Анализ видов, последствий и критичности отказов (fmea и fmeka или авпо и авпко).

Стандарт МЭК, публикация 812, первое издание 1985 г.

«Техника анализа надежности систем, метод анализа вида и последствий отказа».

ГОСТ Р 51814.2 – 2001.

ГОСТ 27.310 – 95 – Надежность в технике. Анализ видов, последствий и критичности отказов.

В. В. Брагин, Ф. Чабон, книга «Оценка риска и последствий отказов комплексной системы, конструкции, процессов».

Надежность надо не рассчитывать, а обеспечивать.

1. Цели проведения FMEA:

Анализ и доработка конструкции технического объекта, производственного процесса, правил эксплуатации, системы технического обслуживания и ремонта технического объекта для предупреждения возникновения и/или ослабления тяжести возможного последствия его дефектов и для достижения требуемых характеристик безопасности, экологичности, эффективности и надежности.

2. Применение метода FMEA основано на принципах:

   1. командная работа – межфункциональная команда экспертов;

   2. иерархичность;

   3. итеративность – анализ повторяют при любых изменениях объекта или требований к нему, которые могут привести к изменению комплексного риска дефектов;

   4. регистрация результатов проведения FMEA.

3. Задачи, которые решаются в процессе выполнения FMEA:

   1. составляют перечень всех потенциально возможных видов дефектов технического объекта или процессов его производства, при этом учитывают как опыт при изготовлении и испытании аналогичных объектов, так и опыт реальных действий и возможных ошибок персонала в процессе производства, эксплуатации, то и ремонте аналогичных технических объектов;

   2. определяют возможные неблагоприятные воздействия от каждого потенциального дефекта, проводят качественный анализ тяжести последствий и количественную оценку их значимости;

   3. определяют причины каждого потенциального дефекта и оценивают частоту возникновения каждой причины в соответствии с предлагаемыми конструкциями и процессами изготовления, а также в соответствии с предполагаемыми условиями эксплуатации, обслуживания, ремонта;

   4. оценивают достаточность в технологическом цикле операций, направленных на предупреждение дефектов и достаточность методов предотвращения дефектов при техническом обслуживании и ремонте. Количественно оценивают возможность предотвращения дефектов путем предусмотренных операций предупреждения дефектов на стадии изготовления объекта и признаков дефектов на стадии эксплуатации;

   5. количественно оценивают критичность каждого дефекта с его причиной, приоритетным числом риска, и при высоком приоритетном числе риска (ПЧР) ведут доработку конструкции и производственного процесса, а также требований и правил эксплуатации с целью снижения критичности данного дефекта.

4. Приоритетный коэффициент риска : Кр = Кп*Кн*Ко.

Кп – коэффициент, учитывающий значений последствий отказов.

Кн – коэффициент, учитывающий вероятность, с которой отказ или его причина не могут быть обнаружены до возникновения последствий непосредственно у потребителя.

Ко – коэффициент, учитывающий вероятность отказа.

Все коэффициенты определяются балльным методом от 0 до 10.

Пример:

Значение последствий отказов.	Показатель Кп.
Вероятность близкая к нулю.	1
Незначительное влияние на функции системы или дальнейшее выполнение операций процесса.	2 – 3
Умеренное влияние (вызывает недовольство потребителя).	4 – 6
Существенное влияние – существенные функции системы полностью выпадают или промежуточный продукт не поддается дальнейшей обработке. Безопасность и несоответствие законам не затрагивается.	7 – 8
Очень существенное влияние. Тяжелые последствия отказа, ведущие к остановке производства.	9
Критическое влияние. Отказ угрожает безопасности и противоречит законодательным испытаниям.	10

Характеристика вероятности пропуска отказа или причины отказа.	Вероятность невыявления, Рн, %	Коэффициент Кн
Близкая к нулю.	не более 0,01	1
Очень маленькая.	не более 0,1	2 -3
Небольшая (при этом сделано все, что можно и результаты контроля достоверны).	не более 0,3	4 – 5
Умеренная (имеет место выборочный контроль, эксперименты, тесты).	не более 2	6 - 7
Высокая (затруднительно выявление причин отказов).	не более 10	9
Очень высокая.	больше 10	10

Важно помнить о специальных процессах.

Характеристика появления отказа.	Доля отказов дефектов Ро, %	Коэффициент Ко.
Вероятность близка к нулю.	менее 1*10-5	1
Очень незначительная вероятность. Конструкция, в общем, соответствует прежним проектам.	10-5 < Po < 5*10-4	2 - 3
Незначительная вероятность. Конструкция, в общем, соответствует прежним проектам с незначительными отклонениями.	5*10-4 < Po < 0.5	4 - 6
Средняя вероятность. Конструкция, в общем, соответствует прежним проектам, но часто появляются дефекты.	0.5 < Po <5	7 - 8
Высокая вероятность, конструкция ненадежна, процесс нестабилен; дефекты появляются в значительном количестве.	> 5	9 - 10

Рабочий план FMEA исследуемого объекта.

1. Подготовка и планирование.

   1. планирование, постановка целей и задач.

   2. уточнение состава рабочей группы.

2. Структурирование и функциональный анализ.

3. Анализ потенциальных отказов: виды потенциальных отказов, последствие отказов, меры по обнаружению, причины отказов, меры по избежанию причин отказов.

4. Оценка достигнутого состояния: определение показателей Кп, Кн, Ко, тяжести последствий отказа и коэффициента риска, сравнение полученных коэффициентов рисков в сравнении с допустимым Кр для предприятия.

5. Улучшение качества.

   1. учет предложений по улучшению рабочей группы.

   2. разработка возможных мероприятий по улучшению.

6. Анализ и выбор мероприятий по улучшению.

   1. анализ Кр.

   2. анализ затрат и сроков.

   3. выбор мероприятий по улучшению из имеющихся.

   4. указание ответственных и сроков выполнения.

7. Реализация выбранных мероприятий.

   1. реализация.

   2. актуализация FMEA.

Матрица отбора по критериям применения.

№ п.п.		зубчатая передача	Вал шестерни	Подшипник вала шестерни	Крепежный винт крышки подшипника
1	Требования заказчика	○	○	○	○
2	Потенциальная угроза	●	○	●	○
3	Изменение условий эксплуатации	-------------	----------	-------------	---------------
4	Высокие затраты при отказе	●	●	○	○
5	Принципиально новая разработка	●	----------	-------------	---------------
6	Существенные изменения	-------------	○	-------------	▲
7	Функционально важная деталь	●	●	○	▲
8	Взаимозависимые детали	●	●	●	○
9	Новые материальные технологии	------------	----------	-------------	---------------
10	Важная постоянная цель	●	▲	▲	---------------
11	Другие неотложные причины	------------	----------	-------------	---------------
12	Показатель приоритета абсолютный	57	37	28	14
13	Показатель приоритета относительный	0,42	0,27	0,20	0,11
14	Производится анализ FMEA	да	да	да	нет

● – сильное влияние – 9 баллов;

○ – среднее влияние – 3 балла;

▲ – слабое влияние – 1 балл;

---- - не влияет.

Бланк.

Фирма		FMEA - системы								Регистр. №
Ответствен-ный		Элемент системы								Страница Всего стр.
Отдел		Функция								Дата
Номер отказа	Возмож-ность отказа	Возмож-ные последст-вия отказа	Кп	Меры по обнаруже-нию	Кн	Возможная причина отказов	Меры по предупреждению	Ко	Кр	Исполнитель. Срок Исполнения.
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11

Данный бланк может иметь разный вид, но главная функция данного бланка неизменна – он должен нести максимум информации в доступном виде.

ГОСТ 51814.2 – 2001.

Выделяются различные виды FMEA:

DFMEA – FMEA конструкции;

PFMEA – FMEA процесса;

Общий FMEA.

Состав FMEA команд и требований к их членам.

п. 5.4. Рекомендуется, чтобы члены FMEA команды в совокупности имели практический опыт в следующих областях деятельности:

1. конструирование аналогичных технических объектов, различные конструкторские решения;

2. процессы производства автомобильных компонентов и сборки;

3. технология контроля в ходе изготовления;

4. техническое обслуживание и ремонт;

5. испытания;

6. анализ поведения аналогичных технических объектов в эксплуатации.

Количество членов FMEA команды рекомендуется от четырех до восьми человек.

Приоритетное число риска: ПЧР = S*O*D (соответствуют Кп, Кн, Ко).