Аналізування видів і наслідків відмов (FMEA) і аналізування видів, наслідків і критичності відмов (FМЕСА)

---

Загальний огляд

---

Аналізування видів і наслідків відмов (FMEA) — метод, використовуваний для визначення того, як складники, системи чи процеси можуть ставати непридатними до функціювання за проектною призначеністю.

FMEA дає змогу ідентифікувати:

• усі потенційні види відмов різних частин системи (вид відмови визначають, беручи до уваги спостережувані збої чи неналежне функціювання);
• впливи, що їх ці відмови можуть чинити на систему;
• чинники виникнення відмов;
• способи уникнення відмов і/або зменшування їхніх впливів на систему.

РМЕСА розширює FMEA, охоплюючи ранжування кожного ідентифікованого виду відмови відповідно до його важливості чи критичності.

Це аналізування критичності зазвичай якісне чи напівкількісне, але уможливлює також кількісне подання за використання даних щодо фактичної інтенсивності відмови.

Застосування

---

Є кілька сфер застосування FMEA: FMEA проекту (чи продукції), яке застосовують стосовно складників і продукції; FMEA системи, яке застосовують стосовно систем; FMEA процесу, яке застосовують стосовно виробничих і складальних процесів; FMEA послуги і FMEA програмного забезпечення.

FMEA і РМЕСА можна застосовувати під час проектування, виробляння чи функціювання технічної системи.

Для підвищення надійності, однак, зміни легше вносити на стадії проектування. FMEA і FMECA можна також застосовувати до процесів і процедур. Наприклад, їх використовують, щоб ідентифікувати потенційну можливість медичної помилки в системах охорони здоров’я та відмов у процедурах технічного обслуговування.

FMEA і FMECA можна використовувати для:

• сприяння вибиранню альтернативних проектних рішень з високою надійністю;
• забезпечення розглядання всіх видів відмови систем і процесів, а також їхніх впливів на успішне функціювання;
• ідентифікація видів і наслідків помилок людини;
• забезпечення основи для планування випробування й технічного обслуговування технічних систем;
• поліпшення проектування процедур і процесів;
• отримання якісної та кількісної інформації для методів аналізування, наприклад, аналізування дерева відмов.

За допомогою FMEA і FMECA можна отримати вхідні дані для інших методів аналізування, наприклад, аналізування дерева відмов як на якісному, так і на кількісному рівні.

Вхідні дані

---

Для FMEA і FMECA потрібна досить докладна інформація про елементи системи, щоб уможливити змістовне аналізування способів, у які кожний елемент може виходити з ладу. У разі докладного FMEA проекту елемент може перебувати на рівні докладності, що відповідає окремому складові, тоді як у разі FMEA системи вищого рівня елементи може бути визначено на більш високому рівні узагальнення.

Інформація може охоплювати:

• кресленики чи блок-схему аналізованої системи та її складників, або етапи функціювання процесу;
• основні відомості про функціювання кожного етапу процесу чи складника системи;
• докладні відомості про параметри середовища та інші параметри, які можуть позначатися на функціюванні;
• основні відомості про результати конкретних відмов;
• хронологічні дані про відмови, зокрема дані щодо інтенсивності відмов, якщо вони наявні.

Процес

---

1. Визначити сферу застосування та цілі дослідження
2. Сформувати групу;
3. З’ясувати основні відомості про систему чи процес, що їх піддаватимуть FMECA;
4. Розкласти систему на складники чи етапи функціювання;
5. Визначити функції на кожному етапі чи кожний складник;
6. Визначити для кожного визначеного складника чи етапу:
   • як кожна частина може ймовірно вийти з ладу?
   • які чинники можуть зумовити ці види відмови?
   • якими можуть бути наслідки в разі виникнення відмови?
   • чи є відмова нешкідливою чи руйнівною?
   • як виявляють відмову?
7. Ідентифікувати властиві для проекту заходи, щоб упередити відмову.

У разі FMECA дослідницька група має класифікувати кожний з ідентифікованих видів відмови відповідно до його критичності.

Це може бути здійснено кількома способами. Загальноприйняті методи враховують таке:

• показник критичності виду;
• рівень ризику;
• число пріоритетності ризику.

Критичність виду відмови – міра ймовірності того, що визначений вид відмови зумовить відмову системи загалом; визначають як:

(Імовірність наслідку відмови) * (Інтенсивність виду відмови) *(Тривалість функціювання системи)

Цю модель найчастіше застосовують до відмов устаткування, щодо яких кожний з цих членів може бути визначено кількісно, і для всіх видів відмови буде такий самий наслідок.

Рівень ризику одержують, поєднуючи наслідки виду відмови та ймовірність відмови. Його використовують, коли наслідки різних видів відмови різняться один від одного та його може бути застосовано до пов’язаних з устаткуванням систем або процесів. Рівень ризику може бути подано якісно, напівкількісно чи кількісно.

Число пріоритетності ризику (RPN) — напівкількісна міра критичності, яку одержують множенням чисел ранжувальних шкал (зазвичай між 1 та 10), що відповідають наслідку відмови, на правдоподібність відмови і спроможність виявити проблему. (Якщо відмову важко виявити, то їй надають найвищий пріоритет). Цей метод використовують найчастіше в діяльності щодо забезпечення якості.

Після того як ідентифіковано види відмов і чинники їх виникнення, може бути визначено та виконано коригувальні дії щодо значніших видів відмови.

FMEA має бути задокументовано в звіті, у якому наводять, зокрема:

• докладні відомості про систему, яку аналізували;
• спосіб, у який проведено аналізування системи;
• припущення, зроблені під час аналізування;
• джерела даних;
• результати, зокрема заповнені робочі аркуші;
• критичність (якщо розглядали) і методологію, використану для її визначення;
• будь-які рекомендації щодо подальших поглиблених аналізувань, змін у проекті чи функцій, які треба долучити до планів випробування тощо.

Після виконання передбачених дій можна провести повторне загальне оцінювання системи, здійснивши ще один цикл FMEA.

Вихідні дані

---

Основні вихідні дані FMEA— перелік видів відмов, чинників виникнення відмов і наслідків для кожного складника чи етапу функціювання системи або процесу (до якого може бути внесено інформацію про правдоподібність відмови). Також подають інформацію про причини відмови та про її наслідки для системи загалом. Вихідні дані FMECA охоплюють оцінку важливості, базовану на правдоподібності відмови системи, рівень ризику, зумовлений видом відмови, або комбінацію рівня ризику та «можливості виявлення» виду відмови.

Якщо використано придатні дані щодо інтенсивності відмови та кількісно поданих наслідків, FMECA дає змогу одержати кількісні вихідні дані.

Переваги та обмеженості

---

Переваги

Недоліки

широка придатність до видів відмов, пов’язаних з людиною, устаткуванням та системами, а також до технічних засобів, програмних засобів і процедур; змога ідентифікувати види відмов складників, їхні причини та їхні наслідки для системи, а також подавати їх у зручному для сприйняття форматі; змога уникати затратних змін експлуатованого устаткування завдяки ідентифікації проблем на ранній стадії у процесі проектування; змога ідентифікувати види локалізованої відмови та вимоги щодо систем з резервуванням або систем убезпечення; подання вхідних даних для розробляння програм моніторингу за значенням ключових функцій, що підлягають моніторингу.

можливість використання лише для ідентифікації окремих видів відмов, а не комбінацій видів відмов; для досліджень може бути потрібно багато часу та витрат, якщо їх належно не контролювати та не спрямовувати.

Рекомендований документ

---

ІЕС 60812 Analysis techniques for system reliability — Procedures for failure mode and effect analisys (FMEA) (Методики аналізування надійності системи. Процедури аналізування виду та наслідків відмов (FMEA)).