • Анализ опасностей и критические контрольные точки  - Систематический превентивный подход к безопасности пищевых продуктов
  • Высокая доступность  - системы с высоким временем безотказной работы, также известные как «всегда включены»
  • Список методов анализа материалов  - статья со списком Википедии
  • Список ресурсов по тестированию материалов
  • Схема программы принятия решений
  • Инженерия надежности  - Поддисциплина системной инженерии, которая подчеркивает надежность в управлении жизненным циклом продукта или системы.
  • Оценка риска  - оценка риска, связанного с воздействием заданного набора опасностей.
  • Специалист в предметной области  - специалист в определенной области или теме.
  • Методы Тагучи  - Статистические методы повышения качества производимых товаров.

Ссылки [ править ]

  1. ^ Теория надежности системы: модели, статистические методы и приложения, Марвин Раусанд и Арнлйот Хойлан, Серия Уайли по вероятности и статистике - второе издание 2004 г., стр. 88
  2. ^ Тай КМ; Лим CP (2008). «n Об использовании методов нечеткого вывода в моделях оценки: часть II: промышленные приложения». Нечеткая оптимизация и принятие решений . 7 (3): 283–302. DOI : 10.1007 / s10700-008-9037-у . S2CID  12269658 .
  3. ^ Группа надежности проекта (июль 1990 г.). Кох, Джон Э. (ред.). Справочник по анализу надежности лаборатории реактивного движения (pdf) . Пасадена, Калифорния: Лаборатория реактивного движения . JPL-D-5703 . Проверено 25 августа 2013 .
  4. ^ Центр космических полетов Годдарда (GSFC) (1996-08-10). Проведение анализа характера и последствий отказа (pdf) . Центр космических полетов Годдарда. 431-REF-000370 . Проверено 25 августа 2013 .
  5. ↑ Министерство обороны США (9 ноября 1949 г.). MIL-P-1629 - Процедуры для выполнения эффекта режима отказа и критического анализа . Министерство обороны (США). MIL-P-1629.
  6. ↑ Министерство обороны США (24 ноября 1980 г.). MIL-STD-1629A - Процедуры для выполнения анализа влияния режима отказа и критичности . Министерство обороны (США). MIL-STD-1629A. Архивировано из оригинального 22 июля 2011 года.
  7. Перейти ↑ Neal, RA (1962). Резюме анализа режимов отказа реактора Nerva B-2 . Астрономическая лаборатория Westinghouse Electric Corporation. ЛВП : 2060/19760069385 . WANL – TNR – 042.
  8. ^ Дилл, Роберт ; и другие. (1963). Состояние Художественного надежности Эстимейт Сатурна Propulsion Systems V . Компания Дженерал Электрик. ЛВП : 2060/19930075105 . РМ 63ТМП – 22.
  9. ^ Процедура анализа характера, последствий и критичности отказов (FMECA) . Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства. 1966. ЛВП : 2060/19700076494 . RA – 006–013–1A.
  10. ^ Виды отказов, последствия и анализ критичности (FMECA) (PDF) . Лаборатория реактивного движения Национального управления по аэронавтике и исследованию космического пространства. PD – AD – 1307 . Проверено 13 марта 2010 .
  11. ^ Справочник экспериментаторов, основанный на управлении экспериментами Skylab (PDF) . Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства Центр космических полетов им. Джорджа К. Маршалла. 1974. М – ГА – 75–1 . Проверено 16 августа 2011 .
  12. ^ Процедура анализа проекта для анализа видов, последствий и критичности отказов (FMECA) . Общество автомобильных инженеров. 1967. ARP926.
  13. ^ Дайер, Моррис К .; Дьюи Г. Литтл; Эрл Г. Хоард; Альфред С. Тейлор; Рэйфорд Кэмпбелл (1972). Применимость процедур управления качеством контрактов и анализа последствий отказов НАСА к Программе управления арендой нефти и газа внешнего континентального шельфа USFS (PDF) . Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства Центр космических полетов им. Джорджа К. Маршалла. TM X – 2567 . Проверено 16 августа 2011 .
  14. ^ Мэллори, Чарльз В .; Роберт Уоллер (1973). Применение избранных методов промышленного строительства на очистных сооружениях (PDF) . Агентство по охране окружающей среды США . С. 107–110. EPA R2–73–176 . Проверено 10 ноября 2012 .
  15. ^ Спербер, Уильям Х .; Стир, Ричард Ф. (декабрь 2009 г. - январь 2010 г.). «С 50-летием HACCP: ретроспектива и перспективы» . Журнал FoodSafety : 42, 44–46.
  16. ^ Мацумото, К .; Т. Мацумото; Ю. Гото (1975). "Анализ надежности каталитического нейтрализатора как автомобильной системы контроля выбросов". Технический документ SAE 750178 . Серия технических статей SAE. 1 . DOI : 10.4271 / 750178 .
  17. ^ AIAG (1993). Возможные виды отказов и анализ последствий . Группа действий автомобильной промышленности.
  18. ^ AIAG (2008). Анализ возможных видов и последствий отказов (FMEA), 4-е издание . Группа действий автомобильной промышленности. ISBN 978-1-60534-136-1.
  19. ^ SAE (1994). Возможные виды отказов и анализ их последствий при проектировании (Design FMEA), потенциальных отказов и их последствий в процессах производства и сборки (Process FMEA), а также потенциальных отказов и их последствий для машин (Machinery FMEA) . SAE International.
  20. ^ SAE (2008). Возможные виды отказов и анализ их последствий при проектировании (Design FMEA) и потенциальных отказов и их последствий в процессах производства и сборки (Process FMEA) и анализ последствий для машин (Machinery FMEA) . SAE International.
  21. ^ Справочник AIAG / VDA FMEA 2019 . Проверено 14 сентября 2020.
  22. ^ VDA: Немецкая автомобильная промышленность требует от своей продукции высочайшего качества . Проверено 14 сентября 2020.
  23. ^ a b "Представляем AIAG-VDA DFMEA" . качественный дайджест . Проверено 2 декабря 2020 .
  24. ^ Fadlovich, Эрик (31 декабря 2007). «Выполнение анализа видов и последствий отказов» . Встроенные технологии . Архивировано из оригинала на 2011-11-17.
  25. ^ «Анализ эффектов режима отказа (FMEA)» . ASQ . Проверено 15 февраля 2012 .
  26. Перейти ↑ Langford, JW (1995). Логистика: принципы и применение . Макгроу Хилл. п. 488.
  27. ^ Режимы отказа / Распределение механизмов . Центр анализа надежности. 1997. Ящур – 97.
  28. ^ "БЕЗОПАСНОСТЬ СИСТЕМЫ MIL-STD-882 E" . www.everyspec.com . Проверено 4 января 2017 .
  29. ^ a b Potts HWW; Андерсон Дж. Э .; Colligan L .; Leach P .; Дэвис С .; Берман Дж. (2014). «Оценка достоверности перспективных методов анализа опасностей: сравнение двух методов» . BMC Health Services Research . 14 : 41. DOI : 10,1186 / 1472-6963-14-41 . PMC 3906758 . PMID 24467813 .  
  30. ^ Франклин, Бриони Дин; Шебл, Нада Атеф; Парикмахер, Ник (2012). «Анализ видов отказов и последствий: слишком мало за слишком много?». Качество и безопасность BMJ . 21 (7): 607–611. DOI : 10.1136 / bmjqs-2011-000723 . PMID 22447819 . S2CID 46106670 .  
  31. ^ Shebl, Н.А.; Франклин, Б.Д .; Барбер, Н. (2009). «Насколько надежен анализ видов отказов и их последствий?». Журнал безопасности пациентов . 5 (2): 86–94. DOI : 10.1097 / PTS.0b013e3181a6f040 . PMID 19920447 . S2CID 45635417 .  
  32. ^ Кмента, Стивен; Исии, Кошук (2004). «Анализ режимов и последствий отказов на основе сценариев с использованием ожидаемых затрат». Журнал механического проектирования . 126 (6): 1027. DOI : 10,1115 / 1,1799614 .
  33. ^ Jee TL; Тай КМ; Лим CP (2015). «Новый двухэтапный системный подход нечеткого вывода для определения приоритетов отказов в режиме отказа и анализа последствий» (PDF) . Транзакции IEEE о надежности . 64 (3): 869–877. DOI : 10.1109 / TR.2015.2420300 . S2CID 20987880 .  
  34. ^ Kerk YW; Тай КМ; Лим CP (2017). «Аналитическая система нечетких выводов с интервалом для оценки рисков и определения приоритетов в режиме отказа и анализе последствий». Системный журнал IEEE . 11 (3): 1–12. Bibcode : 2017ISysJ..11.1589K . DOI : 10.1109 / JSYST.2015.2478150 . S2CID 5878974 . 
  35. ^ Чай KC; Тай КМ; Лим CP (2016). «Основанный на перцепционных вычислениях метод определения приоритетов режимов отказа в режиме отказа и анализа последствий и его применение в выращивании съедобных птичьих гнезд» (PDF) . Прикладные программные вычисления . 49 : 734–747. DOI : 10.1016 / j.asoc.2016.08.043 .
  36. ^ Справочник AIAG / VDA FMEA 2019 . Проверено 23 ноября 2020.
  37. ^ VDA: Немецкая автомобильная промышленность требует от своей продукции высочайшего качества . Проверено 23 ноября 2020.
  38. ^ Тай КМ; Jong CH; Лим CP (2015). «Модель анализа режимов и последствий отказов на основе кластеризации и ее применение в индустрии съедобных птичьих гнезд» (PDF) . Нейронные вычисления и приложения . 26 (3): 551–560. DOI : 10.1007 / s00521-014-1647-4 . S2CID 7821836 .  
  39. ^ Чанг, Вуи Ли; Тай, Кай Мэн; Лим, Чи Пэн (ноябрь 2015 г.). «Кластеризация и визуализация режимов отказов с использованием развивающегося дерева» (PDF) . Экспертные системы с приложениями . 42 (20): 7235–7244. DOI : 10.1016 / j.eswa.2015.04.036 .
  40. ^ Чанг, Вуи Ли; Панг, Ли Мэн; Тай, Кай Мэн (март 2017 г.). «Применение самоорганизующейся карты к методологии анализа видов и последствий отказов» (PDF) . Нейрокомпьютеры . ПП : 314–320. DOI : 10.1016 / j.neucom.2016.04.073 .
  41. ^ «Построение FMEA» . Диаметрик Software Ltd . Проверено 13 марта 2020 .