Dzięki wykładniczemu prawu rozkładu czasu regeneracji i czasu między awariami aparat matematyczny losowych procesów Markowa służy do obliczania wskaźników niezawodności systemów z regeneracją. W tym przypadku funkcjonowanie systemów opisuje się procesem zmiany stanów. System jest przedstawiony w postaci wykresu zwanego wykresem przejścia od stanu do stanu.

Proces losowy w dowolnym układzie fizycznym S , zwany Markowiana, jeśli ma następującą właściwość : na jakąkolwiek chwilę T 0 prawdopodobieństwo stanu systemu w przyszłości (t > t 0 ) zależy tylko od stanu teraźniejszego

(t = t 0 ) i nie zależy od tego, kiedy i jak system doszedł do tego stanu (innymi słowy: przy ustalonej teraźniejszości przyszłość nie zależy od prehistorii procesu - przeszłości).

T< t 0

t > t 0

W przypadku procesu Markowa „przyszłość” zależy od „przeszłości” jedynie poprzez „teraźniejszość”, tj. Przyszły przebieg procesu zależy tylko od tych przeszłych wydarzeń, które wpłynęły na stan procesu w chwili obecnej.

Proces Markowa, jako proces bez następstw, nie oznacza całkowitej niezależności od przeszłości, gdyż przejawia się w teraźniejszości.

Podczas stosowania metody, w ogólnym przypadku, dla systemu S , muszę mieć model matematyczny jako zbiór stanów systemu S 1 , S 2 , … , S N , w którym może się znajdować podczas awarii i renowacji elementów.

Kompilując model przyjęto następujące założenia:

Uszkodzone elementy systemu (lub przedmiot) są natychmiast przywracane (początek przywracania pokrywa się z momentem awarii);

Nie ma ograniczeń co do liczby odzysków;

Jeżeli wszystkie strumienie zdarzeń przenoszące system (obiekt) ze stanu do stanu mają charakter Poissona (najprostszy), to losowy proces przejść będzie procesem Markowa z czasem ciągłym i stanami dyskretnymi S 1 , S 2 , … , S N .

Podstawowe zasady tworzenia modelu:

1. Model matematyczny jest reprezentowany w postaci wykresu stanu, na którym

a) okręgi (wierzchołki grafu).S 1 , S 2 , … , S N ) – możliwe stany systemu S , powstałe w wyniku awarii elementów;

b) strzałki– możliwe kierunki przejść z jednego stanu S I do innego S J .

Strzałki powyżej/poniżej wskazują intensywność przejść.

Przykłady wykresów:

S0 - warunki pracy;

S1 – stan awaryjny.

„Pętla” oznacza opóźnienia w określonym stanie S0 i S1 odpowiedni:

Dobry stan utrzymuje się;

Stan awarii trwa.

Wykres stanu odzwierciedla skończoną (dyskretną) liczbę możliwych stanów systemu S 1 , S 2 , … , S N . Każdy z wierzchołków grafu odpowiada jednemu ze stanów.

2. Do opisu losowego procesu zmiany stanu (awarii/powrotu do stanu pierwotnego) wykorzystuje się prawdopodobieństwa stanu

P1(t), P2(t), …, P I (t), …, Pn(t) ,

Gdzie P I (T) – prawdopodobieństwo znalezienia systemu w danej chwili T V I-ty warunek.

To oczywiste dla każdego T

(warunek normalizacji, ponieważ stany inne niż S 1 , S 2 , … , S N NIE).

3. Korzystając z wykresu stanu, zestawia się układ równań różniczkowych zwyczajnych pierwszego rzędu (równania Kołmogorowa-Chapmana).

Rozważmy element instalacji lub samą instalację bez redundancji, która może znajdować się w dwóch stanach: S 0 - bezawaryjny (sprawny),S 1 - stan awarii (odzysk).

Wyznaczmy odpowiednie prawdopodobieństwa stanów elementów R 0 (T): P 1 (T) kiedykolwiek T w różnych warunkach początkowych. Rozwiążemy ten problem pod warunkiem, jak już wspomniano, że przepływ awarii jest najprostszy λ = konst i renowacje μ = konst, prawo rozkładu czasu pomiędzy awariami i czasem regeneracji jest wykładnicze.

Dla dowolnego momentu w czasie, suma prawdopodobieństw P 0 (T) + P 1 (T) = 1 – prawdopodobieństwo wystąpienia wiarygodnego zdarzenia. Ustalmy moment czasu t i znajdźmy prawdopodobieństwo P (T + ∆ T) że w danym momencie T + ∆ T przedmiot jest w eksploatacji. Zdarzenie to jest możliwe, jeżeli spełnione są dwa warunki.

    W chwili t element był w stanie S 0 i na jakiś czas T nie wystąpiła żadna awaria. Prawdopodobieństwo działania elementu określa zasada mnożenia prawdopodobieństw niezależnych zdarzeń. Prawdopodobieństwo, że w tej chwili T przedmiot był w dobrym stanie S 0 , jest równy P 0 (T). Prawdopodobieństwo, że w trakcie T nie odmówił, równy mi -λ∆ T . Z dokładnością do ilości wyższego rzędu małości możemy pisać

Dlatego prawdopodobieństwo tej hipotezy jest równe iloczynowi P 0 (T) (1- λ ∆ T).

2. W pewnym momencie T element jest w stanie S 1 (w stanie zdrowienia), z biegiem czasu ∆ T przywracanie zostało zakończone i element osiągnął stan S 0 . Prawdopodobieństwo to wyznaczymy również korzystając z reguły mnożenia prawdopodobieństw zdarzeń niezależnych. Prawdopodobieństwo, że w danym momencie T przedmiot był w stanie S 1 , jest równy R 1 (T). Prawdopodobieństwo zakończenia ożywienia zostanie określone na podstawie prawdopodobieństwa wystąpienia zdarzenia odwrotnego, tj.

1 – tj -μ∆ T = μ· ∆ T

Zatem prawdopodobieństwo drugiej hipotezy wynosi P 1 (T) ·μ· ∆ T/

Prawdopodobieństwo stanu operacyjnego systemu w danym momencie (T + ∆ T) określa prawdopodobieństwo sumy niezależnych, niezgodnych zdarzeń przy spełnieniu obu hipotez:

P 0 (T+∆ T)= P 0 (T) (1- λ ∆ T)+ P 1 (T) ·μ ∆ T

Dzielenie powstałego wyrażenia przez ∆ T i biorąc limit na ∆ T → 0 , otrzymujemy równanie dla pierwszego stanu

dP 0 (T)/ dt=- λP 0 (T)+ μP 1 (T)

Prowadząc podobne rozumowanie dla drugiego stanu elementu – stanu awarii (regeneracji), możemy otrzymać drugie równanie stanu

dP 1 (T)/ dt=- μP 1 (T)+λ P 0 (T)

Zatem do opisu prawdopodobieństw stanu elementu uzyskuje się układ dwóch równań różniczkowych, których wykres stanu pokazano na ryc. 2

D P 0 (T)/ dt = - λ P 0 (T)+ μP 1 (T)

dP 1 (T)/ dt = λ P 0 (T) - μP 1 (T)

Jeśli istnieje skierowany graf stanów, to układ równań różniczkowych dla prawdopodobieństw stanów R DO (k = 0, 1, 2,…) Możesz od razu pisać, stosując następującą regułę: po lewej stronie każdego równania znajduje się pochodnadP DO (T)/ dt, a po prawej stronie - tyle składowych, ile jest krawędzi połączonych bezpośrednio z danym stanem; jeśli krawędź kończy się w danym stanie, to składnik ma znak plus, jeśli zaczyna się od danego stanu, to składnik ma znak minus. Każdy składnik jest równy iloczynowi natężenia przepływu zdarzeń przenoszących element lub układ wzdłuż danej krawędzi do innego stanu i prawdopodobieństwa stanu, od którego krawędź się zaczyna.

Za pomocą układu równań różniczkowych można określić FBR układów elektrycznych, współczynnik funkcjonalności i dyspozycyjności, prawdopodobieństwo, że kilka elementów układu będzie podlegało naprawie (odtworzeniu), średni czas przebywania układu w dowolnym stanie, wskaźnik awaryjności układu z uwzględnieniem warunków początkowych (stanów elementów).

W warunkach początkowych R 0 (0)=1; R 1 (0)=0 i (P 0 +P 1 =1), rozwiązanie układu równań opisującego stan jednego elementu ma postać

P 0 (T) = μ / (λ+ μ )+ λ/(λ+ μ )* mi^ -(λ+ μ ) T

Warunek prawdopodobieństwa awarii P 1 (T)=1- P 0 (T)= λ/(λ+ μ )- λ/ (λ+ μ )* mi^ -(λ+ μ ) T

Jeżeli w początkowej chwili element znajdował się w stanie awarii (regeneracji), tj. R 0 (0)=0, P 1 (0)=1 , To

P 0 (t) = μ/ (λ +μ)+ μ/(λ +μ)*e^ -(λ +μ)t

P 1 (t) = λ /(λ +μ)- μ/ (λ +μ)*e^ -(λ +μ)t


Zwykle w obliczeniach wskaźników niezawodności dla dość długich przedziałów czasowych (T ≥ (7-8) T V ) bez dużego błędu prawdopodobieństwa stanów można wyznaczyć z ustalonych prawdopodobieństw średnich -

R 0 (∞) = K G = P 0 I

R 1 (∞) = DO P =P 1 .

Dla stanu ustalonego (T→∞) P I (t) = P I = stała kompilowany jest układ równań algebraicznych z zerowymi lewymi stronami, ponieważ w tym przypadku dP I (t)/dt = 0. Wówczas układ równań algebraicznych ma postać:

Ponieważ Kg istnieje możliwość, że system będzie w tej chwili gotowy do działania T w t, następnie określa się to na podstawie powstałego układu równań P 0 = Kg., czyli prawdopodobieństwo działania elementu jest równe współczynnikowi dostępności stacjonarnej, a prawdopodobieństwo awarii jest równe współczynnikowi wymuszonego przestoju:

limP 0 (T) = Kg =μ /(λ+ μ ) = T/(T+ T V )

limP 1 (T) = Кп = λ /(λ+μ ) = T V /(T+ T V )

tj. uzyskano taki sam wynik, jak przy analizie stanów granicznych za pomocą równań różniczkowych.

Metodę równań różniczkowych można wykorzystać do obliczenia wskaźników niezawodności i obiektów (systemów) nieodzyskiwalnych.

W tym przypadku stanami nieoperacyjnymi układu są „pochłanianie” i intensywność μ wyjścia z tych stanów są wykluczone.

Dla obiektu nieodzyskiwalnego wykres stanu ma postać:

Układ równań różniczkowych:

W warunkach początkowych: P 0 (0) = 1; P 1 (0) = 0 , wykorzystując transformację Laplace'a prawdopodobieństwa przebywania w stanie operacyjnym, tj. FBG na czas pracy T będzie .

Badany jest każdy główny element systemu w celu określenia ścieżek jego przejścia w stan awaryjny. Analiza ma charakter głównie jakościowy i jest prowadzona metodą oddolną, z zastrzeżeniem wystąpienia warunków awaryjnych „pojedynczo”.

Analiza trybów awarii, konsekwencji i krytyczności jest znacznie bardziej szczegółowa niż analiza z wykorzystaniem „drzewa usterek”, ponieważ dla każdego elementu systemu identyfikowane są wszystkie możliwe rodzaje awarii lub sytuacji awaryjnych.

Na przykład przekaźnik może ulec awarii z następujących powodów:

– styki nie otworzyły się ani nie zamknęły;

– opóźnienie w zamknięciu lub otwarciu styków;

– zwarcie styków do obudowy, zasilania, pomiędzy stykami i w obwodach sterujących;

– odbicie kontaktu (kontakt niestabilny);

– łuk kontaktowy, generowanie zakłóceń;

– przerwa w uzwojeniu;

– zwarcie uzwojenia;

– niski lub wysoki opór uzwojenia;

– przegrzanie uzwojenia.

Dla każdego rodzaju awarii analizowane są konsekwencje, opisywane są metody eliminacji lub kompensacji awarii oraz sporządzana jest lista niezbędnych kontroli.

Na przykład w przypadku zbiorników, kontenerów, rurociągów lista ta może wyglądać następująco:

– parametry zmienne (natężenie przepływu, ilość, temperatura, ciśnienie, nasycenie itp.);

– systemy (ogrzewanie, chłodzenie, zasilanie, sterowanie itp.);

– stany specjalne (konserwacja, włączenie, wyłączenie, wymiana wyposażenia itp.);

– zmiana warunków lub stanu (zbyt duży, zbyt mały, uderzenie wodne, osad, niemieszalność, wibracje, pęknięcie, wyciek itp.).

Formularze dokumentów stosowane w analizie są podobne do tych stosowanych przy przeprowadzaniu wstępnej analizy zagrożeń, ale są bardzo szczegółowe.

Analiza krytyczności przewiduje klasyfikację każdego elementu zgodnie ze stopniem jego wpływu na wykonanie wspólne zadanie system. Kategorie krytyczności są ustalone dla różne rodzaje niepowodzenia:

Metoda nie określa ilościowo możliwych konsekwencji ani szkód, ale pozwala odpowiedzieć na następujące pytania:

– które z elementów należy poddać szczegółowej analizie, aby wyeliminować zagrożenia prowadzące do wypadków;

– który element wymaga szczególnej uwagi w procesie produkcyjnym;

– jakie są standardy kontrola wejścia;

– gdzie należy wprowadzić specjalne procedury, zasady bezpieczeństwa i inne środki ochronne;

– jak najefektywniej wydawać środki, aby zapobiegać
Wypadki

7.3.3. Analiza schematu wszystkich możliwych
konsekwencje awarii lub awarii systemu
(„drzewo błędów”)

Ta metoda analizy stanowi zestaw technik ilościowych i jakościowych służących do rozpoznawania warunków i czynników, które mogą prowadzić do niepożądanego zdarzenia („zdarzenia szczytowego”). Uwzględniane warunki i czynniki ułożone są w graficzny łańcuch. Zaczynając od góry identyfikowane są przyczyny lub stany awaryjne kolejnych, niższych poziomów funkcjonalnych systemu. Analizie podlega wiele czynników, w tym interakcje międzyludzkie i zjawiska fizyczne.

Uwaga skupia się na tych skutkach awarii lub wypadku, które są bezpośrednio związane ze szczytem zdarzenia. Metoda jest szczególnie przydatna do analizy systemów o wielu obszarach kontaktu i interakcji.

Przedstawienie zdarzenia w postaci diagramu graficznego powoduje, że łatwo można zrozumieć zachowanie systemu i zachowanie się czynników w nim zawartych. Ze względu na dużą objętość „drzew” ich obróbka może wymagać użycia systemy komputerowe. Ze względu na swoją uciążliwość sprawdzenie „drzewa błędów” jest również trudne.

Metodę tę stosuje się przede wszystkim w ocenie ryzyka w celu oszacowania prawdopodobieństwa lub częstotliwości awarii i wypadków. Sekcja 7.4 zawiera bardziej szczegółowy opis metody.

7.3.4. Analiza diagramu możliwych konsekwencji zdarzenia
(„drzewo zdarzeń”)

„Drzewo zdarzeń” (ET) to algorytm uwzględniania zdarzeń wynikających ze zdarzenia głównego (sytuacji awaryjnej). DS służy do wyznaczania i analizowania sekwencji (wariantów) rozwoju wypadków, z uwzględnieniem złożonych interakcji pomiędzy nimi systemy techniczne zapewnienie bezpieczeństwa. Prawdopodobieństwo każdego scenariusza awaryjnego oblicza się, mnożąc prawdopodobieństwo zdarzenia głównego przez prawdopodobieństwo zdarzenia końcowego. Podczas jego konstruowania stosowana jest logika bezpośrednia. Wszystkie wartości prawdopodobieństwa bezawaryjnej pracy P bardzo mały. „Drzewo” nie zapewnia rozwiązań numerycznych.

Przykład 7.1. Załóżmy, że po wstępnej analizie zagrożeń (PHA) okazało się, że krytyczną częścią reaktora, czyli podsystemem, od którego zaczyna się ryzyko, jest układ chłodzenia reaktora; Zatem analizę rozpoczyna się od przyjrzenia się sekwencji możliwych zdarzeń od momentu awarii rurociągu agregat chłodniczy, zwane zdarzeniem inicjującym, którego prawdopodobieństwo jest równe ROCZNIE)(Rys. 7.1), tj. wypadek zaczyna się od zniszczenia (pęknięcia) rurociągu - zdarzenie A.
Następnie analizowane są możliwe scenariusze ( B,C, D I mi), co może nastąpić po zniszczeniu rurociągu. Na ryc. Rysunek 7.1 przedstawia „drzewo zdarzeń początkowych” przedstawiające wszystkie możliwe alternatywy.
Pierwsza gałąź uwzględnia stan zasilania elektrycznego. Jeżeli jest zasilanie, kolejnym analizowanym systemem będzie awaryjny system chłodzenia rdzenia reaktora (ACSR). Awaria ASOP prowadzi do stopienia paliwa i różnych wycieków produktów radioaktywnych, w zależności od integralności konstrukcji.

W przypadku analizy z wykorzystaniem układu binarnego, w którym elementy albo spełniają swoje funkcje, albo ulegają awarii, liczba potencjalnych awarii wynosi 2 N– 1, gdzie N– liczba uwzględnianych elementów. W praktyce oryginalne „drzewo” można uprościć za pomocą logiki inżynierskiej i zredukować do prostszego drzewa pokazanego na dole ryc. 7.1.

Przede wszystkim interesująca jest kwestia dostępności energii elektrycznej. Pytanie jakie jest prawdopodobieństwo P B awaria zasilania i jaki wpływ ma ta awaria na inne systemy zabezpieczające. W przypadku braku zasilania elektrycznego nie można wykonać praktycznie żadnych czynności przewidzianych na wypadek awarii z użyciem rozpylaczy do chłodzenia rdzenia reaktora. W rezultacie uproszczone „drzewo zdarzeń” nie pozostawia wyboru w przypadku awarii zasilania, a z prawdopodobieństwem może wystąpić duży wyciek PA(P B).

W przypadku, gdy awaria w dostawie energii elektrycznej jest spowodowana awarią rurociągu układu chłodzenia reaktora, prawdopodobieństwo P B należy obliczyć jako prawdopodobieństwo warunkowe w celu uwzględnienia tej zależności. Jeśli dostępna jest energia elektryczna, poniższe opcje analizy zależą od stanu ACOP. Może zadziałać lub nie, a jego awaria jest prawdopodobna PC 1 prowadzi do sekwencji zdarzeń przedstawionej na ryc. 7.1.

Ryż. 7.1. „Drzewo wydarzeń”

Należy zauważyć, że dla rozważanego systemu możliwe są różne scenariusze rozwoju wypadku. Jeśli system usuwania materiałów radioaktywnych działa, wycieków radioaktywnych będzie mniej niż w przypadku jego awarii. Oczywiście awaria zazwyczaj prowadzi do sekwencji zdarzeń z mniejszym prawdopodobieństwem niż w przypadku sprawności.

Ryż. 7.2. Histogram prawdopodobieństwa dla różne rozmiary przecieki

Po rozważeniu wszystkich opcji „drzewa” możliwe jest otrzymanie spektrum możliwych nieszczelności i odpowiadających im prawdopodobieństw dla różnych sekwencji rozwoju awarii (rys. 7.2). Górna linia „drzewa” to główny scenariusz awarii reaktora. W tej sekwencji zakłada się, że rurociąg zostanie zniszczony, a wszystkie systemy bezpieczeństwa pozostaną sprawne.

Metodologia FMEA, przykłady

FMEA (Analiza trybu i skutków awarii) to analiza rodzajów i konsekwencji awarii. Pierwotnie opracowana i opublikowana przez amerykański kompleks wojskowo-przemysłowy (w formie MIL-STD-1629), analiza przyczyn i skutków awarii jest dziś tak popularna, ponieważ kilka branż opracowało i opublikowało specjalistyczne standardy poświęcone FMEA.

Kilka przykładów takich standardów:

  • MIL-STD-1629. Opracowany w USA i jest przodkiem wszystkich współczesnych standardów FMEA.
  • SAE-ARP-5580 to zmodyfikowana norma MIL-STD-1629, uzupełniona o bibliotekę niektórych elementów dla przemysłu motoryzacyjnego. Stosowany w wielu gałęziach przemysłu.
  • SAE J1739 to norma FMEA opisująca analizę potencjalnych trybów awarii i skutków w projektowaniu (DFMEA) oraz analizę potencjalnych trybów awarii i skutków w procesach produkcyjnych i montażowych, PFMEA. Norma pomaga identyfikować i redukować ryzyko poprzez zapewnienie odpowiednich warunków, wymagań, wykresów ocen i arkuszy kalkulacyjnych. Standardowo dokument ten zawiera wymagania i zalecenia, które mają pomóc użytkownikowi podczas realizacji FMEA.
  • AIAG FMEA-3 to specjalistyczny standard stosowany w przemyśle motoryzacyjnym.
  • Wewnętrzne standardy FMEA dużych firm produkujących samochody.
  • Historycznie rzecz biorąc, w wielu firmach i branżach rozwinęły się procedury podobne do analizy przyczyn i skutków awarii. Być może są to „standardy” FMEA o najszerszym obecnie zasięgu.

Wszystkie standardy analizy sposobów i konsekwencji awarii (publikowane lub opracowane historycznie) są na ogół bardzo podobne do siebie. Podane poniżej ogólny opis daje główny pomysł o FMEA jako metodologii. Celowo utrzymuje się go na niskim poziomie i obejmuje większość obecnie stosowanych podejść FMEA.

Przede wszystkim należy jasno określić granice analizowanego systemu. System może być urządzenie techniczne, proces lub cokolwiek innego podlegającego analizie FME.

Następnie identyfikuje się gatunki możliwe awarie, ich konsekwencje i możliwe przyczyny występowanie. W zależności od wielkości, charakteru i złożoności systemu określenie możliwych trybów awarii można przeprowadzić dla całego systemu jako całości lub dla każdego z jego podsystemów indywidualnie. W tym drugim przypadku konsekwencje awarii na poziomie podsystemu ujawnią się w postaci trybów awarii na wyższym poziomie. Identyfikację rodzajów awarii i ich konsekwencji należy przeprowadzić metodą oddolną do momentu Najwyższy poziom systemy. Do scharakteryzowania rodzajów i skutków awarii zdefiniowanych na najwyższym poziomie systemu wykorzystuje się takie parametry jak intensywność, krytyczność awarii, prawdopodobieństwo wystąpienia itp. Parametry te można albo obliczyć „od dołu do góry” z niższych poziomów systemu, albo jawnie ustawić na jego najwyższym poziomie. Parametry te mogą mieć charakter zarówno ilościowy, jak i jakościowy. W rezultacie dla każdego elementu systemu najwyższego poziomu wyliczana jest jego własna, unikalna miara, wyliczana z tych parametrów za pomocą odpowiedniego algorytmu. W większości przypadków miara ta nazywa się „czynnikiem priorytetu ryzyka”, „krytycznością”, „poziomem ryzyka” lub czymś podobnym. Sposób wykorzystania takiej miary i sposób jej obliczenia może być unikalny w każdym przypadku i stanowi dobry punkt wyjścia dla różnorodnych nowoczesnych podejść do przeprowadzania analizy trybów awarii i skutków (FMEA).

Przykład zastosowania FMEA w kompleksie wojskowo-przemysłowym

Celem parametru „Krytyczność” jest wykazanie, że wymagania bezpieczeństwa systemu są w pełni spełnione (w najprostszym przypadku oznacza to, że wszystkie wskaźniki krytyczności są poniżej z góry określonego poziomu).

Skrót FMECA (analiza trybu awarii, skutków i krytyczności) oznacza analizę trybu awarii, skutków i krytyczności.

Główne wskaźniki stosowane do obliczenia wartości Krytyczności to:

  • wskaźnik awaryjności (określany poprzez obliczenie czasu międzyawaryjnego – MTBF),
  • prawdopodobieństwo awarii (jako procent wskaźnika awaryjności),
  • czas operacyjny.

Jest zatem oczywiste, że parametr krytyczności ma rzeczywistą, dokładną wartość dla każdego konkretnego systemu (lub jego komponentu).

Istnieje dość szeroka gama dostępnych katalogów (bibliotek) zawierających prawdopodobieństwa wystąpienia awarii różnego rodzaju dla różnych elementów elektronicznych:

  • FMD 97
  • MIL-HDBK-338B
  • NPRD3

Ogólnie deskryptor biblioteki dla konkretnego komponentu wygląda następująco:

Ponieważ do obliczenia parametru krytyczności awarii konieczna jest znajomość wartości wskaźnika awaryjności, w kompleksie wojskowo-przemysłowym przed zastosowaniem metodyki FME[C]A oblicza się czas międzyawaryjny metodą MTBF, których wyniki są wykorzystywane przez FME[C]A. W przypadku elementów systemu, których krytyczność awarii przekracza tolerancje określone w wymaganiach bezpieczeństwa, należy również przeprowadzić odpowiednią analizę drzewa usterek (FTA). W większości przypadków analiza rodzajów awarii, skutków i krytyczności (FMEA) dla potrzeb kompleksu wojskowo-przemysłowego jest wykonywana przez jedną osobę (eksperta ds. projektowania obwodów elektronicznych lub eksperta ds. kontroli jakości) lub przez bardzo małą grupę takich ekspertów.

FMEA w branży motoryzacyjnej

Dla każdego numeru priorytetu ryzyka awarii (RPN), który przekracza z góry określony poziom (często 60 lub 125), identyfikowane i wdrażane są działania naprawcze. Z reguły określa się osoby odpowiedzialne za wdrożenie takich działań, termin ich wdrożenia oraz sposób późniejszego wykazania skuteczności podjętych działań naprawczych. Po zakończeniu działań naprawczych wartość współczynnika priorytetu ryzyka awarii jest ponownie oceniana i porównywana z maksymalną ustaloną wartością.

Głównymi wskaźnikami służącymi do obliczenia wartości Wskaźnika Priorytetu Ryzyka są:

  • prawdopodobieństwo niepowodzenia,
  • krytyczność,
  • prawdopodobieństwo wykrycia awarii.

W większości przypadków Współczynnik Priorytetu Ryzyka wyznaczany jest na podstawie wartości trzech powyższych wskaźników (których wartości bezwymiarowe mieszczą się w przedziale od 1 do 10), tj. to obliczona wartość, która zmienia się w podobnych granicach. Jednakże w przypadkach, gdy istnieją rzeczywiste (retrospektywne) dokładne wartości wskaźnika awaryjności dla konkretnego systemu, granice znalezienia Czynnika Priorytetu Ryzyka można wielokrotnie poszerzać, na przykład:

W większości przypadków analizy z wykorzystaniem metodologii FMEA w branży motoryzacyjnej przeprowadzane są przez wewnętrzną grupę roboczą złożoną z przedstawicieli różnych działów (R&D, produkcja, serwis, kontrola jakości).

Cechy metod analizy FMEA, FMECA i FMEDA

Metody analizy niezawodności FMEA (analiza trybów awarii i skutków), FMECA (analiza trybów awarii, skutków i krytyczności) oraz FMEDA (analiza trybów awarii, skutków i diagnozowalności), choć mają ze sobą wiele wspólnego, zawierają kilka zauważalnych różnic

Natomiast FMEA jest metodologią pozwalającą na określenie scenariuszy (metod), w których może zawieść wyrób (urządzenie), urządzenie zabezpieczające (ESD), proces technologiczny lub system (patrz norma IEC 60812 „Techniki analizy niezawodności systemu – Procedura w przypadku awarii analiza trybów i efektów (FMEA)”),

FMECA oprócz FMEA szereguje zidentyfikowane tryby awarii według ich ważności (krytyczności) poprzez obliczenie jednego z dwóch wskaźników – Numeru Priorytetu Ryzyka lub krytyczności awarii,

a celem FMEDA jest obliczenie wskaźnika awaryjności systemu końcowego, który można uznać za urządzenie lub grupę urządzeń pełniących bardziej złożoną funkcję. Metodologia analizy rodzaju awarii, skutków i diagnozowalności FMEDA została najpierw opracowana do analizy urządzeń elektronicznych, a następnie rozszerzona na układy mechaniczne i elektromechaniczne.

Ogólne koncepcje i podejścia FMEA, FMECA i FMEDA

FMEA, FMECA i FMEDA mają te same podstawowe koncepcje komponentów, urządzeń i ich rozmieszczenia (interakcji). Przyrządowa funkcja bezpieczeństwa (SIF) składa się z kilku urządzeń, które muszą zapewnić wykonanie niezbędnych operacji w celu ochrony maszyny, sprzętu lub procesu przed konsekwencjami zagrożenia lub awarii. Przykładami urządzeń zabezpieczających są konwerter, izolator, grupa styków itp.

Każde urządzenie składa się z komponentów. Na przykład przetwornik może składać się z elementów takich jak uszczelki, śruby, membrana, obwody elektroniczne itp.

Zespół urządzeń można uznać za jedno połączone urządzenie realizujące funkcję ESD. Na przykład zawór-siłownik-pozycjoner to zespół urządzeń, które można łącznie uznać za końcowy element bezpieczeństwa ESD. Komponenty, urządzenia i zespoły mogą stanowić części finalnego systemu na potrzeby jego oceny z wykorzystaniem metod FMEA, FMECA lub FMEDA.

Podstawową metodologię leżącą u podstaw FMEA, FMECA i FMEDA można zastosować przed lub w trakcie projektowania, produkcji lub końcowej instalacji końcowego systemu. Podstawowa metodologia uwzględnia i analizuje tryby awarii każdego komponentu wchodzącego w skład każdego urządzenia, aby oszacować ryzyko awarii wszystkich komponentów.

W przypadkach, gdy przeprowadzana jest analiza FME na zespole, oprócz identyfikacji trybów i konsekwencji awarii, należy opracować schemat blokowy niezawodności zespołu, aby ocenić wzajemne oddziaływanie urządzeń (patrz IEC 61078:2006 „Techniki analizy niezawodność - „diagram bloku niezawodności i metody logiczne”).

Dane wejściowe, wyniki i oceny wyników FMEA, FMECA, FMEDA pokazano schematycznie na rysunku (po prawej). Powiększ obraz.

Podejście ogólne definiuje następujące podstawowe etapy analizy FME:

  • definicja finalnego systemu i jego struktury;
  • identyfikacja możliwych scenariuszy przeprowadzenia analizy;
  • ocena możliwych sytuacji kombinacji scenariuszy;
  • wykonanie analizy FME;
  • ocena wyników analiz FME (m.in. FMECA, FMEDA).

Zastosowanie metodologii FMECA do wyników analizy trybów i konsekwencji awarii (FMEA) pozwala ocenić ryzyko związane z awariami, a metodologia FMEDA umożliwia ocenę niezawodności.

Dla każdego proste urządzenie Opracowywana jest tabela FME, którą następnie stosuje się do każdego konkretnego scenariusza analizy. Struktura tabeli FME może się różnić dla FMEA, FMECA lub FMEDA i zależy od charakteru końcowego analizowanego systemu.

Wynikiem analizy trybów i skutków awarii jest raport zawierający wszystkie zweryfikowane (w razie potrzeby skorygowane przez grupę roboczą ekspertów) tabele FME oraz wnioski/orzeczenia/decyzje dotyczące finalnego systemu. Jeżeli po przeprowadzeniu analizy FME nastąpi modyfikacja systemu końcowego, należy powtórzyć procedurę FMEA.

Różnice pomiędzy szacunkami i wynikami analiz FME, FMEC i FMED

Chociaż podstawowe etapy przeprowadzania analizy FME są generalnie takie same dla FMEA, FMECA i FMEDA, ocena i wyniki różnią się.

Wyniki analizy FMECA obejmują wyniki FMEA, a także ranking wszystkich trybów i konsekwencji awarii. Ranking ten służy do identyfikacji komponentów (lub urządzeń) o większym stopniu wpływu na niezawodność finalnego (docelowego) systemu, charakteryzujących się takimi wskaźnikami bezpieczeństwa jak: średnie prawdopodobieństwo awarii na żądanie (PFDavg), średni wskaźnik awarii niebezpiecznych (PFHavg ), średni czas między awariami (MTTF) lub średni czas do niebezpiecznej awarii (MTTFd).

Wyniki FMECA można wykorzystać do oceny jakościowej lub ilościowej i w obu przypadkach powinny być reprezentowane przez ostateczną macierz krytyczności systemu, pokazującą graficznie, które komponenty (lub urządzenia) mają większy/mniejszy wpływ na niezawodność finalnego (docelowego) systemu .

Wyniki FMEDA obejmują wyniki FMEA i dane dotyczące niezawodności systemu końcowego. Można je wykorzystać do sprawdzenia zgodności systemu z docelowym poziomem SIL, certyfikacji SIL lub jako podstawa do obliczenia docelowego SIL urządzenia zabezpieczającego.

FMEDA dostarcza ilościowe szacunki wskaźników niezawodności takich jak:

  • Wskaźnik wykrytych awarii bezpieczeństwa (intensywność zdiagnozowanych/wykrytych awarii bezpiecznych) - częstotliwość (natężenie) awarii systemu końcowego, które zmieniają jego stan pracy z normalnego na bezpieczny. Powiadomiony zostaje operator systemu lub ESD, docelowa instalacja lub sprzęt jest chroniony;
  • Wskaźnik awaryjności niewykrytej bezpiecznej (natężenie niewykrytych/niewykrytych awarii bezpiecznych) - częstotliwość (natężenie) awarii systemu końcowego, przenoszących jego stan pracy z normalnego do bezpiecznego. Operator systemu lub ESD nie jest powiadamiany, docelowa instalacja lub sprzęt jest chroniony;
  • Wskaźnik wykrytych niebezpiecznych awarii - częstotliwość (intensywność) awarii systemu końcowego, przy której pozostanie on w normalnym stanie, gdy zajdzie taka potrzeba, ale operator systemu lub urządzenia zabezpieczającego zostanie powiadomiony o konieczności naprawienia problemu lub przeprowadzenia konserwacji. Docelowa instalacja lub urządzenie nie jest objęte ochroną, ale problem został zidentyfikowany i istnieje szansa na jego usunięcie, zanim zajdzie taka potrzeba;
  • Wskaźnik niebezpiecznych niewykrytych awarii - częstotliwość (intensywność) awarii systemu końcowego, przy której pozostanie on w stanie normalnym, gdy zajdzie taka potrzeba, ale operator systemu lub ESD nie zostanie powiadomiony. Docelowa instalacja lub sprzęt nie jest chroniony, problem jest ukryty, a jedynym sposobem zidentyfikowania i naprawienia problemu jest wykonanie testu sprawdzającego. W razie potrzeby ocena FMEDA może ujawnić, jaki odsetek niezdiagnozowanych niebezpiecznych awarii można zidentyfikować za pomocą testu sprawdzającego. Innymi słowy, ocena FMEDA pomaga zapewnić metryki wydajności testów porównawczych (Et) lub pokrycia testów porównawczych (PTC) podczas przeprowadzania testów porównawczych (weryfikacji) systemu końcowego;
  • Wskaźnik awaryjności powiadamiania (wskaźnik powiadamiania o awariach) - częstotliwość (natężenie) awarii systemu końcowego, która nie będzie miała wpływu na wskaźniki bezpieczeństwa przy przejściu jego stanu pracy ze stanu normalnego do stanu bezpiecznego;
  • Wskaźnik awaryjności bez skutków - częstotliwość (natężenie) wszelkich innych awarii, które nie spowodują przejścia stanu pracy systemu końcowego z normalnego do bezpiecznego lub niebezpiecznego.

KConsult C.I.S. oferuje profesjonalne usługi certyfikowanych europejskich inżynierów praktyków w zakresie wykonywania analiz FMEA, FMECA, FMEDA, a także wdrażania metodologii FMEA w codziennej działalności przedsiębiorstw przemysłowych.

Podczas opracowywania i produkcji różnych urządzeń okresowo pojawiają się defekty. Jaki jest wynik? Producent ponosi znaczne straty związane z dodatkowe testy, sprawdzenia i zmiany projektowe. Nie jest to jednak proces niekontrolowany. Korzystając z analizy FMEA, możesz ocenić możliwe zagrożenia i podatności, a także przeanalizować potencjalne defekty, które mogłyby zakłócić pracę sprzętu.

Pierwszy Ta metoda test był używany w USA w 1949 roku. Następnie wykorzystywano go wyłącznie w przemyśle wojskowym przy projektowaniu nowej broni. Jednak już w latach 70-tych idee FMEA trafiły do ​​dużych korporacji. Ford (wówczas największy producent samochodów) jako jeden z pierwszych wprowadził tę technologię.

Obecnie z metody analizy FMEA korzystają niemal wszyscy. przedsiębiorstw zajmujących się budową maszyn. Podstawowe zasady zarządzania ryzykiem i analizy przyczyn awarii opisano w GOST R 51901.12-2007.

Definicja i istota metody

FMEA to skrót od trybu awarii i analizy skutków. Jest to technologia pozwalająca na analizę rodzajów i skutków ewentualnych awarii (wad, w wyniku których obiekt traci zdolność do pełnienia swoich funkcji). Co jest dobrego w tej metodzie? Daje to firmie możliwość przewidzenia ewentualnych problemów i usterek już na wczesnym etapie.W trakcie analizy producent otrzymuje następujące informacje:

  • lista potencjalnych usterek i usterek;
  • analiza przyczyn ich wystąpienia, nasilenia i skutków;
  • zalecenia dotyczące ograniczania ryzyka w kolejności priorytetów;
  • ogólna ocena bezpieczeństwa i niezawodności produktu i systemu jako całości.

Dane uzyskane w wyniku analizy są dokumentowane. Wszystkie wykryte i zbadane awarie są klasyfikowane według stopnia krytyczności, łatwości wykrycia, łatwości konserwacji i częstotliwości występowania. Głównym zadaniem jest identyfikacja problemów zanim one powstaną i zaczną dotykać klientów firmy.

Zakres zastosowania analizy FMEA

Ta metoda badawcza jest aktywnie wykorzystywana w prawie wszystkich gałęziach przemysłu technicznego, takich jak:

  • przemysł samochodowy i stoczniowy;
  • przemysł lotniczy i kosmiczny;
  • rafinacja chemiczna i olejowa;
  • budowa;
  • produkcja urządzeń i mechanizmów przemysłowych.

W ostatnich latach ta metoda oceny ryzyka jest coraz częściej stosowana w obszarach pozaprodukcyjnych, na przykład w zarządzaniu i marketingu.

FMEA można przeprowadzić na wszystkich etapach koło życia dobra. Jednak analizę najczęściej przeprowadza się podczas opracowywania i modyfikacji produktu oraz gdy istniejące projekty są wykorzystywane w nowym środowisku.

Rodzaje

Wykorzystując technologię FMEA badają nie tylko różne mechanizmy i urządzenia, ale także procesy zarządzania przedsiębiorstwem, produkcji i eksploatacji produktów. W każdym przypadku metoda ma swoje specyficzne cechy. Przedmiotem analizy może być:

  • systemy techniczne;
  • projekty i produkty;
  • procesy produkcji, pakowania, instalacji i konserwacji produktów.

Podczas kontroli mechanizmów określa się ryzyko niezgodności z normami, nieprawidłowego działania podczas pracy, a także awarii i zmniejszonej żywotności. Uwzględnia to właściwości materiałów, geometrię konstrukcji, jej charakterystykę i interfejsy z innymi systemami.

Analiza procesu FMEA pozwala wykryć niezgodności, które wpływają na jakość i bezpieczeństwo produktu. Pod uwagę brana jest także satysfakcja klienta i ryzyko środowiskowe. Tutaj mogą pojawić się problemy związane z człowiekiem (w szczególności pracownikami przedsiębiorstw), technologią produkcji, używanymi surowcami i urządzeniami, systemami pomiarowymi oraz wpływem na środowisko.

Podczas prowadzenia badań stosuje się różne podejścia:

  • „od góry do dołu” (od dużych systemów po małe części i elementy);
  • „od dołu do góry” (od poszczególnych produktów i ich części do

Wybór zależy od celu analizy. Może być częścią kompleksowe badania jako dodatek do innych metod lub stosowany jako niezależne narzędzie.

Etapy realizacji

Mimo wszystko specyficzne zadania Analiza FMEA przyczyn i skutków awarii przeprowadzana jest przy użyciu uniwersalnego algorytmu. Przyjrzyjmy się bliżej temu procesowi.

Przygotowanie grupy eksperckiej

Przede wszystkim należy zdecydować, kto przeprowadzi badanie. Praca w zespole jest jedną z kluczowych zasad FMEA. Tylko taki format zapewnia jakość i obiektywność badania, a także stwarza przestrzeń dla niestandardowych pomysłów. Z reguły zespół składa się z 5-9 osób. Obejmuje:

  • menadżer projektu;
  • inżynier procesu opracowujący proces technologiczny;
  • inżynier projektant;
  • przedstawiciel produkcji lub ;
  • pracownik działu relacji konsumenckich.

W razie potrzeby do analizy struktur i procesów można zaangażować wykwalifikowanych specjalistów z zewnątrz. Omówienie ewentualnych problemów i sposobów ich rozwiązania odbywa się w cyklu spotkań trwających do 1,5 godziny. Można je przeprowadzić w całości lub w części (jeżeli obecność określonych ekspertów nie jest konieczna do rozwiązania bieżących problemów).

Studium projektu

Aby przeprowadzić analizę FMEA, należy jasno określić przedmiot badań i jego granice. Jeśli mówimy o proces technologiczny należy wskazać zdarzenia początkowe i końcowe. W przypadku sprzętu i konstrukcji wszystko jest prostsze - można je uznać za złożone systemy lub skupić się na konkretnych mechanizmach i elementach. Niespójności można rozpatrywać, biorąc pod uwagę potrzeby konsumenta, etap cyklu życia produktu, geografię użytkowania itp.

Na tym etapie powinni otrzymać członkowie grupy eksperckiej szczegółowy opis obiekt, jego funkcje i zasady działania. Wyjaśnienia muszą być dostępne i zrozumiałe dla wszystkich członków zespołu. Zwykle podczas pierwszej sesji odbywają się prezentacje, eksperci studiują instrukcje dotyczące produkcji i obsługi konstrukcji, parametrów planowania, dokumentacji regulacyjnej i rysunków.

#3: Lista potencjalnych defektów

Po części teoretycznej zespół zaczyna oceniać możliwe awarie. Skompilowane pełna lista wszelkie możliwe niezgodności i wady, które mogą powstać na obiekcie. Mogą być związane z awarią poszczególnych elementów lub ich nieprawidłowym funkcjonowaniem (niewystarczająca moc, niedokładność, niska wydajność). Analizując procesy, należy wymienić konkretne operacje technologiczne, które niosą ze sobą ryzyko błędów – np. niewykonania lub nieprawidłowego wykonania.

Opis przyczyn i skutków

Kolejnym krokiem jest dogłębna analiza takich sytuacji. Głównym zadaniem jest zrozumienie, co może prowadzić do określonych błędów, a także jak wykryte wady mogą wpłynąć na pracowników, konsumentów i firmę jako całość.

Aby określić prawdopodobne przyczyny usterek, zespół przegląda opisy operacji, zatwierdzone wymagania dotyczące wydajności i raporty statystyczne. Protokół analizy FMEA może także wskazać czynniki ryzyka, które przedsiębiorstwo może skorygować.

Jednocześnie zespół zastanawia się, co można zrobić, aby wyeliminować ryzyko wystąpienia usterek, sugeruje metody kontroli i optymalną częstotliwość przeglądów.

Oceny ekspertów

  1. S – Ważność/znaczenie. Określa, jak dotkliwe będą dla Konsumenta skutki danej wady. Oceniane w 10-punktowej skali (1 – praktycznie brak efektu, 10 – katastrofalny, w którym producentowi lub dostawcy mogą grozić sankcje karne).
  2. O - Wystąpienie/Prawdopodobieństwo. Pokazuje, jak często zdarza się określone naruszenie i czy sytuacja może się powtórzyć (1 - bardzo mało prawdopodobne, 10 - awaria występuje w więcej niż 10% przypadków).
  3. D - Wykrywanie. Parametr oceny metod kontroli: czy pomogą one w odpowiednim czasie zidentyfikować niezgodności (1 – prawie pewne wykrycie, 10 – ukryta wada, której nie można zidentyfikować przed wystąpieniem konsekwencji).

Na podstawie tych ocen dla każdego trybu awarii wyznaczana jest priorytetowa liczba ryzyk (PRN). Jest to uogólniony wskaźnik, który pozwala dowiedzieć się, które awarie i naruszenia stanowią największe zagrożenie dla firmy i jej klientów. Obliczane według wzoru:

PFR = S × O × D

Im wyższy PPR, tym bardziej niebezpieczne jest naruszenie i bardziej destrukcyjne jego konsekwencje. Przede wszystkim należy wyeliminować lub zmniejszyć ryzyko wystąpienia wad i usterek, dla których wartość ta przekracza 100-125. Naruszenia o średnim poziomie zagrożenia od 40 do 100 punktów i PPR mniejszym niż 40 wskazują, że awaria jest niewielka, występuje rzadko i można ją wykryć bez problemów.

Po ocenie odchyleń i ich konsekwencji, Grupa robocza FMEA wyznacza priorytetowe obszary pracy. Pierwszym priorytetem jest opracowanie planu działań naprawczych dla wąskich gardeł – elementów i działań o najwyższych PFR. Aby zmniejszyć poziom zagrożenia, musisz wpłynąć na jeden lub więcej parametrów:

  • wyeliminować pierwotną przyczynę awarii poprzez zmianę projektu lub procesu (ocena O);
  • zapobiegać wystąpieniu wady, stosując metody kontroli statystycznej (ocena O);
  • łagodzić negatywne konsekwencje dla kupujących i klientów - na przykład obniżać ceny wadliwych produktów (ocena S);
  • wprowadzić nowe narzędzia umożliwiające terminowe wykrywanie usterek i późniejszą naprawę (stopień D).

Aby przedsiębiorstwo mogło od razu przystąpić do wdrażania rekomendacji, zespół FMEA jednocześnie opracowuje plan ich wdrożenia, wskazując kolejność i harmonogram każdego rodzaju prac. W tym samym dokumencie znajdują się informacje o wykonawcach i osobach odpowiedzialnych za przeprowadzenie działań naprawczych oraz źródłach finansowania.

Zreasumowanie

Ostatnim etapem jest przygotowanie raportu dla menadżerów firmy. Jakie sekcje powinien zawierać?

  1. Przegląd i szczegółowe uwagi do badania.
  2. Potencjalne przyczyny usterek podczas produkcji/eksploatacji urządzeń i wykonywania operacji technologicznych.
  3. Lista prawdopodobnych konsekwencji dla pracowników i konsumentów – dla każdego naruszenia osobno.
  4. Ocena poziomu ryzyka (jak niebezpieczne są możliwe naruszenia, które z nich mogą prowadzić do poważnych konsekwencji).
  5. Lista rekomendacji dla służb utrzymania ruchu, projektantów i planistów.
  6. Harmonogram i raporty z realizacji działań korygujących na podstawie wyników analizy.
  7. Lista potencjalnych zagrożeń i konsekwencji, które zostały wyeliminowane poprzez zmianę projektu.

Do raportu dołączone są wszystkie tabele, wykresy i diagramy, które służą wizualizacji informacji o głównych problemach. Grupa robocza musi także dostarczyć schematy stosowane do oceny niezgodności według znaczenia, częstotliwości i prawdopodobieństwa wykrycia wraz ze szczegółowym wyjaśnieniem skali (co oznacza określoną liczbę punktów).

Jak wypełnić protokół FMEA?

Podczas badania wszystkie dane muszą zostać zapisane w specjalnym dokumencie. Jest to „Protokół analizy przyczyn i skutków FMEA”. Jest to uniwersalna tabela, w której wpisane są wszystkie informacje o ewentualnych defektach. Ta forma jest odpowiednia do badania dowolnych systemów, obiektów i procesów w każdej branży.

Pierwszą część wypełnia się w oparciu o osobiste obserwacje członków zespołu, badanie statystyk przedsiębiorstwa, instrukcje pracy i inną dokumentację. Głównym zadaniem jest zrozumienie, co może zakłócać działanie mechanizmu lub wykonanie dowolnego zadania. Grupa robocza na swoich spotkaniach musi ocenić konsekwencje tych naruszeń, odpowiedzieć na pytanie, jak niebezpieczne są one dla pracowników i konsumentów oraz jakie jest prawdopodobieństwo wykrycia wady na etapie produkcji.

Druga część protokołu opisuje możliwości zapobiegania i eliminowania niespójności, czyli listę środków opracowanych przez zespół FMEA. Przewidziana jest osobna kolumna do przydzielenia osób odpowiedzialnych za realizację określonych zadań, a po wprowadzeniu zmian w projekcie lub organizacji procesu biznesowego menedżer wskazuje w protokole listę wykonanych prac. Ostatnim etapem jest ponowna klasyfikacja, uwzględniająca wszystkie zmiany. Porównując wskaźniki początkowe i końcowe, możemy wyciągnąć wniosek o skuteczności wybranej strategii.

Dla każdego obiektu tworzony jest odrębny protokół. Na samej górze znajduje się tytuł dokumentu – „Analiza rodzajów i skutków potencjalnych usterek”. Poniżej znajduje się model urządzenia lub nazwa procesu, daty poprzednich i kolejnych (zgodnie z harmonogramem) przeglądów, data bieżąca, a także podpisy wszystkich członków grupy roboczej i jej lidera.

Przykład analizy FMEA (Zakład produkcji instrumentów Tulinovsky)

Przyjrzyjmy się, jak przebiega proces oceny potencjalnego ryzyka, na podstawie doświadczeń dużej rosyjskiej firmy przemysłowej. Kiedyś kierownictwo Zakładu Produkcji Instrumentów Tulinovsky (JSC TVES) stanęło przed problemem kalibracji wag elektronicznych. Firma wyprodukowała duży procent nieprawidłowo działającego sprzętu, o którym mowa w dziale kontrola techniczna zmuszony był go odesłać.

Po dokonaniu przeglądu przebiegu i wymagań procedury kalibracji zespół FMEA zidentyfikował cztery podprocesy, które miały największy wpływ na jakość i dokładność kalibracji.

  • przenoszenie i instalowanie urządzenia na stole;
  • sprawdzenie pozycji według poziomu (skale muszą być ustawione w 100% poziomo);
  • umieszczanie ładunku na platformach;
  • rejestracja sygnałów częstotliwościowych.

Jakie rodzaje awarii i usterek odnotowano podczas tych operacji? Grupa robocza zidentyfikowała główne ryzyka, przeanalizowała przyczyny ich wystąpienia i możliwe konsekwencje. Na podstawie ocen eksperckich obliczono wskaźniki PHR, które pozwoliły zidentyfikować główne problemy – brak jasnej kontroli nad wykonaniem prac i stanem sprzętu (stojak, obciążniki).

ScenaScenariusz niepowodzeniaPowodujeKonsekwencjeSODPCHR
Przenoszenie i montaż wagi na stojaku.Ryzyko upadku kamienia ze względu na duży ciężar konstrukcji.Nie ma transportu specjalistycznego.Uszkodzenie lub awaria urządzenia.8 2 1 16
Sprawdź położenie poziome według poziomu (urządzenie musi być absolutnie wypoziomowane).Nieprawidłowa kalibracja.Blat stojaka nie był wypoziomowany.6 3 1 18
Pracownicy nie stosują się do instrukcji pracy.6 4 3 72
Rozmieszczenie obciążeń w punktach odniesienia platformy.Używanie ciężarków o niewłaściwym rozmiarze.Eksploatacja starych, zużytych ciężarków.Dział kontroli jakości zwraca wadę wynikającą z rozbieżności metrologicznych.9 2 3 54
Brak kontroli nad procesem lokowania.6 7 7 252
Mechanizm lub czujniki stojaka uległy awarii.Grzebienie ruchomej ramy są przekrzywione.Ciągłe tarcie powoduje szybkie zużycie ciężarków.6 2 8 96
Kabel się zepsuł.Zawieszenie produkcji.10 1 1 10
Silnik przekładniowy uległ awarii.2 1 1 2
Nie przestrzega się harmonogramu planowych przeglądów i napraw.6 1 2 12
Rejestracja sygnałów częstotliwościowych czujnika. Programowanie.Utrata danych wprowadzonych do urządzenia pamięci masowej.Przerwy w dostawie prądu.Konieczne jest ponowne przeprowadzenie kalibracji.4 2 3 24

W celu wyeliminowania czynników ryzyka opracowano zalecenia dot dodatkowy trening pracowników, modyfikację blatu stoiska i zakup specjalnego kontenera rolkowego do transportu wag. Zakup zasilacza awaryjnego rozwiązał problem utraty danych. Natomiast aby w przyszłości zapobiec problemom z wzorcowaniem, grupa robocza zaproponowała nowe harmonogramy konserwacji i rutynowej wzorcowania odważników – zaczęto częściej przeprowadzać kontrole, dzięki czemu uszkodzenia i awarie można wykryć znacznie wcześniej.

Analiza F MEA jest dziś uznawana za jedną z najbardziej skutecznych skuteczne narzędzia w celu poprawy jakości i niezawodności opracowanych obiektów. Ma na celu przede wszystkim zapobieganie wystąpieniu ewentualnych usterek, a także zmniejszenie wielkości uszkodzeń i prawdopodobieństwa ich wystąpienia.

Tryby awarii i analiza skutków FMEA w celu ograniczenia ryzyka jest z powodzeniem stosowany na całym świecie w przedsiębiorstwach różnych branż. Jest to metoda uniwersalna, mająca zastosowanie nie tylko do każdego zakładu produkcyjnego, ale do niemal każdej działalności czy poszczególnych procesów. Wszędzie tam, gdzie istnieje ryzyko wystąpienia wad lub awarii, analiza FMEA pozwala ocenić potencjalne zagrożenie i wybrać najwłaściwszą opcję.

Terminologia FMEA

Głównymi pojęciami, na których opiera się koncepcja analizy, są definicje wady i awarii. Mając wspólny skutek w postaci negatywnych konsekwencji, różnią się one jednak znacznie. Zatem wada jest negatywnym skutkiem przewidywanego użytkowania przedmiotu, a awaria to niezaplanowane lub nieprawidłowe funkcjonowanie w trakcie produkcji lub eksploatacji. Ponadto istnieje również termin niezgodność, który oznacza niespełnienie zaplanowanych warunków lub wymagań.

Wyniki negatywne, których prawdopodobieństwo jest analizowane Metoda FMEA Podano oceny, które można podzielić na ilościowe i eksperckie. Szacunki ilościowe obejmują prawdopodobieństwo wystąpienia i prawdopodobieństwo wykrycia wady, mierzone w procentach. Oceny ekspertów Punktowane są pod kątem prawdopodobieństwa wystąpienia i wykrycia wady oraz jej znaczenia.

Końcowymi wskaźnikami analizy są złożone ryzyko wystąpienia wady, a także priorytetowa liczba ryzyk, którymi są ocena ogólna znaczenie wady lub awarii.

Etapy analizy

W skrócie Metoda analizy FMEA składa się z następujących kroków:

  • 1. Tworzenie zespołu
  • 2. Wybór obiektu analizy. Definiowanie granic każdej części obiektu złożonego
  • 3. Określ przypadki użycia do analizy
  • 4. Wybór rodzajów niezgodności, które należy uwzględnić, w oparciu o ograniczenia czasowe, rodzaj konsumentów, warunki geograficzne itp.
  • 5. Zatwierdzenie formy przekazania wyników analizy.
  • 6. Oznaczenie elementów obiektu, w których mogą wystąpić awarie lub wady.
  • 7. Sporządzenie listy najważniejszych możliwych wad dla każdego elementu
  • 8. Określenie możliwych skutków każdej z wad
  • 9. Ocena prawdopodobieństwa wystąpienia i dotkliwości skutków dla wszystkich wad
  • 10. Oblicz priorytetową liczbę ryzyka dla każdej wady.
  • 11. Ranking potencjalnych awarii/wad według istotności
  • 12. Opracowanie środków zmniejszających prawdopodobieństwo lub dotkliwość konsekwencji poprzez zmianę projektu lub procesu produkcyjnego
  • 13. Przeliczenie ocen

W razie potrzeby powtarza się paragrafy 9-13, aż do uzyskania akceptowalnego wskaźnika liczby ryzyka priorytetowego dla każdej istotnej wady.

Rodzaje analiz

W zależności od etapu rozwoju produktu i przedmiotu analizy Metoda FMEA dzieli się na następujące typy:

  • SFMEA, czyli analiza interakcji pomiędzy poszczególnymi elementami całego systemu
  • Analiza DFMEA – zdarzenie mające na celu uniemożliwienie wprowadzenia niedokończonego projektu do produkcji
  • Analiza PFMEA pozwala na opracowanie i doprowadzenie procesów do odpowiedniego stanu

Cele stosowania analizy FMEA

Za pomocą Metoda analizy FMEA NA Zakład produkcyjny możesz osiągnąć następujące rezultaty:

  • obniżenie kosztów produkcji, a także poprawa jej jakości poprzez optymalizację procesu produkcyjnego;
  • redukcja kosztów posprzedażowych napraw i konserwacji;
  • skrócenie czasu przygotowania produkcji;
  • ograniczenie ilości modyfikacji produktu po rozpoczęciu produkcji;
  • wzrost zadowolenia konsumentów, a co za tym idzie, wzrost reputacji producenta.

Osobliwością jest analiza tryby awarii i konsekwencje FMEA w krótkim okresie może nie przynieść wymiernych korzyści finansowych, a nawet może być kosztowne. Odgrywa jednak decydującą rolę w planowaniu strategicznym, gdyż przeprowadzona dopiero na etapie przygotowania do produkcji, przyniesie później korzyści ekonomiczne w całym cyklu życia produktu. Ponadto koszty negatywnych skutków wad często mogą być wyższe niż ostateczny koszt produktu. Przykładem jest przemysł lotniczy, gdzie od niezawodności każdej części zależy życie setek ludzi.