การวิเคราะห์ประเภทและผลที่ตามมาของความล้มเหลวของหน้าจอ การวิเคราะห์ FMEA

การวิเคราะห์ประเภทและผลที่ตามมาของความล้มเหลวของส่วนประกอบของโครงสร้างทางเทคนิคและการทำงานของระบบที่ออกแบบเป็นขั้นตอนแรกของการศึกษาการออกแบบความน่าเชื่อถือและความปลอดภัย ตัวย่อสากลที่ยอมรับโดยทั่วไปสำหรับโหมดความล้มเหลวและการวิเคราะห์ผลกระทบคือ FMEA การวิเคราะห์ประเภทนี้อยู่ในกลุ่มของการวิเคราะห์เชิงปริมาณเชิงคุณภาพและเชิงปริมาณเบื้องต้นในขั้นตอนการออกแบบ หากดำเนินการประเมินเชิงปริมาณ จะใช้คำว่า FMECA (โหมดความล้มเหลว การวิเคราะห์ผลกระทบ และวิกฤต) การทดลองครั้งแรกในการดำเนินการ FMEA หมายถึงโครงการการบินและอวกาศของสหภาพโซเวียตและสหรัฐอเมริกาในยุค 60 ในช่วงทศวรรษ 1980 กระบวนการ FMEA เริ่มมีขึ้นในอุตสาหกรรมยานยนต์ของสหรัฐฯ ที่บริษัท Ford Motor ในปัจจุบัน การวิเคราะห์ประเภทและผลที่ตามมาของความล้มเหลวเป็นขั้นตอนบังคับ การประเมินโครงการความน่าเชื่อถือและความปลอดภัยของวัตถุในอวกาศ การสร้างเครื่องบิน นิวเคลียร์ เทคโนโลยีเคมี การกลั่นน้ำมันก๊าซ และอุตสาหกรรมอื่นๆ ในพื้นที่ที่ไม่บังคับขั้นตอนนี้ จะเกิดเหตุการณ์อันตราย ซึ่งนำไปสู่ความสูญเสียทางเศรษฐกิจและสิ่งแวดล้อมจำนวนมาก และคุกคามชีวิตและสุขภาพของมนุษย์ เพียงพอที่จะระลึกถึงเหตุการณ์อันน่าทึ่งของการล่มสลายของอาคารสาธารณะในมอสโกซึ่งสร้างขึ้นตามโครงการซึ่งข้อบกพร่องในองค์ประกอบเดียวของโครงสร้างรองรับ (พิน, คอลัมน์) นำไปสู่ผลร้าย

มีเป้าหมายหลักสามประการของ FMEA

• การระบุประเภทของความล้มเหลวของส่วนประกอบระบบที่อาจเกิดขึ้นและการกำหนดผลกระทบต่อระบบโดยรวมและอาจเป็นสิ่งแวดล้อม
• การจำแนกโหมดความล้มเหลวตามระดับความรุนแรงหรือตามระดับความรุนแรงและความถี่ของการเกิด (FMECA)
• ออกคำแนะนำในการแก้ไขโซลูชันการออกแบบเพื่อชดเชยหรือขจัดความล้มเหลวประเภทที่เป็นอันตราย

FMEA เป็นพื้นที่มาตรฐานที่สุดของการวิจัย "ความแข็งแกร่ง" ขั้นตอนและประเภทของเอกสารอินพุต / เอาต์พุตถูกควบคุมโดยมาตรฐานที่เกี่ยวข้อง เอกสารที่เป็นที่ยอมรับในระดับสากล ได้แก่ :

· MIL-STD-1629 สไตล์ FMECA -แนวทางในการวิเคราะห์รูปแบบและผลที่ตามมาของความล้มเหลว การประเมินวิกฤต การระบุปัญหาคอขวดในโครงสร้างในแง่ของการบำรุงรักษาและความอยู่รอด เดิมทีเน้นการใช้งานทางทหาร

· SAE J1739, AIG-FMEA3, ฟอร์ด FMEA -ชุดเอกสารควบคุมการวิเคราะห์ประเภทและผลที่ตามมาของความล้มเหลวของวัตถุของอุตสาหกรรมยานยนต์รวมถึงขั้นตอนการออกแบบและการผลิต

· SAE ARP5580 -คู่มือ FMEA สำหรับโครงการเชิงพาณิชย์และการทหาร ที่ผสานรวม MIL-STD-1629 และมาตรฐานยานยนต์ แนวคิดของกลุ่มความล้มเหลวที่เท่าเทียมกันถูกนำมาใช้เช่น ความล้มเหลวที่มีผลเหมือนกันและต้องการการดำเนินการแก้ไขแบบเดียวกัน

มาตรฐานทั่วไปทั้งหมดคือการควบคุมเฉพาะลำดับและการเชื่อมต่อระหว่างขั้นตอนของการวิเคราะห์ ปล่อยให้ผู้ออกแบบมีอิสระในการดำเนินการในการใช้งานเฉพาะของแต่ละขั้นตอน ดังนั้นจึงได้รับอนุญาตให้ปรับแต่งโครงสร้างของตาราง FMEA กำหนดระดับของอัตราความล้มเหลวและความรุนแรงของผลที่ตามมา แนะนำสัญญาณเพิ่มเติมของการจำแนกประเภทความล้มเหลว ฯลฯ

ขั้นตอน FMEA:

การสร้างและวิเคราะห์โครงสร้างการทำงานและ / หรือทางเทคนิคของวัตถุ

การวิเคราะห์สภาพการทำงานของโรงงาน

การวิเคราะห์กลไกความล้มเหลวขององค์ประกอบ เกณฑ์ และประเภทของความล้มเหลว

การจำแนกประเภท (รายการ) ของผลที่อาจเกิดขึ้นจากความล้มเหลว

· การวิเคราะห์ วิธีที่เป็นไปได้การป้องกัน (ลดความถี่) ของความล้มเหลวที่จัดสรร (ผลจากความล้มเหลว)

โครงสร้างทางเทคนิควัตถุประสงค์ของการวิเคราะห์มักจะมีการแสดงแบบลำดับชั้นเหมือนต้นไม้ (รูปที่ 3) โหมดความล้มเหลวที่เป็นไปได้จะแสดงรายการสำหรับส่วนประกอบระดับล่าง (tree leaf) และผลที่ตามมาจะได้รับการประเมินในแง่ของผลกระทบต่อระบบย่อยระดับถัดไป (โหนดหลักแบบทรี) และอ็อบเจ็กต์โดยรวม

มะเดื่อ 3. การแสดงลำดับชั้นของวัตถุของการวิเคราะห์

รูปที่ 4 ส่วนหนึ่งของตาราง FMEA ที่มีข้อมูลการวิเคราะห์ประเภทและผลที่ตามมาของความล้มเหลวของอุปกรณ์ที่โรงงานเทคโนโลยีเคมี

มะเดื่อ 4. ส่วนของตาราง FMEA

เมื่อทำการประเมินเชิงปริมาณของโซลูชันการออกแบบสำหรับ ประเภท FMEAความล้มเหลวของส่วนประกอบมักจะมีลักษณะเฉพาะด้วยพารามิเตอร์สามตัว: ความถี่ของการเกิดขึ้น ระดับของการตรวจจับ ความรุนแรงของผลที่ตามมา เนื่องจากการวิเคราะห์มีลักษณะเบื้องต้น จึงมักใช้คะแนน การประเมินโดยผู้เชี่ยวชาญพารามิเตอร์เหล่านี้ ตัวอย่างเช่น เอกสารจำนวนหนึ่งเสนอการจำแนกประเภทของโหมดความล้มเหลวตามความถี่ (ตารางที่ 2) ตามระดับการตรวจจับ (ตารางที่ 3) ตามความรุนแรงของผลที่ตามมา (ตารางที่ 4)

ตารางที่ 2. การจำแนกความล้มเหลวตามความถี่

สามารถใช้เป็นรายบุคคลหรือร่วมกันได้ หากดำเนินการวิเคราะห์ FMEA ทั้งสามประเภท ความสัมพันธ์สามารถแสดงได้ดังนี้:

การใช้งานหลักของ FMEA คือการปรับปรุงการออกแบบผลิตภัณฑ์ (ลักษณะการบริการ) และกระบวนการผลิตและการดำเนินงาน (การส่งมอบบริการ) การวิเคราะห์สามารถใช้ได้ทั้งในส่วนที่เกี่ยวข้องกับการใหม่ ผลิตภัณฑ์ที่สร้างขึ้น(บริการ) และกระบวนการตลอดจนที่สัมพันธ์กับสิ่งที่มีอยู่

FMEA - การวิเคราะห์จะดำเนินการเมื่อมีการพัฒนาผลิตภัณฑ์ กระบวนการ บริการใหม่ หรือปรับปรุงให้ทันสมัย เมื่อพบแอปพลิเคชันใหม่สำหรับผลิตภัณฑ์ กระบวนการ หรือบริการที่มีอยู่ เมื่อมีการพัฒนาแผนควบคุมสำหรับกระบวนการใหม่หรือกระบวนการที่แก้ไข นอกจากนี้ยังสามารถดำเนินการ FMEA โดยมีจุดมุ่งหมายในการปรับปรุงตามแผนของกระบวนการที่มีอยู่ ผลิตภัณฑ์หรือบริการ หรือการตรวจสอบสิ่งไม่เป็นไปตามข้อกำหนดที่เกิดขึ้นใหม่

FMEA - การวิเคราะห์ดำเนินการตามลำดับต่อไปนี้:

1. เลือกวัตถุประสงค์ของการวิเคราะห์แล้ว หากวัตถุของการวิเคราะห์เป็นส่วนหนึ่งของวัตถุผสม ก็จำเป็นต้องกำหนดขอบเขตของวัตถุนั้นให้ถูกต้อง ตัวอย่างเช่น หากคุณกำลังวิเคราะห์ส่วนหนึ่งของกระบวนการ คุณต้องตั้งค่าเหตุการณ์เริ่มต้นและเหตุการณ์สิ้นสุดสำหรับส่วนนี้

2. กำหนดตัวเลือกสำหรับการใช้การวิเคราะห์ FMEA อาจเป็นส่วนหนึ่งของ การวิเคราะห์แบบบูรณาการที่สมัคร วิธีการต่างๆ... ในกรณีนี้ FMEA ควรสอดคล้องกับการวิเคราะห์ระบบโดยรวม

ตัวเลือกหลักอาจรวมถึง:

• การวิเคราะห์จากบนลงล่างในกรณีนี้ วัตถุประสงค์ของการวิเคราะห์จะแบ่งออกเป็นส่วนๆ และ FMEA จะดำเนินการจากส่วนที่ใหญ่ที่สุด
• การวิเคราะห์จากล่างขึ้นบนการวิเคราะห์เริ่มต้นด้วยองค์ประกอบที่เล็กที่สุด ตามลำดับไปยังองค์ประกอบในระดับที่สูงกว่า
• การวิเคราะห์องค์ประกอบ FMEA ดำเนินการกับองค์ประกอบทางกายภาพของระบบ
• การวิเคราะห์ฟังก์ชัน ในกรณีนี้ จะทำการวิเคราะห์ฟังก์ชันและการทำงานของออบเจกต์ การพิจารณาฟังก์ชั่นจะดำเนินการจากมุมมองของผู้บริโภค (ความสะดวกและความปลอดภัยของประสิทธิภาพ) และไม่ได้มาจากผู้ออกแบบหรือผู้ผลิต

3. ขอบเขตถูกกำหนดไว้ภายในซึ่งสิ่งที่ไม่เป็นไปตามข้อกำหนดจะต้องได้รับการแก้ไข ขอบเขตอาจเป็น - ระยะเวลา ประเภทของผู้บริโภค พื้นที่ใช้งาน การดำเนินการบางอย่าง ฯลฯ ตัวอย่างเช่น ความไม่เป็นไปตามข้อกำหนดเปิดเผยเฉพาะในระหว่างการตรวจสอบและทดสอบขั้นสุดท้ายเท่านั้น

4. กำลังจัดทำตารางที่เหมาะสมสำหรับการลงทะเบียนข้อมูล อาจแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับปัจจัยที่นำมาพิจารณา ตารางที่ใช้บ่อยมีดังนี้

5. องค์ประกอบที่อาจเกิดความไม่สอดคล้องกัน (ความล้มเหลว) ถูกกำหนด รายการสามารถรวมส่วนประกอบ การประกอบ ชุดค่าผสมต่างๆ ได้ ชิ้นส่วนเป็นต้น หากรายการมีขนาดใหญ่เกินไปและไม่สามารถจัดการได้ จำเป็นต้องลดขอบเขต FMEA

ในกรณีที่ความล้มเหลวที่อาจเกิดขึ้นเกี่ยวข้องกับคุณลักษณะที่สำคัญ นอกจากนี้ ในระหว่าง FMEA จำเป็นต้องทำการวิเคราะห์วิกฤตของความล้มเหลว การปฏิบัติงานที่สำคัญคือมาตรฐานหรือตัวชี้วัดที่สะท้อนถึงความปลอดภัยหรือการปฏิบัติตามกฎระเบียบ และต้องมีการตรวจสอบเป็นพิเศษ

6. สำหรับแต่ละองค์ประกอบที่เลือกในขั้นตอนที่ 5 จะมีการรวบรวมรายการโหมดความล้มเหลวที่สำคัญที่สุด การดำเนินการนี้สามารถทำให้ง่ายขึ้นได้โดยใช้รายการความล้มเหลวมาตรฐานสำหรับรายการที่เป็นปัญหา หากทำการวิเคราะห์วิกฤตของความล้มเหลว ก็จำเป็นต้องกำหนดความน่าจะเป็นของความล้มเหลวที่เกิดขึ้นสำหรับแต่ละองค์ประกอบ เมื่อมีการระบุโหมดความล้มเหลวที่เป็นไปได้ทั้งหมดสำหรับองค์ประกอบ ความน่าจะเป็นรวมของการเกิดขึ้นควรเป็น 100%

7. สำหรับความล้มเหลวแต่ละประเภทที่ระบุในขั้นตอนที่ 6 ผลที่เป็นไปได้ทั้งหมดที่อาจปรากฏขึ้นจะถูกกำหนด การดำเนินการนี้สามารถทำให้ง่ายขึ้นได้โดยใช้รายการผลที่ตามมามาตรฐาน หากมีการวิเคราะห์ความล้มเหลวที่สำคัญ จำเป็นต้องกำหนดแนวโน้มที่จะเกิดขึ้นของแต่ละผลที่ตามมา เมื่อระบุผลที่เป็นไปได้ทั้งหมดแล้ว ความน่าจะเป็นที่จะเกิดขึ้นทั้งหมดควรเป็น 100% สำหรับแต่ละองค์ประกอบ

8. ระดับความรุนแรงของผลที่ตามมาสำหรับผู้บริโภค (S) - ความรุนแรงจะถูกกำหนด ระดับความรุนแรงมักจะได้รับในระดับ 1 ถึง 10 โดยที่ 1 เป็นรองและ 10 เป็นความหายนะ หากประเภทของความล้มเหลวมีมากกว่าหนึ่งผล จะมีการป้อนเฉพาะผลที่ร้ายแรงที่สุดสำหรับความล้มเหลวประเภทนี้เท่านั้นที่จะเข้าสู่ตาราง FMEA

9. สำหรับความล้มเหลวแต่ละประเภท สาเหตุที่เป็นไปได้ทั้งหมดจะถูกระบุ สำหรับสิ่งนี้ สามารถใช้แผนภาพสาเหตุของ Ishikawa ได้ สาเหตุที่เป็นไปได้ทั้งหมดสำหรับแต่ละโหมดความล้มเหลวจะถูกบันทึกไว้ในตาราง FMEA

10. สำหรับแต่ละสาเหตุ จะกำหนดระดับความน่าจะเป็นที่จะเกิดขึ้น (O) - การเกิดขึ้น โอกาสที่จะเกิดขึ้นมักจะได้รับการจัดอันดับในระดับ 1 ถึง 10 โดยที่ 1 หมายถึงเหตุการณ์ที่ไม่น่าเป็นไปได้อย่างยิ่งและ 10 หมายถึงเหตุการณ์ที่ใกล้จะเกิดขึ้น ค่าการจัดอันดับถูกป้อนลงในตาราง FMEA

11. ด้วยเหตุผลแต่ละประการ วิธีการที่มีอยู่การควบคุมที่ใช้อยู่ในขณะนี้เพื่อให้ความล้มเหลวไม่ส่งผลกระทบต่อผู้บริโภค เทคนิคเหล่านี้ควรป้องกันเหตุไม่ให้เกิดขึ้น ลดโอกาสที่ความล้มเหลวจะเกิดขึ้น หรือตรวจพบความล้มเหลวหลังจากที่สาเหตุได้แสดงออกมาแล้ว แต่ก่อนที่สาเหตุจะมีผลกระทบต่อผู้บริโภค

12. สำหรับวิธีการควบคุมแต่ละวิธี จะกำหนดระดับการตรวจจับ (D) - การตรวจหา คะแนนการตรวจจับมักจะให้คะแนนในระดับ 1 ถึง 10 โดยที่ 1 หมายความว่าวิธีการควบคุมจะตรวจจับปัญหาได้อย่างแม่นยำ และ 10 หมายความว่าจะไม่ตรวจพบปัญหา (หรือไม่มีการควบคุมเลย) คะแนนการตรวจจับถูกบันทึกไว้ในตาราง FMEA

13. คำนวณเลขลำดับความสำคัญของความเสี่ยง ( ความเสี่ยงของผู้บริโภค - RPN) ซึ่งเท่ากับสินค้า

ส * โอ * ด ตัวเลขนี้ช่วยให้คุณจัดลำดับความล้มเหลวที่อาจเกิดขึ้นตามความสำคัญ

14. มีการระบุการดำเนินการที่แนะนำ ซึ่งอาจรวมถึงการเปลี่ยนแปลงการออกแบบหรือกระบวนการเพื่อลดความรุนแรงของผลที่ตามมาหรือโอกาสของความล้มเหลว ทำได้ด้วย มาตรการเพิ่มเติมควบคุมเพื่อเพิ่มโอกาสในการตรวจจับความล้มเหลว

การทดสอบกระบวนการทางเทคโนโลยีเพื่อความสมบูรณ์

การทดสอบการออกแบบเพื่อความสมบูรณ์

การทดสอบเหล่านี้ดำเนินการกับผลิตภัณฑ์ต้นแบบชุดแรก จุดประสงค์คือเพื่อแสดงให้เห็นว่าการออกแบบผลิตภัณฑ์ตรงตามข้อกำหนดด้านความน่าเชื่อถือ

ในกรณีนี้ ไม่สำคัญว่าต้นแบบจะถูกสร้างขึ้นด้วยวิธีใดและความพยายามใดในการดีบั๊ก หากไม่บรรลุระดับความน่าเชื่อถือของผลิตภัณฑ์ตามที่ต้องการ จะต้องปรับปรุงการออกแบบ การทดสอบดำเนินต่อไปจนกว่าผลิตภัณฑ์จะตรงตามข้อกำหนดที่ระบุทั้งหมด

ในระหว่างการทดสอบเหล่านี้ ความล้มเหลวใน ช่วงเริ่มต้นการทำงานของผลิตภัณฑ์ ข้อมูลนี้ใช้เพื่อให้เกิดความสอดคล้องอย่างสมบูรณ์ระหว่างการออกแบบผลิตภัณฑ์และกระบวนการผลิต และเพื่อกำหนดจำนวนการทดสอบที่จำเป็นเพื่อให้ได้ความน่าเชื่อถือตามที่ต้องการเมื่อ [ผลิตภัณฑ์ถูกส่งไปยังลูกค้า

การทดสอบจะดำเนินการกับตัวอย่างผลิตภัณฑ์ชุดแรกด้วย ตัวอย่าง I เหล่านี้ทำงานในช่วงเวลาที่กำหนด มีการตรวจสอบประสิทธิภาพการทำงานอย่างรอบคอบและวัดอัตราความล้มเหลวที่ลดลง หลังจากช่วงรันอิน ข้อมูลการทดลองจะถูกเก็บรวบรวม ช่วยให้คุณสามารถวัดและตรวจสอบตัวบ่งชี้ความน่าเชื่อถือในการทำงานของผลิตภัณฑ์และเปรียบเทียบกับผลลัพธ์ | เสื่อทาทามิที่ได้รับจากการทดสอบผลิตภัณฑ์เพื่อความสมบูรณ์ I การสังเกตที่ดำเนินการระหว่างการทดสอบเหล่านี้ทำให้คุณสามารถตั้งค่าระยะเวลาที่ผลิตภัณฑ์กำลังทำงานอยู่

การทดสอบความทนทาน ในระหว่างการทดสอบเหล่านี้ การสึกหรอของส่วนประกอบผลิตภัณฑ์จะถูกบันทึกและกระจายส่วนประกอบ ข้อมูลที่ได้รับใช้สำหรับการกำจัด สาเหตุของความล้มเหลวที่เกิดขึ้นซึ่งนำไปสู่การลดลงอย่างไม่สามารถยอมรับได้ในอายุการใช้งานที่คาดหวังของผลิตภัณฑ์ มีการทดสอบความทนทานกับตัวอย่างผลิตภัณฑ์จำนวนหนึ่ง ในการทดสอบเหล่านี้ จำเป็นต้องกำหนดขอบเขตของการเปลี่ยนจากอัตราความล้มเหลวคงที่ไปเป็นการเพิ่มขึ้น และสร้างการแจกแจงสำหรับโหมดความล้มเหลวที่สังเกตได้แต่ละโหมด

หนึ่งในวิธีที่มีประสิทธิภาพในการปรับปรุงคุณภาพของวัตถุทางเทคนิคคือการวิเคราะห์ประเภทและผลที่ตามมาของความล้มเหลวที่อาจเกิดขึ้น (โหมดความล้มเหลวที่อาจเกิดขึ้นและการวิเคราะห์ผลกระทบ - FMEA) การวิเคราะห์ดำเนินการในขั้นตอนของการออกแบบโครงสร้างหรือกระบวนการทางเทคโนโลยี (ขั้นตอนที่เกี่ยวข้อง วงจรชีวิตผลิตภัณฑ์ - การพัฒนาและการจัดเตรียมสำหรับการผลิต) รวมทั้งเมื่อเสร็จสิ้นและปรับปรุงผลิตภัณฑ์ที่มีการผลิตแล้ว ขอแนะนำให้แบ่งการวิเคราะห์นี้ออกเป็นสองขั้นตอน: การวิเคราะห์ที่แยกจากกันในขั้นตอนของการพัฒนาการออกแบบและในขั้นตอนของการพัฒนา กระบวนการทางเทคโนโลยี.

มาตรฐาน (GOST R 51814.2-2001 ระบบคุณภาพในอุตสาหกรรมยานยนต์ วิธีวิเคราะห์ประเภทและผลที่ตามมาของข้อบกพร่องที่อาจเกิดขึ้น) ยังให้ความเป็นไปได้ในการใช้วิธี FMEA ในการพัฒนาและวิเคราะห์กระบวนการอื่นๆ เช่น การขาย บริการการตลาด

วัตถุประสงค์หลักของการวิเคราะห์ประเภทและผลของความล้มเหลวที่อาจเกิดขึ้น:

การระบุความล้มเหลวที่สำคัญที่ร้ายแรงและเป็นอันตรายถึงชีวิต สิ่งแวดล้อมและการพัฒนากิจกรรม
เพื่อลดโอกาสที่จะเกิดขึ้นและความรุนแรงของผลที่ตามมา

การระบุและกำจัดสาเหตุของความล้มเหลวของผลิตภัณฑ์ที่อาจเกิดขึ้นเพื่อปรับปรุงความน่าเชื่อถือ

ในระหว่างการวิเคราะห์ งานต่อไปนี้จะได้รับการแก้ไข:

การระบุความล้มเหลวที่เป็นไปได้ของวัตถุ (ผลิตภัณฑ์หรือกระบวนการ) และองค์ประกอบของวัตถุ (สิ่งนี้คำนึงถึงประสบการณ์ของการผลิตและการใช้งานวัตถุที่คล้ายคลึงกัน)

ศึกษาสาเหตุของความล้มเหลว การหาจำนวนความถี่ของการเกิด

การจำแนกความล้มเหลวตามความรุนแรงของผลที่ตามมาและการประเมินเชิงปริมาณของความสำคัญของผลที่ตามมาเหล่านี้

การประเมินความเพียงพอของเครื่องมือควบคุมและวินิจฉัย การประเมินความเป็นไปได้ของการตรวจจับความล้มเหลว ความเป็นไปได้ของการป้องกันความล้มเหลวในการใช้งานจริงของวิธีการเหล่านี้

การพัฒนาข้อเสนอสำหรับการเปลี่ยนแปลงการออกแบบและเทคโนโลยีการผลิตเพื่อลดโอกาสของความล้มเหลวและความวิพากษ์วิจารณ์

การพัฒนาหลักเกณฑ์การปฏิบัติสำหรับบุคลากรในกรณีที่เกิดความล้มเหลวร้ายแรง

การวิเคราะห์ข้อผิดพลาดของบุคลากรที่อาจเกิดขึ้น

เพื่อดำเนินการวิเคราะห์ จะมีการจัดตั้งกลุ่มผู้เชี่ยวชาญขึ้นด้วย ประสบการณ์จริงและสูง ระดับมืออาชีพในด้านการออกแบบวัตถุที่คล้ายกัน การรู้กระบวนการของส่วนประกอบการผลิตและการประกอบวัตถุ "เทคโนโลยีสำหรับการตรวจสอบและวินิจฉัยสถานะของวัตถุ วิธีการ" ของการบำรุงรักษาและการซ่อมแซม ใช้วิธีระดมความคิด ในขณะเดียวกัน ในขั้นตอนของการวิเคราะห์เชิงคุณภาพ แบบแผนโครงสร้างวัตถุ: วัตถุถือเป็นระบบที่ประกอบด้วยระบบย่อย ในระดับต่างๆซึ่งในทางกลับกันประกอบด้วยองค์ประกอบที่แยกจากกัน

มีการวิเคราะห์ประเภทความล้มเหลวที่เป็นไปได้และผลที่ตามมาจากล่างขึ้นบน เช่น จากองค์ประกอบสู่ระบบย่อย และจากนั้นไปยังวัตถุโดยรวม การวิเคราะห์พิจารณาว่าความล้มเหลวแต่ละครั้งอาจมีสาเหตุหลายประการและผลที่ตามมาหลายประการ

ในขั้นตอนของการวิเคราะห์เชิงปริมาณ อย่างเชี่ยวชาญ จุดวิกฤตของความล้มเหลวจะได้รับการประเมินโดยคำนึงถึงความเป็นไปได้ที่จะเกิดขึ้น ความน่าจะเป็นของการตรวจจับและการประเมินความรุนแรงของผลที่ตามมา ความเสี่ยงของความล้มเหลว (priority หมายเลขความเสี่ยง) สามารถพบได้โดยสูตร: I

โดยที่ค่าของ O ถูกกำหนดเป็นคะแนนขึ้นอยู่กับความน่าจะเป็นของความล้มเหลว - ความน่าจะเป็นของการตรวจจับ (การตรวจจับ) ของความล้มเหลว " ขึ้นอยู่กับความรุนแรงของผลที่ตามมาของความล้มเหลว

ค่าที่พบจะถูกเปรียบเทียบกับค่าวิกฤตสำหรับแต่ละองค์ประกอบสำหรับเหตุผลแต่ละข้อและสำหรับผลลัพธ์ที่เป็นไปได้แต่ละอย่าง ค่าวิกฤตถูกกำหนดไว้ล่วงหน้าและเลือกในช่วง 100 ถึง 125 การลดค่าวิกฤตสอดคล้องกับการพัฒนาผลิตภัณฑ์และกระบวนการที่น่าเชื่อถือยิ่งขึ้น

สำหรับความล้มเหลวแต่ละครั้งที่ค่า R เกินค่าวิกฤต มาตรการต่างๆ ได้รับการพัฒนาเพื่อลดค่าดังกล่าวโดยการปรับปรุงการออกแบบและเทคโนโลยีการผลิต สำหรับตัวแปรใหม่ของอ็อบเจ็กต์ ค่าวิกฤตของอ็อบเจกต์ R จะถูกคำนวณใหม่ หากจำเป็น ขั้นตอนการแก้ไขจะทำซ้ำอีกครั้ง

วิธีการ FMEA ตัวอย่าง

FMEA (การวิเคราะห์โหมดความล้มเหลวและผลกระทบ) คือการวิเคราะห์รูปแบบและผลที่ตามมาของความล้มเหลว การพัฒนาและเผยแพร่ครั้งแรกโดยกลุ่มอุตสาหกรรมการทหารของสหรัฐฯ (ในรูปแบบของ MIL-STD-1629) การวิเคราะห์โหมดความล้มเหลวและผลกระทบได้รับความนิยมอย่างมากในปัจจุบัน เนื่องจากบางอุตสาหกรรมได้พัฒนาและเผยแพร่มาตรฐาน FMEA โดยเฉพาะ

ตัวอย่างบางส่วนของมาตรฐานดังกล่าว:

• MIL-STD-1629. พัฒนาในสหรัฐอเมริกาและเป็นบรรพบุรุษของมาตรฐาน FMEA ที่ทันสมัยทั้งหมด
• SAE-ARP-5580 เป็นการแก้ไข MIL-STD-1629 พร้อมคลังองค์ประกอบบางอย่างสำหรับอุตสาหกรรมยานยนต์ ใช้ในหลายอุตสาหกรรม
• SAE J1739 เป็นมาตรฐาน FMEA สำหรับโหมดความล้มเหลวที่อาจเกิดขึ้นและการวิเคราะห์ผลกระทบในการออกแบบ (DFMEA) และการวิเคราะห์โหมดความล้มเหลวที่อาจเกิดขึ้นในการผลิตและการประกอบ กระบวนการ PFMEA) มาตรฐานนี้ช่วยในการระบุและลดความเสี่ยงโดยการให้ข้อกำหนด ข้อกำหนด แผนภูมิการจัดอันดับและเวิร์กชีตที่เหมาะสม ตามมาตรฐาน เอกสารนี้มีข้อกำหนดและคำแนะนำเพื่อแนะนำผู้ใช้ตลอดการใช้งาน FMEA
• AIAG FMEA-3 เป็นมาตรฐานเฉพาะที่ใช้ในอุตสาหกรรมยานยนต์
• มาตรฐาน FMEA ภายในของผู้ผลิตรถยนต์รายใหญ่
• กระบวนการที่พัฒนาขึ้นในอดีตในหลายบริษัทและอุตสาหกรรม มีความคล้ายคลึงกับการวิเคราะห์ประเภทและผลที่ตามมาของความล้มเหลว บางทีวันนี้อาจเป็น "มาตรฐาน" ของ FMEA ที่ครอบคลุมมากที่สุด

มาตรฐานทั้งหมดสำหรับการวิเคราะห์รูปแบบความล้มเหลวและผลที่ตามมา (เผยแพร่หรือพัฒนาตามประวัติศาสตร์) โดยทั่วไปมีความคล้ายคลึงกันมาก ให้ไว้ด้านล่าง คำอธิบายทั่วไปให้ภาพรวมของ FMEA เป็นวิธีการ มีเจตนาไม่ลึกซึ้งมากและครอบคลุมแนวทาง FMEA ที่ใช้อยู่ในปัจจุบันส่วนใหญ่

ก่อนอื่นต้องกำหนดขอบเขตของระบบวิเคราะห์ให้ชัดเจน ระบบสามารถ อุปกรณ์ทางเทคนิคกระบวนการหรือสิ่งอื่นใดภายใต้การวิเคราะห์ FME

นอกจากนี้ ประเภทของความล้มเหลวที่อาจเกิดขึ้น ผลที่ตามมา และ เหตุผลที่เป็นไปได้เกิดขึ้น ขึ้นอยู่กับขนาด ลักษณะและความซับซ้อนของระบบ การกำหนดประเภทของความล้มเหลวที่เป็นไปได้สามารถทำได้สำหรับทั้งระบบโดยรวมหรือสำหรับระบบย่อยแต่ละระบบแยกกัน ในกรณีหลัง ผลที่ตามมาของความล้มเหลวในระดับระบบย่อยจะปรากฏเป็นโหมดความล้มเหลวในระดับที่สูงกว่า การระบุประเภทและผลที่ตามมาของความล้มเหลวควรทำโดยใช้วิธี "จากล่างขึ้นบน" ก่อนถึง ระดับสูงระบบต่างๆ ในการจำแนกลักษณะประเภทและผลที่ตามมาของความล้มเหลวซึ่งกำหนดไว้ที่ระดับบนสุดของระบบ จะใช้พารามิเตอร์ต่างๆ เช่น ความรุนแรง ระดับวิกฤตของความล้มเหลว ความน่าจะเป็นของเหตุการณ์ ฯลฯ พารามิเตอร์เหล่านี้สามารถคำนวณ "จากล่างขึ้นบน" จากระดับล่างของระบบ หรือตั้งค่าไว้อย่างชัดเจนที่ระดับบน พารามิเตอร์เหล่านี้สามารถเป็นได้ทั้งเชิงปริมาณและเชิงคุณภาพ ด้วยเหตุนี้ สำหรับแต่ละองค์ประกอบของระบบระดับบนสุด จึงคำนวณการวัดเฉพาะของตัวเอง โดยคำนวณจากพารามิเตอร์เหล่านี้ตามอัลกอริธึมที่เหมาะสม ในกรณีส่วนใหญ่ มาตรการนี้เรียกว่า "อัตราส่วนความเสี่ยง" "ระดับความรุนแรง" "ระดับความเสี่ยง" หรือสิ่งที่คล้ายกัน วิธีการใช้การวัดดังกล่าวและวิธีการคำนวณสามารถกำหนดได้เฉพาะในแต่ละกรณีและเป็นจุดเริ่มต้นที่ดีสำหรับความหลากหลาย แนวทางที่ทันสมัยการวิเคราะห์โหมดความล้มเหลวและผลกระทบ (FMEA)

ตัวอย่างการใช้งาน FMEA ในเขตอุตสาหกรรมการทหาร

วัตถุประสงค์ของพารามิเตอร์ "ความรุนแรง" คือเพื่อแสดงให้เห็นว่าข้อกำหนดด้านความปลอดภัยของระบบเป็นไปตามข้อกำหนดอย่างสมบูรณ์ (ในกรณีที่ง่ายที่สุด นี่หมายความว่าตัวบ่งชี้วิกฤตทั้งหมดต่ำกว่าระดับที่กำหนดไว้ล่วงหน้า

FMECA ย่อมาจาก Failure Mode, Effects and Criticality Analysis

ตัวชี้วัดหลักที่ใช้ในการคำนวณค่าวิกฤตคือ:

• อัตราความล้มเหลว (กำหนดโดยการคำนวณเวลาเฉลี่ยระหว่างความล้มเหลว - MTBF)
• ความน่าจะเป็นของความล้มเหลว (เป็นเปอร์เซ็นต์ของตัวบ่งชี้อัตราความล้มเหลว)
• เวลาทำงาน

ดังนั้นจึงเห็นได้ชัดว่าพารามิเตอร์วิกฤตมีค่าที่แน่นอนอย่างแท้จริงสำหรับแต่ละระบบ (หรือส่วนประกอบ)

มีแคตตาล็อก (ไลบรารี) ที่มีอยู่มากมายซึ่งมีความเป็นไปได้ที่จะล้มเหลว ประเภทต่างๆสำหรับชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ต่างๆ:

• FMD 97
• MIL-HDBK-338B
• NPRD3

ตัวอธิบายไลบรารีสำหรับองค์ประกอบเฉพาะ โดยทั่วไป จะมีลักษณะดังนี้:

เนื่องจากการคำนวณค่าพารามิเตอร์วิกฤตของความล้มเหลวจำเป็นต้องทราบค่าของตัวบ่งชี้อัตราความล้มเหลวในคอมเพล็กซ์อุตสาหกรรมการทหารก่อนที่จะใช้วิธีการ FME [C] วิธีการคำนวณวิธี MTBF ซึ่งผลลัพธ์ที่ได้ ถูกใช้โดย FME [C] A. สำหรับองค์ประกอบของระบบ ระดับวิกฤตของความล้มเหลวซึ่งเกินค่าความคลาดเคลื่อนที่กำหนดโดยข้อกำหนดด้านความปลอดภัย จะต้องดำเนินการ Fault Tree Analysis (FTA) ที่เหมาะสมด้วย ในกรณีส่วนใหญ่ Failure Modes, Effects and Severity Analysis (FMEA) สำหรับความต้องการของคอมเพล็กซ์อุตสาหกรรมทางทหารจะดำเนินการโดยผู้เชี่ยวชาญเพียงคนเดียว (ซึ่งเป็นผู้เชี่ยวชาญในการออกแบบวงจรอิเล็กทรอนิกส์หรือผู้เชี่ยวชาญในการควบคุมคุณภาพ) หรือผู้เชียวชาญเพียงเล็กน้อย กลุ่มผู้เชี่ยวชาญดังกล่าว

FMEA ในอุตสาหกรรมยานยนต์

สำหรับแต่ละหมายเลขลำดับความสำคัญความเสี่ยง (RPN) ของความล้มเหลวที่เกินระดับที่กำหนดไว้ (มักจะ 60 หรือ 125) การดำเนินการแก้ไขจะถูกระบุและดำเนินการ ตามกฎแล้วผู้รับผิดชอบในการดำเนินการตามมาตรการดังกล่าวระยะเวลาของการดำเนินการและวิธีการสาธิตประสิทธิภาพของการดำเนินการแก้ไขที่ตามมาจะถูกกำหนด หลังจากดำเนินมาตรการแก้ไขแล้ว ค่าของปัจจัยเสี่ยงที่เสี่ยงต่อความล้มเหลวจะได้รับการประเมินใหม่และเปรียบเทียบกับค่าสูงสุดที่กำหนดไว้

ตัวชี้วัดหลักที่ใช้ในการคำนวณค่า Risk Priority Ratio ได้แก่

• โอกาสที่จะล้มเหลว
• วิกฤต
• ความน่าจะเป็นของการตรวจจับความล้มเหลว

ในกรณีส่วนใหญ่ Risk Priority Ratio ได้มาจากพื้นฐานของค่าของตัวบ่งชี้สามตัวข้างต้น (ค่าที่ไม่มีมิติซึ่งอยู่ในช่วงตั้งแต่ 1 ถึง 10) เช่น เป็นค่าที่คำนวณได้ซึ่งแตกต่างกันภายในขอบเขตเดียวกัน อย่างไรก็ตาม ในกรณีที่มีค่าที่แท้จริง (ย้อนหลัง) ที่แน่นอนของอัตราความล้มเหลวสำหรับระบบเฉพาะ ขอบเขตของการค้นหา Risk Priority Factor สามารถขยายได้หลายครั้ง ตัวอย่างเช่น

ในกรณีส่วนใหญ่ การวิเคราะห์ FMEA ในอุตสาหกรรมยานยนต์จะดำเนินการภายใน กลุ่มทำงานตัวแทนจากหน่วยงานต่างๆ (R&D, การผลิต, การบริการ, การควบคุมคุณภาพ)

คุณสมบัติของวิธีการวิเคราะห์ FMEA, FMECA และ FMEDA

วิธีการวิเคราะห์ความน่าเชื่อถือ FMEA (โหมดความล้มเหลวและการวิเคราะห์ผลที่ตามมา), FMECA (โหมดความล้มเหลว ผลที่ตามมา และการวิเคราะห์ความรุนแรง) และ FMEDA (โหมดความล้มเหลว ผลที่ตามมา และการวิเคราะห์การวินิจฉัย) แม้ว่าจะมีสิ่งที่เหมือนกันมาก แต่ก็มีความแตกต่างที่น่าสังเกตหลายประการ

ในขณะที่ FMEA เป็นวิธีการที่ช่วยให้คุณสามารถกำหนดสถานการณ์ (วิธี) ที่ผลิตภัณฑ์ (อุปกรณ์) อุปกรณ์ป้องกันฉุกเฉิน (ESD) กระบวนการทางเทคโนโลยีหรือระบบอาจล้มเหลว (ดูมาตรฐาน IEC 60812 "เทคนิคการวิเคราะห์สำหรับความน่าเชื่อถือของระบบ - ขั้นตอนสำหรับความล้มเหลว การวิเคราะห์โหมดและเอฟเฟกต์ (FMEA) "),

FMECA นอกเหนือจาก FMEA แล้ว ยังจัดลำดับโหมดความล้มเหลวที่ระบุตามลำดับความสำคัญ (วิกฤต) โดยการคำนวณหนึ่งในสองตัวบ่งชี้ - หมายเลขลำดับความสำคัญของความเสี่ยงหรือระดับวิกฤตของความล้มเหลวของความล้มเหลว

และวัตถุประสงค์ของ FMEDA คือการคำนวณอัตราความล้มเหลวของระบบปลายทาง ซึ่งถือได้ว่าเป็นอุปกรณ์หรือกลุ่มอุปกรณ์ที่ทำหน้าที่ซับซ้อนกว่า ระเบียบวิธีของ FMEDA สำหรับการวิเคราะห์โหมด ผลที่ตามมา และการวินิจฉัยความล้มเหลวได้รับการพัฒนาขึ้นเป็นครั้งแรกสำหรับการวิเคราะห์อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ และต่อมาขยายไปสู่ระบบเครื่องกลและระบบเครื่องกลไฟฟ้า

แนวคิดทั่วไปและแนวทาง FMEA, FMECA และ FMEDA

FMEA, FMECA และ FMEDA ร่วมกัน แนวคิดพื้นฐานส่วนประกอบ อุปกรณ์ และการจัดวาง (ปฏิสัมพันธ์) ฟังก์ชันเครื่องมือวัดความปลอดภัย (SIF) ประกอบด้วยอุปกรณ์หลายอย่างที่ต้องตรวจสอบให้แน่ใจว่ามีการดำเนินการที่จำเป็นเพื่อปกป้องเครื่องจักร อุปกรณ์ หรือกระบวนการทางเทคโนโลยีจากผลที่ตามมาของอันตรายหรือความล้มเหลว ตัวอย่างอุปกรณ์ ESD ได้แก่ คอนเวอร์เตอร์ ฉนวน กลุ่มผู้ติดต่อ ฯลฯ

อุปกรณ์แต่ละชิ้นประกอบด้วยส่วนประกอบ ตัวอย่างเช่น เครื่องส่งสามารถประกอบด้วยส่วนประกอบต่างๆ เช่น ปะเก็น สลักเกลียว ไดอะแฟรม วงจรไฟฟ้าฯลฯ

การประกอบอุปกรณ์ถือได้ว่าเป็นอุปกรณ์รวมอุปกรณ์เดียวที่ใช้ฟังก์ชัน ESD ตัวอย่างเช่น แอ๊คทูเอเตอร์-ตัวกำหนดตำแหน่ง-วาล์วคือชุดอุปกรณ์ ซึ่งเมื่อรวมกันแล้วถือได้ว่าเป็นองค์ประกอบด้านความปลอดภัยขั้นสุดท้ายของ ESD ส่วนประกอบ อุปกรณ์ และชุดประกอบสามารถเป็นส่วนหนึ่งของระบบขั้นสุดท้ายเพื่อวัตถุประสงค์ในการประเมิน FMEA, FMECA หรือ FMEDA

วิธีการพื้นฐานที่อยู่เบื้องหลัง FMEA, FMECA และ FMEDA สามารถนำไปใช้ก่อนหรือระหว่างการออกแบบ การผลิต หรือการประกอบขั้นสุดท้ายของระบบขั้นสุดท้าย วิธีการพื้นฐานจะพิจารณาและวิเคราะห์โหมดความล้มเหลวของแต่ละส่วนประกอบที่เป็นส่วนหนึ่งของแต่ละอุปกรณ์ เพื่อประเมินโอกาสที่ส่วนประกอบทั้งหมดจะล้มเหลว

ในกรณีที่ทำการวิเคราะห์ FME สำหรับแอสเซมบลี นอกเหนือจากการระบุโหมดและผลที่ตามมาของความล้มเหลว ควรพัฒนาแผนภาพบล็อก (ไดอะแกรม) ของความน่าเชื่อถือของแอสเซมบลีนี้เพื่อประเมินการทำงานร่วมกันของอุปกรณ์ระหว่างกัน (ดู IEC มาตรฐาน 61078: 2006 "เทคนิคการวิเคราะห์เพื่อความน่าเชื่อถือ - แผนภาพบล็อกความน่าเชื่อถือและวิธีการบูลีน ")

ป้อนข้อมูล ผลลัพธ์ และประเมินผล FMEA, FMECA, FMEDAแสดงเป็นแผนผังในภาพ (ขวา) ขยายภาพ

วิธีการทั่วไปกำหนดขั้นตอนหลักต่อไปนี้สำหรับการวิเคราะห์ FME:

• คำจำกัดความของระบบสุดท้ายและโครงสร้าง
• การกำหนดสถานการณ์ที่เป็นไปได้สำหรับการวิเคราะห์
• การประเมินสถานการณ์ที่เป็นไปได้ของการรวมสถานการณ์
• ดำเนินการวิเคราะห์ FME
• การประเมินผลการวิเคราะห์ FME (รวมถึง FMECA, FMEDA)

การใช้ระเบียบวิธี FMECA กับผลลัพธ์ของโหมดความล้มเหลวและการวิเคราะห์ผลกระทบ (FMEA) ให้โอกาสในการประเมินความเสี่ยงที่เกี่ยวข้องกับความล้มเหลว และวิธีการของ FMEDA ให้โอกาสในการประเมินความน่าเชื่อถือ

สำหรับทุกคน อุปกรณ์ง่ายๆมีการพัฒนาตาราง FME ซึ่งจะนำไปใช้กับสถานการณ์การวิเคราะห์ที่กำหนดไว้แต่ละสถานการณ์ โครงสร้างของตาราง FME อาจแตกต่างกันไปตาม FMEA, FMECA หรือ FMEDA และยังขึ้นอยู่กับลักษณะของระบบขั้นสุดท้ายที่กำลังวิเคราะห์

ผลของการวิเคราะห์รูปแบบและผลที่ตามมาของความล้มเหลวคือรายงานที่มีตาราง FME ที่ตรวจสอบแล้วทั้งหมด (หากจำเป็น ปรับโดยคณะทำงานของผู้เชี่ยวชาญ) และข้อสรุป / การตัดสิน / การตัดสินใจเกี่ยวกับระบบขั้นสุดท้าย หากระบบเป้าหมายได้รับการแก้ไขหลังจากการวิเคราะห์ FME จะต้องทำซ้ำขั้นตอน FMEA

ความแตกต่างระหว่างการประมาณการและผลลัพธ์ของการวิเคราะห์ FME-, FMEC- และ FMED

แม้ว่าขั้นตอนพื้นฐานสำหรับการวิเคราะห์ FME โดยทั่วไปจะเหมือนกันสำหรับ FMEA, FMECA และ FMEDA แต่คะแนนและผลลัพธ์ต่างกัน

ผลลัพธ์ของ FMECA รวมถึงผลลัพธ์ของ FMEA รวมถึงการจัดอันดับโหมดความล้มเหลวและผลที่ตามมาทั้งหมด การจัดอันดับนี้ใช้เพื่อระบุส่วนประกอบ (หรืออุปกรณ์) ที่มีมากกว่า ระดับสูงผลกระทบต่อความน่าเชื่อถือของระบบสุดท้าย (เป้าหมาย) โดดเด่นด้วยตัวบ่งชี้ความปลอดภัยเช่นความน่าจะเป็นเฉลี่ยของความล้มเหลวตามต้องการ (PFDavg) อัตราความล้มเหลวที่เป็นอันตรายเฉลี่ย (PFHavg)) เวลาเฉลี่ยระหว่างความล้มเหลว (MTTF) หรือเวลาเฉลี่ย สู่ความล้มเหลวที่เป็นอันตราย (MTTFd)

ผลลัพธ์ของ FMECA สามารถใช้สำหรับการประเมินเชิงคุณภาพหรือเชิงปริมาณ และในทั้งสองกรณี ผลลัพธ์เหล่านี้ควรแสดงด้วยเมทริกซ์วิกฤตของระบบขั้นสุดท้าย ซึ่งแสดงให้เห็นแบบกราฟิกว่าส่วนประกอบ (หรืออุปกรณ์) ใดมีผลกระทบต่อความน่าเชื่อถือของระบบสุดท้าย (หรืออุปกรณ์) มาก/น้อย ( เป้าหมาย) ระบบ

ผลลัพธ์ของ FMEDA รวมถึงผลลัพธ์ของ FMEA และข้อมูลความน่าเชื่อถือของระบบปลายทาง สามารถใช้เพื่อตรวจสอบว่าระบบตรงตามระดับ SIL เป้าหมาย การรับรอง SIL หรือเป็นพื้นฐานสำหรับการคำนวณ SIL เป้าหมายของอุปกรณ์ ESD

FMEDA ให้การประมาณการเชิงปริมาณของตัวบ่งชี้ความน่าเชื่อถือ เช่น:

• อัตราความล้มเหลวที่ตรวจพบอย่างปลอดภัย (อัตราการวินิจฉัย / ตรวจพบความล้มเหลวในความปลอดภัย) - ความถี่ (อัตรา) ของความล้มเหลวของระบบขั้นสุดท้ายโดยถ่ายโอนสถานะการทำงานจากปกติเป็นปลอดภัย ระบบ PAZ หรือผู้ปฏิบัติงานได้รับแจ้ง ป้องกันเป้าหมายหรืออุปกรณ์
• อัตราความล้มเหลวที่ตรวจไม่พบอย่างปลอดภัย (อัตราความล้มเหลวในความปลอดภัยที่ตรวจไม่พบ/ตรวจไม่พบ) - ความถี่ (อัตรา) ของความล้มเหลวของระบบขั้นสุดท้าย ถ่ายโอนสถานะการทำงานจากปกติเป็นปลอดภัย ระบบ ESD หรือผู้ปฏิบัติงานไม่ได้รับแจ้ง การติดตั้งเป้าหมายหรืออุปกรณ์ได้รับการป้องกัน
• อัตราความล้มเหลวที่ตรวจพบอันตราย (อัตราการวินิจฉัย / ตรวจพบความล้มเหลวที่เป็นอันตราย) - ความถี่ (อัตรา) ของความล้มเหลวของระบบขั้นสุดท้ายที่จะยังคงอยู่ในสถานะปกติเมื่อมีความจำเป็น แต่ระบบ ESD หรือผู้ปฏิบัติงานได้รับแจ้งให้แก้ไข ปัญหาหรือดำเนินการ การซ่อมบำรุง... การติดตั้งเป้าหมายหรืออุปกรณ์ไม่ได้รับการป้องกัน แต่ปัญหาได้รับการระบุและมีโอกาสที่จะแก้ไขปัญหาก่อนที่จะมีความจำเป็น
• อัตราความล้มเหลวที่ตรวจไม่พบอันตราย (อัตราความล้มเหลวที่เป็นอันตรายที่ไม่ได้รับการวินิจฉัย / ตรวจไม่พบ) - ความถี่ (อัตรา) ของความล้มเหลวของระบบขั้นสุดท้ายซึ่งจะยังคงอยู่ในสถานะปกติเมื่อมีความจำเป็น แต่ระบบหรือตัวดำเนินการ ESD จะไม่ได้รับแจ้ง . การตั้งค่าเป้าหมายหรืออุปกรณ์ไม่ได้รับการป้องกัน ปัญหาแฝงอยู่ และ ทางเดียวเท่านั้นการแก้ไขปัญหาคือทำการทดสอบการควบคุม (ตรวจสอบ) หากจำเป็น FMEDA สามารถระบุได้ว่าการทดสอบหลักฐานสามารถระบุความล้มเหลวที่เป็นอันตรายที่ไม่ได้รับการวินิจฉัยได้มากเพียงใด กล่าวอีกนัยหนึ่ง คะแนน FMEDA ช่วยในการจัดเตรียมตัวชี้วัดประสิทธิภาพสำหรับการทดสอบ Proof Test (Et) หรือ Proof Test Coverage (PTC) เมื่อทำการทดสอบการพิสูจน์ (การตรวจสอบ) ของระบบเป้าหมาย
• อัตราความล้มเหลวของการประกาศ - ความถี่ (ความเข้ม) ของความล้มเหลวของระบบปลายทาง ซึ่งจะไม่ส่งผลต่อประสิทธิภาพความปลอดภัยเมื่อสถานะการทำงานถูกถ่ายโอนจากสถานะปกติเป็นสถานะปลอดภัย
• อัตราความล้มเหลวของผลกระทบ - ความถี่ (อัตรา) ของความล้มเหลวอื่น ๆ ที่จะไม่นำไปสู่การเปลี่ยนแปลงสถานะการทำงานของระบบขั้นสุดท้ายจากปกติเป็นปลอดภัยหรือเป็นอันตราย

KConsult C.I.S. เสนอ บริการอย่างมืออาชีพผู้ปฏิบัติงานชาวยุโรปที่ผ่านการรับรองในการดำเนินการวิเคราะห์ FMEA, FMECA, FMEDA ตลอดจนแนะนำระเบียบวิธี FMEA ในกิจกรรมประจำวันขององค์กรอุตสาหกรรม

ด้วยกฎการแจกแจงแบบเอ็กซ์โพเนนเชียลของเวลาการกู้คืนและเวลาระหว่างความล้มเหลว เครื่องมือทางคณิตศาสตร์ของกระบวนการสุ่มของ Markov ถูกนำมาใช้ในการคำนวณตัวบ่งชี้ความน่าเชื่อถือของระบบที่มีการกู้คืน ในกรณีนี้ การทำงานของระบบจะอธิบายโดยกระบวนการเปลี่ยนสถานะ ระบบจะแสดงเป็นกราฟที่เรียกว่ากราฟการเปลี่ยนสถานะเป็นสถานะ

กระบวนการสุ่มในระบบทางกายภาพใด ๆ ส ถูกเรียก Markov, หากมีคุณสมบัติดังต่อไปนี้ : ชั่วขณะหนึ่ง t 0 ความน่าจะเป็นของสถานะระบบในอนาคต (เสื้อ> t 0 ) ขึ้นอยู่กับสภาพในปัจจุบันเท่านั้น

(t = t 0 ) และไม่ขึ้นอยู่กับว่าระบบมาถึงสถานะนี้เมื่อใดและอย่างไร (มิฉะนั้น ด้วยปัจจุบันที่แน่นอน อนาคตไม่ได้ขึ้นอยู่กับกระบวนการก่อนประวัติศาสตร์ - อดีต)

t< t 0

เสื้อ> t 0

สำหรับกระบวนการมาร์คอฟ "อนาคต" ขึ้นอยู่กับ "อดีต" ผ่าน "ปัจจุบัน" เท่านั้น กล่าวคือ กระบวนการในอนาคตขึ้นอยู่กับเหตุการณ์ในอดีตที่มีอิทธิพลต่อสถานะของกระบวนการในขณะนั้นเท่านั้น

กระบวนการมาร์คอฟในฐานะกระบวนการที่ไม่มีผลที่ตามมา ไม่ได้หมายถึงความเป็นอิสระอย่างสมบูรณ์จากอดีต เพราะมันแสดงออกมาในปัจจุบัน

เมื่อใช้วิธี โดยทั่วไปสำหรับระบบ ส , คุณต้องมี แบบจำลองทางคณิตศาสตร์เป็นชุดของสถานะระบบ ส 1 , ส 2 , ..., ส น ซึ่งสามารถเกิดขึ้นได้ในกรณีที่เกิดความล้มเหลวและการบูรณะองค์ประกอบ

เมื่อรวบรวมแบบจำลอง สมมติฐานต่อไปนี้ถูกนำมาใช้:

องค์ประกอบที่ล้มเหลวของระบบ (หรือตัววัตถุเอง) จะถูกกู้คืนทันที (การเริ่มต้นของการกู้คืนเกิดขึ้นพร้อมกับช่วงเวลาของความล้มเหลว)

ไม่มีการจำกัดจำนวนการบูรณะ

หากกระแสของเหตุการณ์ทั้งหมดที่โอนระบบ (วัตถุ) จากรัฐหนึ่งไปยังอีกรัฐหนึ่งคือปัวซอง (ง่ายที่สุด) แล้ว กระบวนการสุ่มการเปลี่ยนภาพจะเป็นกระบวนการของ Markov ที่มีเวลาต่อเนื่องและสภาวะที่ไม่ต่อเนื่อง ส 1 , ส 2 , ..., ส น .

กฎพื้นฐานสำหรับการวาดแบบจำลอง:

1. แบบจำลองทางคณิตศาสตร์แสดงเป็นกราฟสถานะ ซึ่ง

ก) วงกลม (จุดยอดของกราฟส 1 , ส 2 , ..., ส น ) - สถานะระบบที่เป็นไปได้ ส , ที่เกิดจากความล้มเหลวขององค์ประกอบ

b) ลูกศร- ทิศทางที่เป็นไปได้ของการเปลี่ยนจากสถานะเดียว ส ผม ไปอีก ส เจ .

ด้านบน/ด้านล่างของลูกศรแสดงถึงความเข้มของการเปลี่ยนภาพ

ตัวอย่างกราฟ:

S0 - สภาพการทำงาน;

S1 - สถานะของความล้มเหลว

"ลูป" หมายถึงความล่าช้าในสถานะใดสถานะหนึ่ง S0 และ S1 ที่เกี่ยวข้อง:

สภาพดีอย่างต่อเนื่อง;

สถานะความล้มเหลวยังคงดำเนินต่อไป

กราฟสถานะสะท้อนถึงสถานะที่เป็นไปได้ของระบบอย่าง จำกัด (ไม่ต่อเนื่อง) ส 1 , ส 2 , ..., ส น . จุดยอดแต่ละจุดของกราฟสอดคล้องกับสถานะใดสถานะหนึ่ง

2. เพื่ออธิบายกระบวนการสุ่มของการเปลี่ยนสถานะ (ความล้มเหลว / การกู้คืน) ใช้ความน่าจะเป็นของรัฐ

P1 (t), P2 (t), ... , P ผม (ท), ..., น. (ท) ,

ที่ไหน พี ผม (ท) - ความน่าจะเป็นที่จะพบระบบในขณะนั้น tวี ผม- สภาพม.

แน่นอน สำหรับใครก็ได้ t

(เงื่อนไขการทำให้เป็นมาตรฐานเนื่องจากสถานะอื่นที่ไม่ใช่ ส 1 , ส 2 , ..., ส น ไม่).

3. จากกราฟสถานะ ระบบของสมการเชิงอนุพันธ์สามัญของลำดับที่หนึ่ง (สมการ Kolmogorov-Chapman) ถูกรวบรวม

พิจารณาองค์ประกอบการติดตั้งหรือการติดตั้งที่ไม่ซ้ำซ้อน ซึ่งสามารถอยู่ในสองสถานะ: ส 0 -fail-safe (มีประสิทธิภาพ),ส 1 - สถานะของความล้มเหลว (การกู้คืน)

ให้เรากำหนดความน่าจะเป็นที่สอดคล้องกันของสถานะขององค์ประกอบ R 0 (t): พี 1 (t) ตอนไหนก็ได้ tภายใต้เงื่อนไขเริ่มต้นที่แตกต่างกัน เราจะแก้ปัญหานี้ภายใต้เงื่อนไขดังที่ได้กล่าวไปแล้วว่าการไหลของความล้มเหลวนั้นง่ายที่สุดด้วย λ = คอนสตและการฟื้นตัว μ = คอนสต, กฎการกระจายของเวลาระหว่างความล้มเหลวและเวลาการกู้คืนเป็นเลขชี้กำลัง

ผลรวมของความน่าจะเป็น พี 0 (t) + พี 1 (t) = 1 - ความน่าจะเป็นของเหตุการณ์ที่เชื่อถือได้ เราแก้ไขช่วงเวลา t และหาความน่าจะเป็น พี (t + ∆ t) ว่าในขณะนั้น t + ∆ tรายการอยู่ในการทำงาน เหตุการณ์นี้เป็นไปได้เมื่อตรงตามเงื่อนไขสองประการ

ณ เวลา t องค์ประกอบอยู่ในสถานะ ส 0 และเมื่อเวลาผ่านไป tไม่มีความล้มเหลวเกิดขึ้น ความน่าจะเป็นของการทำงานขององค์ประกอบถูกกำหนดโดยกฎของการคูณความน่าจะเป็นของเหตุการณ์อิสระ ความน่าจะเป็นที่ในขณะนี้ tรายการเป็นและเงื่อนไข ส 0 , เท่ากับ พี 0 (t). ความน่าจะเป็นที่เมื่อเวลาผ่านไป tเขาไม่ได้ปฏิเสธเท่ากับ อี -λ∆ t . ด้วยความแม่นยำถึงค่าของลำดับที่เล็กกว่า เราสามารถเขียน

ดังนั้น ความน่าจะเป็นของสมมติฐานนี้จึงเท่ากับผลคูณ พี 0 (t) (1- λ ∆ t).

2. ชั่วขณะหนึ่ง tรายการอยู่ในสถานะ ส 1 (อยู่ในภาวะฟื้นตัว) ในระหว่าง ∆ tการกู้คืนสิ้นสุดลงและรายการเข้าสู่สถานะ ส 0 ... ความน่าจะเป็นนี้ยังกำหนดโดยกฎของการคูณความน่าจะเป็นของเหตุการณ์อิสระ ความน่าจะเป็นที่ในช่วงเวลาหนึ่ง tรายการอยู่ในสถานะ ส 1 , เท่ากับ R 1 (t). ความน่าจะเป็นที่การกู้คืนสิ้นสุดลง เรากำหนดผ่านความน่าจะเป็นของเหตุการณ์ตรงกันข้าม นั่นคือ

1 - อี -μ∆ t = μ· ∆ t

ดังนั้น ความน่าจะเป็นของสมมติฐานที่สองคือ พี 1 (t) ·μ· ∆ t/

ความน่าจะเป็นของสถานะการทำงานของระบบ ณ เวลานั้น (t + ∆ t) ถูกกำหนดโดยความน่าจะเป็นของผลรวมของเหตุการณ์ที่เข้ากันไม่ได้โดยอิสระเมื่อทั้งสองสมมติฐานเป็นจริง:

พี 0 (t+∆ t)= พี 0 (t) (1- λ ∆ t)+ พี 1 (t) ·μ ∆ t

หารนิพจน์ผลลัพธ์ด้วย ∆ tและรับขีดจำกัดที่ ∆ t → 0 , เราได้รับสมการสำหรับสถานะแรก

dP 0 (t)/ dt=- ลป 0 (t)+ μP 1 (t)

ดำเนินการให้เหตุผลที่คล้ายกันสำหรับสถานะที่สองขององค์ประกอบ - สถานะของความล้มเหลว (การกู้คืน) เราสามารถรับสมการที่สองของสถานะได้

dP 1 (t)/ dt=- μP 1 (t)+λ พี 0 (t)

ดังนั้นเพื่ออธิบายความน่าจะเป็นของสถานะองค์ประกอบจึงได้ระบบของสมการเชิงอนุพันธ์สองสมการซึ่งกราฟสถานะแสดงในรูปที่ 2

d พี 0 (t)/ dt = - λ พี 0 (t)+ μP 1 (t)

dP 1 (t)/ dt = λ พี 0 (t) - μP 1 (t)

หากมีกราฟกำกับของรัฐ ระบบของสมการเชิงอนุพันธ์สำหรับความน่าจะเป็นของรัฐ R ถึง (k = 0, 1, 2, ...)คุณสามารถเขียนได้ทันทีโดยใช้กฎต่อไปนี้: ทางด้านซ้ายของแต่ละสมการจะมีอนุพันธ์dP ถึง (t)/ dtและทางด้านขวา - ส่วนประกอบจำนวนมากเท่าที่มีซี่โครงที่เกี่ยวข้องโดยตรงกับสถานะนี้ หากขอบสิ้นสุดในสถานะนี้ ส่วนประกอบนั้นจะมีเครื่องหมายบวก หากเริ่มจาก รัฐนี้จากนั้นส่วนประกอบจะมีเครื่องหมายลบ แต่ละองค์ประกอบมีค่าเท่ากับผลคูณของความเข้มของการไหลของเหตุการณ์ที่ถ่ายโอนองค์ประกอบหรือระบบไปตามขอบที่กำหนดไปยังสถานะอื่น โดยความน่าจะเป็นของสถานะที่ขอบเริ่มต้น

ระบบสมการเชิงอนุพันธ์สามารถใช้กำหนด FBG ของระบบไฟฟ้า, ฟังก์ชันและปัจจัยความพร้อมใช้งาน, ความน่าจะเป็นของการซ่อมแซม (การฟื้นฟู) ขององค์ประกอบต่างๆ ของระบบ, เวลาพักเฉลี่ยของระบบในสถานะใดๆ, อัตราความล้มเหลวของระบบโดยคำนึงถึงเงื่อนไขเริ่มต้น (สถานะขององค์ประกอบ)

ด้วยเงื่อนไขเบื้องต้น R 0 (0) = 1; R 1 (0) = 0 และ (P 0 + พี่ 1 =1), คำตอบของระบบสมการที่อธิบายสถานะขององค์ประกอบหนึ่งมีรูปแบบ

พี 0 (t) = μ / (λ+ μ )+ λ/(λ+ μ )* อี^ -(λ+ μ ) t

ความน่าจะเป็นของเงื่อนไขความล้มเหลว พี 1 (t)=1- พี 0 (t)= λ/(λ+ μ )- λ/ (λ+ μ )* อี^ -(λ+ μ ) t

หากในช่วงเวลาเริ่มต้นองค์ประกอบอยู่ในสถานะล้มเหลว (กู้คืน) เช่น R 0 (0) = 0, ป 1 (0)=1 , แล้ว

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

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

โดยปกติในการคำนวณตัวบ่งชี้ความน่าเชื่อถือเป็นระยะเวลานานเพียงพอ (t ≥ (7-8) t วี ) โดยปราศจากข้อผิดพลาดมาก ความน่าจะเป็นของรัฐสามารถกำหนดได้โดยความน่าจะเป็นเฉลี่ยของสภาวะคงตัว -

R 0 (∞) = K จี = ป 0 และ

R 1 (∞) = ถึง พี = ป 1 .

เพื่อความมั่นคง (t→∞) พี ผม (t) = P ผม = คอนสต ระบบของสมการพีชคณิตที่มีศูนย์ด้านซ้ายเป็นศูนย์ถูกรวบรวมเพราะในกรณีนี้ dP ผม (t) / dt = 0. จากนั้นระบบสมการพีชคณิตจะมีรูปแบบดังนี้

เพราะ กิโลกรัมมีความเป็นไปได้ที่ระบบจะใช้งานได้ในขณะนี้ t ที่ เสื้อ จากนั้นจะพิจารณาจากระบบสมการที่ได้รับ พี 0 = Kgนั่นคือ ความน่าจะเป็นของการทำงานขององค์ประกอบเท่ากับปัจจัยความพร้อมใช้งานคงที่ และความน่าจะเป็นของความล้มเหลวจะเท่ากับค่าสัมประสิทธิ์การหยุดทำงานแบบบังคับ:

ลิมพี 0 (t) = Kg =μ /(λ+ μ ) = ตู่/(ตู่+ t วี )

ลิมพี 1 (t) = Кп = λ / (λ +μ ) = t วี /(ตู่+ t วี )

กล่าวคือ ผลลัพธ์จะเหมือนกับในการวิเคราะห์สถานะการจำกัดโดยใช้สมการเชิงอนุพันธ์

วิธีการของสมการเชิงอนุพันธ์สามารถใช้ในการคำนวณตัวบ่งชี้ความน่าเชื่อถือและวัตถุที่ไม่สามารถกู้คืนได้ (ระบบ)

ในกรณีนี้ สถานะที่ใช้งานไม่ได้ของระบบจะ "ดูดซับ" และความเข้ม μ ไม่รวมการออกจากรัฐเหล่านี้

สำหรับวัตถุที่ไม่สามารถกู้คืนได้ กราฟสถานะคือ:

ระบบสมการเชิงอนุพันธ์:

ด้วยเงื่อนไขเบื้องต้น: พี 0 (0) = 1; พี 1 (0) = 0 โดยใช้การแปลงลาปลาซของความน่าจะเป็นที่จะอยู่ในสถานะการทำงาน กล่าวคือ FBG กับเวลาดำเนินการ t จะ .