Fmeca что это такое
Анализ видов и последствий (критичности, диагностируемости) отказов (FMEA / FMECA / FMEDA)
Методология FMEA, примеры
FMEA (Failure Mode and Effects Analysis) – это анализ видов и последствий отказов. Изначально разработанный и опубликованный военно-промышленным комплексом США (в форме стандарта MIL-STD-1629), анализ видов и последствий отказов является сегодня таким популярным, поскольку в некоторых отраслях промышленности разработаны и опубликованы специализированные стандарты, посвященные FMEA.
Несколько примеров таких стандартов:
Все стандарты анализа видов и последствий отказов (опубликованные или развившиеся исторически), в целом, очень схожи между собой. Приведённое ниже общее описание даёт общее представление о FMEA как методологии. Оно намеренно выполнено на не слишком глубоком уровне и охватывает большинство используемых в настоящее время подходов к FMEA.
Прежде всего, должны быть чётко определены границы анализируемой системы. Система может представлять собой техническое устройство, процесс или что угодно ещё, подлежащее FME-анализу.
Далее идентифицируются виды возможных отказов, их последствия и возможные причины возникновения. В зависимости от размера, природы и сложности системы определение видов возможных отказов может быть выполнено для всей системы в целом или для каждой её подсистемы индивидуально. В последнем случае последствия отказов на уровне подсистемы будут проявляться, как виды отказов на уровень выше. Идентификация видов и последствий отказов должна быть выполнена методом «снизу-вверх», до достижения верхнего уровня системы. Для характеристики видов и последствий отказов, определённых на верхнем уровне системы, используются такие параметры, как интенсивность, критичность отказов, вероятность возникновения и т.п. Эти параметры могут быть или рассчитаны «снизу-вверх» с нижних уровней системы, или явно заданы на её верхнем уровне. Эти параметры могут носить как количественный, так и качественный характер. В результате для каждого элемента системы верхнего уровня рассчитывается своя уникальная мера, вычисляемая из этих параметров по соответствующему алгоритму. В большинстве случаев эту меру называют «коэффициентом приоритетности риска», «критичностью», «уровнем риска» или другим подобным образом. Способы использования такой меры и методики её вычисления могут быть уникальными в каждом конкретном случае и являются хорошей отправной точкой для того, чтобы многообразие современных подходов к проведению анализа видов и последствий отказов (FMEA).
Пример применения FMEA в ВПК
Аббревиатура FMECA (Failure Mode, Effects and Criticality Analysis) обозначает «Анализ видов, последствий и критичности отказов».
Основными показателями, используемыми для расчета значения Критичности, являются:
Таким образом, очевидно, что параметр критичности имеет реальное точное значение для каждой конкретной системы (или её компонента).
Существует достаточно широкий спектр доступных каталогов (библиотек), содержащих вероятности отказов разных видов для различных электронных компонентов:
Дескриптор библиотеки по конкретному компоненту, в общем случае, выглядит следующим образом:
| Тип компонента: резистор металлоплёночный | |
| Вид отказа | Вероятность вида отказа (%) |
| Разрыв | 60 |
| Утечка | 30 |
| Короткое замыкание | 10 |
Поскольку для расчета параметра критичности отказа необходимо знать значения показателя интенсивности отказов, в военно-промышленном комплексе перед применением методологии FME[C]A выполняют расчет наработок на отказ по методике MTBF, результаты которого и использует FME[C]A. Для элементов системы, показатель критичности отказа которых превышает установленные требованиями безопасности допуски, должен проводиться также соответствующий Анализ дерева отказов (FTA, Fault Tree Analysis). В большинстве случаев анализ видов, последствий и критичности отказов (FMEA) для потребностей ВПК выполняется одним специалистом (являющимся экспертом по проектированию электронных схем или специалистом по контролю их качества) или очень небольшой группой таких специалистов.
FMEA в автомобилестроении
Для каждого Коэффициента (или Числа) приоритетности риска (Risk Priority Number, RPN) отказа, превышающего предопределенный уровень (часто равный 60 или 125), определяются и проводятся корректирующие действия. Как правило, определяются ответственные за реализацию таких мер, сроки их реализации и способ последующей демонстрации эффективности предпринятых корректирующих действий. После выполнения корректирующих мероприятий проводятся повторная переоценка значения Коэффициента приоритетности риска отказа и его сопоставление с предельной установленной величиной.
Основными показателями, используемыми для расчета значения Коэффициента приоритетности риска, являются:
В большинстве случаев Коэффициент приоритетности риска выводится на базе значений указанных выше трех показателей (безразмерные значения которых лежат в границах от 1 до 10), т.е. является расчётной величиной, изменяющейся в подобных же границах. Однако, в случаях наличия фактических (ретроспективных) точных значений интенсивности возникновения отказов для конкретной системы, границы нахождения Коэффициента приоритетности риска могут быть многократно расширены, например:
| Вероятность возникновения отказа | Интенсивность отказов (миллионные доли) |
| 1 | 10000 |
В большинстве случаев анализ по методологии FMEA в автомобильной промышленности осуществляется внутренней рабочей группой представителей разных подразделений (НИОКР, производственных, сервисных, контроля качества).
Особенности методик анализа FMEA, FMECA и FMEDA
Методы анализа надёжности FMEA (анализ видов и последствий отказов), FMECA (анализ видов, последствий и критичности отказов) и FMEDA (анализ видов, последствий и диагностируемости отказов), хотя и имеют много общего, содержат несколько заметных различий
а целью FMEDA является вычисление частоты (интенсивности) отказов (failure rate) конечной системы, в качестве которой может рассматриваться устройство или группа устройств, выполняющая более сложную функцию. Методология анализа видов, последствий и диагностируемости отказов FMEDA была сначала разработана для анализа электронных устройств, а впоследствии распространена на механические и электромеханические системы.
Общие понятия и подходы FMEA, FMECA и FMEDA
FMEA, FMECA и FMEDA используют общие базовые понятия компонентов, устройств и их компоновки (взаимодействия). Функция противоаварийной защиты (Safety Instrumented Function, SIF) состоит из нескольких устройств, которые должны обеспечить выполнение необходимой операции по защите машины, оборудования или технологического процесса от последствий опасности, сбоя. Примерами устройств ПАЗ могут служить преобразователь, изолятор, контактная группа и т.п.
Каждое устройство состоит из компонентов. Например, преобразователь может состоять из таких компонентов, как прокладки, болты, мембрана, электронная схема и т.д.
Базовая методология, лежащая в основе FMEA, FMECA и FMEDA, может применяться до или во время проектирования, производства или окончательного монтажа конечной системы. Базовая методология рассматривает и анализирует виды отказов каждого компонента, являющегося частью каждого устройства, для оценки шанса отказа всех компонентов.
Входные данные, результаты и оценки результатов выполнения FMEA, FMECA, FМEDA схематично показаны на картинке (справа). Увеличить картинку.
Общий подход определяет следующие основные шаги FME-анализа:
Для каждого простого устройства разрабатывается таблица FME, которая затем применяется каждого определённого сценария выполнения анализа. Структура таблицы FME может варьироваться для FMEA, FMECA или FMEDA, а также в зависимости от природы конечной анализируемой системы.
Результатом выполнения анализа видов и последствий отказов является отчет, содержащий все выверенные (при необходимости, скорректированные рабочей группой экспертов) FME-таблицы и выводы / суждения / решения, касающиеся конечной системы. Если после выполнения FME-анализа конечная система модифицируется, процедуру FMEA необходимо выполнить повторно.
Различия оценок и результатов FME-, FMEC- и FMED-анализа
Хотя основные шаги при выполнении FME-анализа, в целом, одинаковы для FMEA, FMECA и FMEDA, оценка и результаты различаются.
Результаты выполнения анализа FMECA включают результаты FMEA, а также ранжирование всех видов и последствий отказов. Это ранжирование используется для определения компонентов (или устройств) с более высокой степенью влияния на надёжность конечной (целевой) системы, характеризуемую такими показателями безопасности, таких как средняя вероятность отказа по требованию (PFDavg), средняя опасная частота отказа (PFHavg). ), среднее время наработки на отказ (MTTFs) или среднее время до опасного отказа (MTTFd).
Результаты FMECA могут использоваться для качественной или количественной оценки, и в обоих случаях они должны быть представлены матрицей критичности конечной системы, показывающей в графическом виде, какие компоненты (или устройства) оказывают большее / меньшее влияние на надежность конечной (целевой) системы.
FMEDA предоставляет количественные оценки таких показателей надежности, как:
FMEA помогает доказать аудиторам выполнение требований ISO 9001
Опубликовано: 15.04.2015 Рубрика: Статьи Автор: Единый Стандарт
FMEA (Failure modes and effects analysis – АВПО – Анализ видов и последствий отказов, – ред.). Конкретный инструмент менеджмента, позволяющий определять от чего может исходить риск для качества продукции или услуг и систематически устранять этот риск. Последнее достигается тем, что в методологии предусмотрен расчет значимости каждой идентифицированной угрозы. Это позволяет браться сначала за наиболее актуальные из потенциальных или уже возникших проблем. Нет нужды говорить, что своевременное реагирование на риски, в свою очередь, снижает издержки организации, использующей методику FMEA. Применение Анализа видов и последствий отказов не является требованием стандарта ISO 9001 «Системы менеджмента качества. Требования», однако, на практике его достаточно часто внедряют именно в связи с ISO 9001. А дело в том, что функционал FMEA – один из кратчайших путей к реализации ряда важнейших требований ISO 9001. Попутно с помощью методологии удается получить убедительные свидетельства выполнения требований, бесспорные, что немаловажно, как для руководства организации, так и для внешних аудиторов – актуальная проблема на сегодняшний день. Подробнее об этом мы поговорим ниже. Здесь еще стоит упомянуть, что применение FMEA является прямым требованием некоторых отраслевых стандартов, основанных на ISO 9001. В частности, речь идет об ISO/TS 16949 для производства автомобилей.
Немало нормативных документов выпущено по корректному применению самой методики FMEA. Перечислим здесь лишь наиболее востребованные. Из российских стоит отметить, конечно же, стандарт ГОСТ 27.310-95 «Анализ видов, последствий и критичности отказов», а также РД 03-418-01 «Методические указания по проведению анализа риска опасных производственных объектов, основанные на анализе деревьев отказов и событий». Не утратил свое значение старый военный стандарт оборонного ведомства США MIL-STD-1629 «Procedures for Performing a Failure and Criticality Analysis» (Процедура выполнения анализа причин, их критичности и последствий отказов, – ред.). Существует руководство AIAG (Potential Failure Mode and Effect Analysis. Reference Manual – Виды и последствия потенциальных отказов. Справочное руководство, – ред.). В производстве автомобилей и механизмов могут быть крайне полезны следующие документы: SAE ARP 5580, SAE J1739, FMD-97, AIAG FMEA-3. Некоторые автопроизводители придают FMEA столь большое значение, что выпускают свои стандарты предприятия на основе общих стандартов, в них предприятия отражают собственный опыт обкатки методологии. Сайт «Six Sigma online» приводит ссылку на бесплатную библиотеку практических примеров использования FMEA, увы, на английском языке. История FMEA насчитывает уже не один десяток лет. Метод возник в военной отрасли США и стал распространяться с выходом MIL-STD-1629 – это самый первый стандарт по данной тематике, который по-прежнему используется в работе. Появление FMEA было обусловлено вполне понятными проблемами с качеством, помноженными на особую «чувствительность» к ошибкам, которой обладает оборонка. Портал «World Quality», ссылаясь на информацию исследовательского отдела «General Motors», приводит правило 10-кратных затрат. В общих чертах оно заключается в следующем: если дефект был обнаружен на этапе жизненного цикла продукции, который следует сразу за тем этапом, который стал причиной возникновения брака, то на его устранение требуется в 10 раз больше усилий и затрат, чем если бы усилия были предприняты сразу же. Соответственно, если несоответствие вышло наружу на 10-том этапе цикла, то требуется уже в 100 раз больше усилий.
Как применять FMEA?
1) На первом этапе нужно проанализировать выбор объектов проведения анализа и сформулировать оптимальную последовательность действий в проведении FMEA. При этом задачу стоит решать не единолично, а с привлечением специалистов, слово которых может быть более веским, чем слова прочих сотрудников в определенных вопросах. В зависимости от объекта FMEA классифицируется по двум основным категориям: DFMEA (Анализ видов и последствий потенциальных несоответствий конструкции, – ред.) и PFMEA (Анализ видов и последствий потенциальных несоответствий технологических процессов, – ред.). Помимо этих двух основных видов выделяют FMEA концептуального предложения, FMEA системы, FMEA продукта, FMEA сервисного обслуживания, FMEA программного обеспечения. В зависимости от вида FMEA может несколько меняться состав рабочей группы по проведению анализа, которую нужно будет формировать на следующем этапе, также может иметь место расхождение в понятиях и в принятой документации, сопровождающей процедуру. Эффективная работа на этом этапе критически важна, так как неправильный выбор объекта проведения анализа является чуть ли не наиболее распространенной ошибкой. Прежде всего, нужно иметь в виду, что FMEA стоит проводить только для новых процессов (или других объектов, – ред.) или старых процессов (старых объектов, – ред.) в новых условиях, так как, понятно, что в случае с обычным течением дел, когда работа ведется старыми методами в сложившихся условиях риск не будет меняться, а значит – нет потребности во FMEA. Необходимо также верно определить границы охвата анализа: за какое время «от» и «до» информацию брать и в какой степени детализации. Границы подбора информации могут быть разные: не только время, но и тип потребителя, совершаемые над объектом действия, география применения и так далее.
2) На втором этапе работы с методом необходимо сформировать команду специалистов предприятия, которые примут участие в проведении FMEA. Если анализ проводится на производственном предприятии, то рабочая группа должна включать следующих профессионалов:
Вскользь заметим, что приведенный состав вовсе не говорит о том, что FMEA может быть применен только в промышленной компании. Методология сегодня используется так широко, что это даже становится проблемой в некоторых аспектах. Анализ видов и последствий отказов сегодня нашел применение в продажах, маркетинге, рекламе, менеджменте и даже в отрасли обслуживания.
3) Привлеченные эксперты собирают всю необходимую информацию о выбранном объекте проведения анализа, разумеется, нужно убедиться в полноте полученных сведений.
4) Вне зависимости от вида FMEA, который применяется в вашем случае на этом этапе необходимо создать таблицу для регистрации информации или, как его принято называть Протокол FMEA.
Состав таблицы может несколько варьироваться, но объекты проведения анализа, в случае с нашим образцом – это операции (operation, – ред.). Затем, есть перечисление несоответствий, относящиеся к выбранному объекту (failure mode, – ред.). Если к одному объекту имеет отношение несколько несоответствий, то, разумеется, нужно учесть в таблице их все. В нашем примере к операции входящего контроля (incoming inspection, – ред.) относится сразу два несоответствия. Отдельно стоит поговорить об RPN (Risk priority number – ПЧР – Приоритетное число рисков, – ред.). В нашей таблице этот индекс вместе с переменными, из которых он складывается, обобщен понятием Расчет (Rating, – ред.). Если упрощенно объяснить смысл индикатора RPN – то это значимость рассматриваемого объекта с точки зрения результатов деятельности организации. RPN вычисляется по формуле:
S (Severity) – рейтинг тяжести последствий для потребителя, O (Occurrence) – рейтинг вероятности возникновения события (статистический термин, – ред.), D (Detection) – рейтинг обнаружения. Переменную S группа специалистов, которые осуществляют FMEA-анализ, обычно определяет экспертным методом. Формируется шкала из 10 баллов значимости дефекта или другого объекта для потребителя, при этом вырабатываются конкретные критерии присвоения тому или иному объекту определенного количества баллов. Скажем, в стандарте ГОСТ Р 51814.2–2001 есть следующая формулировка 10-балльного дефекта:
Цитата: ‘Очень высокий ранг значимости, когда вид потенциального дефекта ухудшает безопасность работы транспортного средства и/или вызывает несоответствие обязательным требованиям безопасности и экологии без предупреждения’
Переменная O может быть получена в результате расчетов. Если речь идет о виде FMEA – PFMEA, если причиной появления брака является превышение установленного допуска и если по этой тематике есть статистический анализ, то O – это индекс Срк – данный индекс определяет практические возможности технологического процесса по обеспечению требований по установленным допускам:
Что касается переменной D, то она тоже определяется экспертным методом, виды дефектов распределяются по баллам исходя из их частотности и ряда других факторов. Стоит добавить, что в стандарте ГОСТ Р 51814.2 есть примерная форма Протокола, который можно использовать для проведения FMEA-анализа.
5) На пятом этапе проводится анализ полученной информации, в том числе анализ объектов, с точки зрения присвоенного им рейтинга RPN и планируются меры по устранению наиболее острых рисков. В первую очередь стоит приступать к решению проблем, имеющих высокий RPN. По сути, подготавливаются и приводятся в жизнь корректирующие и предупреждающие действия из ISO 9001:2008. В данный момент готовится к выходу редакция ISO 9001:2015, но сейчас уже нет сомнения, что публикация обновленного стандарта сделает FMEA анализ только еще более актуальным. В ISO 9001:2015 появился мотив, связанный с управлением рисками, на чем и сконцентрирован Анализ видов и последствий отказов. Возвращаясь к действующей редакции ISO 9001 нужно отметить, что данные FMEA не только позволяют выполнять и демонстрировать выполнение требований стандарта в области корректирующих и предупреждающих действий и постоянного улучшения, но и способствуют реализации «анализа данных» из стандарта, «анализа проекта и разработки». FMEA обеспечивает некоторые входные данные для анализа ситуации со стороны руководства. Кроме того, как известно, по ISO 9001 цели организации в области качества должны быть измеримыми и FMEA дает некоторые критерии для этого.
История FMEA
Стандарт MIL-STD-1629 был опубликован в 1949 году. В 50-60 годы стандарт применялся в аэрокосмической отрасли и сыграл значительную роль в лунной программе NASA. В 70-е годы его для своих нужд адаптировали в компании «Ford», в производстве автомобилей. Приблизительно в то же время метод FMEA стали применять у себя и в компании «Toyota». В последнее десятилетие господствовала тенденция, связанная с распространением FMEA все на новые отрасли экономики. Этому способствовал поток выходящих статей и монографий об этой методологии. В последние годы стало появляться немало программного обеспечения, помогающего автоматизировать Анализ видов и последствий отказов. Есть программы XFMEA и FMEA Accelerator от компании ReliaSoft. Тот же разработчик выпустил коллекцию стандартизированных таблиц для анализа, которая называется FMEA Templates. Однако для многих задач и многих организаций подобные специализированные инструменты могут показаться слишком «крупным калибром». В этом случае прекрасно подойдут стандартные офисные программы, например Excel.
Кстати: FMEA затрагивает одну из важнейших тенденций в менеджменте. В начале XX века было возможно просто экстраполировать предыдущий опыт и воспроизводить все те же, миллион раз повторенные операции, в середине века компании уже должны были готовиться к изменениям, однако ситуация стала меняться так быстро, что планировать что-то можно было только сосредоточившись на приоритетных направлениях. Конец XX века характеризовался еще более сложной ситуацией на рынке. Сегодня бизнес ищет подходы и методы для того, чтобы быть готовым к работе в более сложных условиях.
Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.
Fmeca что это такое
ГОСТ Р 51901.12-2007
(МЭК 60812:2006)
НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
МЕТОД АНАЛИЗА ВИДОВ И ПОСЛЕДСТВИЙ ОТКАЗОВ
Risk management. Procedure for failure mode and effects analysis
Дата введения 2008-09-01
Сведения о стандарте
1 ПОДГОТОВЛЕН Открытым акционерным обществом «Научно-исследовательский центр контроля и диагностики технических систем» (ОАО «НИЦ КД») и Техническим комитетом по стандартизации ТК 10 «Перспективные производственные технологии, менеджмент и оценка рисков» на основе собственного аутентичного перевода стандарта, указанного в пункте 4
2 ВНЕСЕН Управлением развития, информационного обеспечения и аккредитации Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии
Наименование настоящего стандарта изменено относительно наименования указанного международного стандарта для приведения в соответствие с ГОСТ Р 1.5-2004 (подраздел 3.5)
В отличие от применяемого международного стандарта в настоящий стандарт не включены ссылки на МЭК 60050-191:1990 «Международный электротехнический словарь. Глава 191. Надежность и качество услуг», которые нецелесообразно приводить в национальном стандарте из-за отсутствия принятого гармонизированного национального стандарта. В соответствии с этим изменено содержание раздела 3. Кроме того, в стандарт включено дополнительное приложение С, содержащее перечень используемых сокращений на английском языке. Ссылки на национальные стандарты и дополнительное приложение С выделены курсивом.
1 Область применения
— выполнения необходимых этапов анализа;
— идентификации соответствующих терминов, предположений, показателей критичности, видов отказов;
— определения основных принципов анализа;
— использования примеров необходимых технологических карт или других табличных форм.
Все приведенные в настоящем стандарте общие требования FMEA относятся и к FMECA, так как последний является расширением FMEA.
2 Нормативные ссылки
В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты:
ГОСТ Р 51901.3-2007 (МЭК 60300-2:2004) Менеджмент риска. Руководство по менеджменту надежности (МЭК 60300-2:2004 «Менеджмент надежности. Руководство по менеджменту надежности», MOD)
ГОСТ Р 51901.5-2005 (МЭК 60300-3-1:2003) Менеджмент риска. Руководство по применению методов анализа надежности (МЭК 60300-3-1:2003 «Управление надежностью. Часть 3-1. Руководство по применению. Методы анализа надежности. Руководство по методологии», MOD)
ГОСТ Р 51901.13-2005 (МЭК 61025:1990) Менеджмент риска. Анализ дерева неисправностей (МЭК 61025:1990 «Анализ дерева неисправности (FNA)», MOD)
ГОСТ Р 51901.14-2005 (МЭК 61078:1991) Менеджмент риска. Метод структурной схемы надежности (МЭК 61078:2006 «Методы анализа надежности. Структурная схема надежности и Булевы методы», MOD)
ГОСТ Р 51901.15-2005 (МЭК 61165:1995) Менеджмент риска. Применение марковских методов (МЭК 61165:1995 «Применение марковских методов», MOD)
3 Термины и определения
В настоящем стандарте применены следующие термины с соответствующими определениями:
3.1 объект (item): Любая часть, элемент, устройство, подсистема, функциональная единица, аппаратура или система, которую можно рассматривать самостоятельно.
1 Объект может состоять из технических средств, программных средств или их сочетания и может также, в частных случаях, включать в себя технический персонал.
2 Ряд объектов, например их совокупность или выборка, может быть рассмотрен как объект.
3 Процесс также может быть рассмотрен как объект, который выполняет заданную функцию и для которого проводят FMEA или FMECA. Обычно FMEA аппаратных средств не распространяется на людей и их взаимодействие с аппаратными средствами или программным обеспечением, в то время как FMEA процесса обычно включает в себя анализ действий людей.
3.2 отказ (failure): Утрата объектом способности выполнять требуемую функцию*.
3.3 неисправность (fault): Состояние объекта, при котором он не способен выполнять требуемую функцию, за исключением такой неспособности при техническом обслуживании или других плановых мероприятиях или вследствие нехватки внешних ресурсов.
1 Неисправность часто является следствием отказа объекта, но может иметь место и без него.
2 В настоящем стандарте термин «неисправность» используется наряду с термином «отказ» по историческим причинам.
3.4 последствие отказа (failure effect): Следствие вида отказа для эксплуатации, функционирования или статуса объекта.
3.5 вид отказа (failure mode): Способ и характер возникновения отказа объекта.
3.6 критичность отказа (failure criticality): Сочетание тяжести последствий и частоты появления или других свойств отказа как характеристика необходимости идентификации источников, причин и сокращения частоты или количества появлений данного отказа и уменьшения тяжести его последствий.
3.7 система (system): Совокупность взаимосвязанных или взаимодействующих элементов.
1 Применительно к надежности система должна иметь:
a) определенные цели, представленные в виде требований к ее функциям;
b) установленные условия функционирования;
c) определенные границы.
2 Структура системы является иерархической.
3.8 тяжесть отказа (failure severity): Значимость или серьезность последствий вида отказа для обеспечения функционирования объекта, окружающей среды и оператора, связанная с установленными границами исследуемого объекта.
4 Основные положения
Анализ видов и последствий отказов (FMEA) является методом систематического анализа системы для идентификации видов потенциальных отказов, их причин и последствий, а также влияния отказов на функционирование системы (системы в целом или ее компонентов и процессов). Термин «система» использован для описания аппаратных средств, программного обеспечения (с их взаимодействием) или процесса. Рекомендуется проводить анализ на ранних стадиях разработки, когда устранение или сокращение последствий и количества видов отказов является экономически наиболее эффективным. Анализ может быть начат, как только система может быть представлена в виде функциональной блок-схемы с указанием ее элементов.
Выбор времени проведения FMEA очень важен. Если анализ был выполнен на достаточно ранних этапах разработки системы, то введение изменений при проектировании для исключения недостатков, обнаруженных при проведении FMEA, является экономически более эффективным. Поэтому важно, чтобы цели и задачи FMEA были описаны в плане и графике процесса разработки. Таким образом, FMEA является итеративным процессом, выполняемым одновременно с процессом проектирования.
В целом FМЕА является результатом работы команды, состоящей из квалифицированных специалистов, способных признать и оценить значимость и последствия различных типов потенциальных несоответствий конструкции и процессов, которые могут привести к отказам продукции. Работа в команде стимулирует процесс мышления и гарантирует необходимое качество экспертизы.
FMEA представляет собой метод, позволяющий идентифицировать тяжесть последствий видов потенциальных отказов и обеспечить меры по снижению риска. В некоторых случаях FMEA также включает в себя оценку вероятности возникновения видов отказов. Это расширяет анализ.
До применения FMEA необходимо провести иерархическую декомпозицию системы (аппаратных средств с программным обеспечением или процесса) на основные элементы. Полезно использовать простые блок-схемы, иллюстрирующие декомпозицию (см. ГОСТ Р 51901.14). Анализ при этом начинают с элементов самого нижнего уровня системы. Последствие отказа на нижнем уровне может стать причиной отказа объекта на более высоком уровне. Анализ проводят снизу вверх по восходящей схеме, пока не будут определены конечные последствия для системы в целом. Такой процесс показан на рисунке 1.
FMECA (анализ видов, последствий и критичности отказов) расширяет FMEA и включает в себя методы ранжирования тяжести видов отказов, позволяет установить приоритетность контрмер. Сочетание тяжести последствий и частоты возникновения отказов является мерой, называемой критичностью.
Принципы FMEA могут быть применены вне разработки проекта на всех стадиях жизненного цикла продукции. Метод FMEA может быть применен к производству или другому процессу, например в больницах, медицинских лабораториях, системах образования и др. При применении FMEA к производственному процессу эту процедуру называют FMEA процесса [Process Failure Mode and Effects Analysis (PFMEA)]. Для эффективного применения FMEA важным условием работы является обеспечение адекватными ресурсами. Полное понимание системы для предварительного FMEA необязательно, однако по мере разработки проекта для детального анализа видов и последствий отказов необходимо полное знание характеристик и требований, предъявляемых к проектируемой системе. Сложные технические системы обычно требуют применения анализа к большому числу факторов проекта (механика, электротехника, системное проектирование, разработка программного обеспечения, средства технического обслуживания и т.д.).
В общем случае FMEA применяют к отдельным видам отказов и их последствиям для системы в целом. Каждый вид отказа рассматривают как независимый. Таким образом, эта процедура не подходит для рассмотрения зависимых отказов или отказов, являющихся следствием последовательности нескольких событий. Для анализа таких ситуаций необходимо применять другие методы, такие как марковский анализ (см. ГОСТ Р 51901.15) или анализ дерева неисправностей (см. ГОСТ Р 51901.13).
При определении последствий отказа необходимо рассмотреть отказы более высокого уровня и отказы того же уровня, возникшие в результате произошедшего отказа. Анализ должен выявить все возможные комбинации видов отказов и их последовательностей, которые могут быть причиной последствий видов отказа на более высоком уровне. В этом случае необходимо дополнительное моделирование для оценки тяжести или вероятности возникновения таких последствий.
FMEA является гибким инструментом, который можно адаптировать к особенностям требований конкретного производства. В некоторых случаях требуется разработка специализированных форм и правил ведения записей. Уровни тяжести видов отказов (в случаях их применения) для различных систем или различных уровней системы могут быть определены по-разному.
4.2 Цели и задачи анализа
Основания для применения анализа видов и последствий отказов (FMEA) или анализа видов, последствий и критичности отказов (FMECA) могут быть следующие:
a) идентификация отказов, которые имеют нежелательные последствия для функционирования системы, например прекращение или значительное ухудшение работы или влияние на безопасность пользователя;
b) выполнение требований заказчика, установленных в контракте;
c) повышение надежности или безопасности системы (например, путем изменения проекта или проведения действий по обеспечению качества);
d) повышение ремонтопригодности системы путем выявления областей риска или несоответствий применительно к ремонтопригодности.
