Анализ видов и последствий отказов
 Скачать 1.94 Mb.
|
|
FMEA ориентирован на анагыз возможностей снижения риска отказов системы. Это обязательная часть анализа, выполняемого для систем, связанных с безопасностью. Последствия отказов обычно классифицируют независимо от того, считают их безопасными или нет. Для выбора обоснованного решения область применения описания последствий должна быть понятной. Например: если уровень слишком сосредоточен на локальных по- следствиях, то анагытик может не вывести критичность последствий для системы в целом: если уровень системы слишком обширен, анализ может быть не способен проследить отказ до конечных последствий. Такой подход к FMEA вызывает дискуссию по ряду вопросов. Например, обычно дискуссии возникают о видах отказов, влияющих на возможности системы диагностюси без нарушения ее основных функций. Другой аспект — это реакция на действия, направленные на смягчение последствий отказа (то есть в какой степени дей- ствия по смягчению последствий отказа могут быть учтены, если они происходят слишком редко для обнаружения зарождающегося отказа). Методы, используемые в FMEA. варьируются от специальных электронных таблиц до специализированных баз данных, которые применяют RBD для встраивания видов отказов в модели функционирования объекта. На- пример. подсистемы могут ссылаться на экземпляры компонентов с определением присущих видов отказов, когда различные виды отказов могут привести к одним и тем же последствиям, которые тесно связаны с некоторым способом классификации. А.3.6 Пример адаптации FMEA для гидроблока насоса Основной FMEA должен быть выполнен для получения информации о предварительной конструкции гидро- блоха насоса для газового котла. Функции гидроблока включают функцию насоса (расход, давление), функцию отводного клапана (переключение работы котла с режима центрального отопления на режим независимого горя- чего водоснабжения), сброс воздуха из контура центрального отопления (отдельно сброс воздуха из жидкости), герметичность в условиях давления в системе, возможность подключения к внешним гидравлическим разъемам и т. д. Организация имеет значительный опыт работы с аналогичными объектами, исследуемый насос представляет собой существующий объект с небольшими изменениями в конструкции. FMEA необходимо выполнить так. чтобы наилучшим образом использовать команду разработчиков. С уче- том разработки предварительной конструкции и опыта работы проектировщиков логической отправной точкой для FMEA выбрана идентификация функций верхнего уровня объекта. Для идентификации видов отказов (функция за функцией) был использован семинар. Принятие процесса FMEA состоялось при участии в семинаре соответ- ствующих специалистов, где они высказали свои опасения. Цель — исследование и фокусировка на технических компромиссах для известных видов отказов и их причин, а не проведение исчерпывающего FMEA. Данные, собранные в ходе семинара, представлены в виде последовательности видов отказов составных частей и их причин. Например, в случае проблемы, связанной с утечками, последствия могут варьироваться от неудовлетворенности потребителя до появления воды на полу, внешних утечек, невыполнения обязательств и т. д. В этом случае вид отказа может быть утечкой, составная часть — компонентом X. а причиной — усталостная трещина под воздействием высокого давления. А.3.7 Пример адаптации FMEA для ветряной турбины ветроэлектрической установки FMEA выполнен для поддержки детального проектирования ветряной турбины ветроэлектрической установ- ки (далее — турбина). Область применения FMEA охватывает турбину в целом, включая такие подсистемы, как структура, ступица, силовая передача, система управления и т. п. Цель, основанная на опыте предыдущих разработок, — поддержка разработки турбины нового поколения. В данном проекте необходимо оценить весь спектр последствий на каждом уровне системы путем ранжирования видов отказов на основе риска. Принят подход снизу вверх для каждой из отдельных взаимозависимых подсистем, при котором учитывались последствия взаимодействия подсистем, что в конечном итоге привело к последствиям на уровне системы в целом. Начальной точкой выбрана структура системы'подсиствмы. например, с элементами ввода-вывода, элементами управления, коробкой передач, двигателями, координирующими устройствами, электродвигателями, датчиками, блоками питания, преобразователями сигналов, подшипниками. Использован подход снизу вверх, поскольку необходимо тщательное изучение всех возможных воздействий на уровне подсистем и систем, как с точки зрения безотказности и готовности, так и с точки зрения безопасности. Анализ критичности использован для определения отказов, требующих большего внимания. Метод анализа кри- тичности RPN выбран из-за его простоты. Приложение В (справочное) Методы анализа критичности Общие положения Методы анализа критичности обеспечивают способ ранжирования видов отказов. В данном приложении при- ведены только те методы, которые объединяют параметры: вероятность отказа, последствия отказа и (в случае ранга приоритетности риска) обнаруживаемое^ отказа. Примечание — Использование единственного параметра для ранжирования значимости не классифи- цируют как анализ критичности. Существует много способов объединения названных параметров для определения характеристики критич- ности. В данном приложении приведено четыре метода: матрица критичности, график критичности, ранг приоритет- ности риска и альтернативный ранг приоритетности риска. Рассматриваемые виды последствий, шкалы, используемые для каждого параметра, и метод их объеди- нения для определения критичности необходимо установить на этапе планирования. Описанные методы носят общий характер и должны быть адаптированы для применения в отношении условий и целей анализа. Шкалы определения параметров критичности Общие положения Параметры критичности могут быть выражены качественно, количественно или полуколичественно. Параметры критичности могут быть выражены качественно с использованием упорядоченных описатель- ных категорий. Например, «незначительный», «крупный» или «катастрофический» (для значимости последствий); или «частый», «редкий» или «маловероятный» (для вероятности возникновения отказа). Параметры критичности могут быть выражены количественно с использованием эмпирических или других данных в форме интенсивности отказов или вероятности отказов, а также количественных оценок, таких как эко- номические или финансовые издержки в результате отказа. Шкалы отношений устанавливают в соответствии с диапазоном данных в установленных единицах. Если данные позволяют давать только описательные или порядковые оценки, параметры критичности мо- гут быть выражены с использованием порядковых шкал, иногда называемых шкалами ранжирования. Если число- вые значения делений шкалы связаны с рангами вероятности и значимости последствий иш диапазоном интен- сивности отказов и диапазонами финансовых затрат, такой подход иногда называют полухоличественным. Точки на шкале соответствуют области применения. Для качественного, количественного и полухоличествен- ного подходов точки соответствуют олисатегъным категориям, числовым оценкам и рангам/диапаэонам соответ- ственно. При разработке шкал для измерения параметров критичности следует использовать наилучшую имеющуюся информацию, чтобы избежать предвзятых результатов. Полезная система классификации может уже существо- вать в организации и должна быть рассмотрена для применения. Определение шкалы Диапазон шкалы должен простираться от самых тяжелых до самых благоприятных последствий из области исследований, от самой высокой до самой низкой вероятности и от самой высокой до самой низкой степени обна- руживаемое™. присущей рассматриваемым видам отказов. Точки делений на принятой шкале должны иметь четкое и точное определение, имеющее смысл для анализа и способствующее последовательной и точной оценке. Определения должны соответствовать имеющимся данным и быть выражены в терминах, понятных тем. кто проводит анализ. Для количественных данных могут быть более подходящими логарифмические, а не линейные шкалы, как для последствий, так и для вероятности. Точки на шкалах при использовании для качественных и полухоличе- ственных подходов должны быть определены соответствующим образом. Пример — Предполагается, что затраты, связанные с катастрофическими отказами, на не- сколько порядков, а не в несколько раз выше, чем затраты, связанные с обычным отказом. Выбор категорий (или диапазонов) с помощью качественных и лолуколичесгвенных шкал должен быть ос- нован на рассмотрении смысла выбранных параметров. Должно быть выбрано достаточное количество категорий, допускающее классификацию и адекватное деление всей совокупности последствий. Как правило, требуется не менее трех категорий для обеспечения достаточной дифференциации всей рассматриваемой совокупности по- следствий. Большое количество категорий может быть неудобно, поскогъку эго может потребовать чрезмерных усилий для правильной категоризации, хотя последующая обработка может не существенно отличаться между категориями. Примечание — Рекомендуется использовать от трех до десяти категорий. Выбор огмсаний категорш и значений каждой из них должен быть тщательно рассмотрен с учетом способа их использования. Следует проявлять осторожность при составлении словесных описаний и числовых или буквен- ных обозначений при использовании качественного подхода, поскольку они сами по себе могут влиять на выбор, сделанный в процессе анализа. Для каждой из шкал должна быть разработана таблица, определяющая значение используемых слов и обозначений. Оценка вероятности Вероятность отказа может быть выражена количественно, полуколичественно или качественно. При количественном подходе значения вероятности могут быть получены для конкретных видов отказов, они могут быть выведены на основе общих источников данных или оценены с использованием данных эксплуатации аналогичных объектов в сопоставимых условиях и областях применения. |