FMEA

Uit Wikiprebia
Ga naar: navigatie, zoeken

Inhoud

Definities

De volgende definities zijn van toepassing. Merk op dat dit typische definities zijn uit betrouwbaarheidsanalyses. Voor risicoanalyse zijn deze definities evenwel ook perfect bruikbaar.

Faling

Het einde van de mogelijkheid van een onderdeel om zijn toegedachte functie te vervullen. Een synoniem bij risicoanalyse is "oorzaak".

Fout

Toestand van een onderdeel gekenmerkt door het onvermogen om een toegedachte functie te vervullen, met uitzondering van het onvermogen tijdens preventief onderhoud of andere geplande acties of door de afwezigheid van externe nutsvoorzieningen. Een fout is vaak het resultaat van een faling van het onderdeel zelf, maar kan ook optreden zonder voorafgaande faling. Dit is ook een interessant concept voor risicoanalyse: een fout is pas een faling of een oorzaak indien ze onverwacht plaatsgrijpt.

Onderdeel

Elk gedeelte van het bestudeerde onderwerp dat als individueel beschouwd wordt tijdens de analyse. Hoever men wenst te gaan in het opdelen van het onderwerp is een belangrijk aspect in de voorbereiding van de analyse. Meer detail betekent meer analysetijd. “Onderdeel” tijdens de analyse hoeft dus niet noodzakelijk het allerkleinste onderdeel te zijn waarin men het onderwerp kan verdelen. Een onderdeel kan betekenen: hardware of software of beide, een component, een toestel, een machine of zelfs mensen of menselijke handelingen.

Inleiding

Failure Modes and Effect Analysis (FMEA) is een systematische werkwijze om een systeem te analyseren en dit om de potentiële faalwijzen, hun oorzaken en de effecten op de werking van het systeem (het gehele systeem, een deel ervan of een proces) te identificeren en te onderzoeken. Het begrip systeem mag ruim worden geïnterpreteerd.

De analyse wordt bij voorkeur reeds vroeg in het ontwerpstadium uitgevoerd zodat het vermijden of beheersen van geïdentificeerde faalwijzen zo efficiënt mogelijk kan gebeuren. De analysemethode kan reeds aangewend worden van het ogenblik dat het systeem voldoende ontwikkeld is zodat het kan voorgesteld worden als een functioneel blokdiagram waarbij de werking van de samenstellende elementen kan beschreven worden. Later, wanneer het ontwerp van het systeem aan detail wint, kan de analyse herhaald worden, zelfs meermaals indien het een complex systeem betreft.

Een grondige FMEA is het resultaat van een discussie binnen een team waarvan de leden voldoende gekwalificeerd zijn om de ernst en de gevolgen van potentiële onvolkomenheden in het bestudeerde systeem, die tot een faling zouden kunnen leiden, te herkennen en te beoordelen. Het voordeel van het teamwerk is dat dit het creatieve denkproces bevordert.

FMEA is ontstaan als een methode om faalwijzen te identificeren en de mogelijkheid te verlenen om maatregelen voor te stellen om het risico te verkleinen. FMECA omvat verder een beoordeling van de ernst en een schatting van de probabiliteit van optreden van de faalwijzen. Dit verbetert duidelijk het resultaat van de analyse.

Zie de pagina Storingsanalyse voor de praktische vereisten en de risico-evaluatie. Specifiek voor FMEA zijn verder op deze pagina nog enkele bijkomende praktische elementen opgenomen.

Uitvoering

De uitvoering van een FMEA wordt voorafgegaan door een hiërarchische ontwikkeling of detaillering van een systeem (hardware en software, een proces,…) in onderdelen of basiselementen. Als het te analyseren systeem volledig ontwikkeld is tot op het gewenste resolutieniveau, kan de analyse starten. De analyse wordt uitgevoerd op de onderdelen op het kleinste detailniveau. Het effect van een faling van een basiselement kan dan een faalwijze zijn voor een onderdeel op het volgende (hogere) niveau. De analyse gebeurt dus bottom-up totdat het uiteindelijk effect op het systeem duidelijk wordt.

FMECA (Failure Modes, Effects and Criticality Analysis) is een uitbreiding van FMEA omdat het een classificeersysteem bevat met betrekking tot de ernst van de faalwijze om een prioritering toe te laten van de beveiligingen. Dit gebeurt door de ernst van het effect te combineren met de frequentie van voorkomen, hetgeen de parameter criticiteit oplevert.

FMEA is niet voorbehouden voor ontwerp maar voor elk onderwerp waarbij een systeem in onderdelen kan worden verdeeld. Onderdelen kunnen in de breedste zin worden geïnterpreteerd: het kan gaan om productieprocessen, laboratoria, werkinstructies in de gezondheidszorg, zelfs voor chirurgische ingrepen, stappenplannen voor burgerlijke bouwprojecten, enz… Het kan dan gaan om typische risico-identificaties en -evaluaties maar ook om betrouwbaarheidsstudies.

FMEA is een flexibele methode die mag en moet aangepast worden om aan specifieke noden tegemoet te komen. Ook de rapportering moet aangepast worden indien nodig. Als ernst moet begroot worden is het misschien nodig om de criteria aan te passen afhankelijk van het geanalyseerd systeem.

Doel van de FMEA-analyse

De redenen om een FMEA of een FMECA uit te voeren kunnen de volgende overwegingen omvatten:

  • om de falingen te identificeren die ongewenste effecten kunnen hebben op de werking van het systeem (ongewenste effecten kunnen bijvoorbeeld betrekking hebben op de kwaliteit van het eindproduct of op de veiligheid van de gebruiker);
  • om tegemoet te komen aan contractuele verplichtingen van opdrachtgevers of andere belanghebbenden;
  • om verbeteringen mogelijk te maken van de betrouwbaarheid of de veiligheid van het systeem;
  • om de ergonomie te verbeteren (de mogelijkheden om het systeem uit baten of te onderhouden).


Met het oog op de bovenvermelde redenen om een FMEA uit te voeren, kan het doel van de FMEA geselecteerd worden uit de volgende:

  • een samenhangende identificatie en evaluatie van alle ongewenste effecten binnen de gegeven begrenzingen van het te analyseren systeem, en de sequenties van gebeurtenissen die het gevolg zijn van elke geïdentificeerde faalwijze van onderdelen, door eender welke oorzaak en op verschillende niveaus in de hiërarchische functionele structuur van het systeem;
  • de bepaling van de criticiteit of prioriteit voor aanpak en beheersing van elke faalwijze met betrekking tot de correcte functie of werking van het systeem en de impact op het proces dat bestudeerd wordt;
  • de classificering van geïdentificeerde faalwijzen in overeenstemming met relevante karakteristieken zoals de detecteerbaarheid van fouten, de foutdiagnostiek, de testmogelijkheden, compenserende en operationele voorzieningen (herstelling, onderhoud, logistiek, enz.);
  • identificatie van functionele falingen van het systeem en beoordeling van maatregelen met betrekking tot ernst en faalkans;
  • het opstellen van de planning voor de verbetering van het ontwerp voor de beheersing van faalwijzen;
  • ondersteuning voor de ontwikkeling van een efficiënte onderhoudsplanning voor de beheersing of verbetering van de faalkans.

Praktisch

Structuur van het systeem

De volgende elementen moeten inbegrepen zijn in de informatie over de structuur van het systeem:

• de verschillende elementen waaruit het system is samengesteld met hun karakteristieken, ontwerpgegevens, werkingsparameters en hun functie;

• logische verbindingen tussen de onderdelen;

redundantie en aard van de voorziene redundantie;

• belang van het system in zijn omgeving of binnen de onderneming;

• invoer naar en uitvoer van het systeem;

• wijzigingen van het systeem, afhankelijk van de operationele modus.

Informatie over de functies, karakteristieken en werking dienen gedefinieerd te zijn voor alle niveaus in de structuur van het systeem zodat de gevolgen van falingen correct kunnen geschat worden door het analyseteam.

Bepalen van de grenzen van het systeem

De systeemgrens is het fysische en functionele grensvlak tussen het systeem en de omgeving met inbegrip van andere systemen met welke er een interactie is of kan zijn. De systeembegrenzing dient eenduidig beschreven te worden vanaf het basisconcept en consistent te zijn met de grenzen die tijdens het ontwerp en voor het onderhoud werden beschouwd.

Resolutieniveau

Het niveau van detail dat het analyseteam aan de analyse wil verlenen. Dit hangt samen met de definitie van “onderdeel”. Het is belangrijk om dit niveau van detail vooraf af te spreken. Men kan werken op een blokdiagram. Men kan van elk blok onderdelen bepalen en zelfs doorgaan tot op het niveau van de elektronische componenten, sequentiestappen in werkinstructies of zelfs commando’s in de programma’s. Het is zeker nuttig om het detail van de schema’s en de documentatie, die tijdens de analyse gebruikt worden, aan te passen aan het gewenste resolutieniveau.

Voorstelling van het systeem

Voor de uitvoering van de FMEA dient een samenhangende set van informatie voorbereid worden. Onvolledige tekeningen of tekeningen met teveel detail leiden tot zinloze discussies of foute schattingen. De schema’s dienen het hiërarchische verband tussen onderdelen op elk niveau correct weer te geven.

Start van het systeem, werking, controle en onderhoud

De verschillende operationele modi van het systeem dienen gespecificeerd te worden alsmede de transities tussen de verschillende modi in alle mogelijke combinaties.

De omgeving van het systeem

De omgevingsparameters van het systeem dienen gekend te zijn, zowel de fysische als de functionele en de mogelijke maximale wijzigingen in die omgevingsparameters.

Bepalen van faalwijzen

De succesvolle werking van een system wordt hoofdzakelijk bepaald door de correcte werking van kritische onderdelen. De sleutel om de werking van het systeem correct te evalueren is precies het vinden van die kritische elementen. De groepswerking tijdens de analyse kan sterk verbeterd worden door de voorbereiding van een lijst van faalwijzen, de oorzaken en mogelijke gevolgen rekening houdend met elementen als:

• het gebruik van het systeem;

• het specifieke beschouwde systeemonderdeel;

• de operatiemodus;

• de relevante werkingscondities;

• de tijdsbeperkingen;

• de omgevingsvariablen;

• de operationele beperkingen.


Voor elke faalwijze moet de correcte oorzaak bepaald worden. De oorzaak moet onafhankelijk kunnen leiden tot de faling van het onderdeel.

Verder dient het gevolg bepaald te worden. Er moet rekening gehouden worden met het onmiddellijke gevolg voor het onderdeel maar het is zeker belangrijk om het ultieme gevolg te achterhalen op het systeem

Detectie van de faling

Vooral voor FMEA die toegepast wordt voor betrouwbaarheidsanalyse is het belangrijk om te bepalen op welke wijze men zal te weten komen dat het onderdeel gefaald heeft. Dit is natuurlijk een belangrijke parameter om de onbeschikbaarheid van het onderdeel te kennen. Tijdens het ontwerp kan men ervoor gekozen hebben om een automatische foutdetectie te voorzien. Men dient er natuurlijk rekening mee te houden dat het automatische systeem dat bedoeld is om de fout van het onderdeel te identificeren, op zijn beurt ook kan falen.

Oefeningen

Pdf.gif Oef 1 Zaklamp - Prenne maart 2012

Pdf.gif Oef 2 Treinstel‎ - Prenne maart 2012

Persoonlijke instellingen