Приложение В. Примеры исследований

Приложение В
(справочное)

Примеры исследований

В.1 Пример 1 - FMECA для электропитания автомобиля с вычислением RPN

На рисунке В.1 представлена небольшая часть обширного FMECA для автомобиля. Проанализированы электропитание и его связи с аккумуляторной батареей.

Цепь батареи включает в себя диод D1, конденсатор С9, соединяющий положительную клемму батареи с заземлением. Применен диод обратной полярности, что в случае соединения отрицательной клеммы батареи с корпусом защищает объект от повреждений. Конденсатор является фильтром электромагнитных помех. Если любая из этих частей замыкает на землю, батарея также замыкает на землю, что может привести к отказу батареи

Объект/Функция

Потенциальный вид отказа

Потенциальные последствия отказа

Ранг тяжести

Класс

Потенциальная причина/ механизм отказа

Точная(ые) причина(ы) / механизм отказа

Ранг появления

Действия по предотвращению

Действия по обнаружению

Ранг обнаружения

RPN

Рекомендуемое действие

Ответственный и дата выполнения

Результаты действий

Подсистема

Составная часть

Компонент

Локальные последствия

Итоговые последствия

Предпринятые действия

Ранг

Ранг

Ранг

RPN

Электропитание

V1

3

Выбор компонента более высокого качества и мощности

Оценочные и контрольные испытания на надежность

1

30

D1

Короткое замыкание

Клемма батареи + замыкает на землю

Утечка батареи, поездка невозможна

10

Внутренний дефект компонента

Разрушение материала

3

Выбор компонента более высокого качества и мощности

Оценочные и контрольные испытания на надежность

2

12

D1

Разрыв электрической цепи

Нет резервной защиты от обратного напряжения

Незаметные

2

Внутренний дефект компонента

Трещина в сварке или полупроводнике

3

Выбор компонента более высокого качества и мощности

Оценочные и контрольные испытания на надежность

1

30

С9

Короткое замыкание

Клемма батареи + замыкает на землю

Утечка батареи, поездка невозможна

10

Внутренний дефект компонента

Разрушение диэлектрика или трещина

2

Выбор компонента более высокого качества и мощности

Оценочные и контрольные испытания на надежность

1

4

С9

Разрыв электрической цепи

Нет фильтра электромагнитных помех EMI

Работа объекта не соответствует требованиям

2

Внутренний дефект компонента

Обнажение диэлектрика, утечка, пустота или трещина

2

Выбор компонента более высокого качества и мощности

Оценочные и контрольные испытания на надежность

1

18

L1

Разрыв электрической цепи

Нет V1

Объект неработоспособен. Нет предупреждающей индикации

9

Внутренний дефект компонента

Разрушение материала

2

Выбор компонента более высокого качества и мощности

Оценочные и контрольные испытания на надежность

1

18

R91

Разрыв электрической цепи

Нет напряжения для включения электрической цепи

Объект неработоспособен. Нет предупреждающей индикации

9

Внутренний дефект компонента

Трещина в сварке или материале

Рисунок В.1 - FMEA для части автомобильной электроники с вычислением RPN

транспортного средства. Такой отказ, конечно, не имеет предупреждения. Отказ, при котором поездка невозможна, в автомобильной промышленности считают опасным. Поэтому для вида отказа обеих названных частей ранг тяжести S равен 10. Значения ранга появления О были вычислены на основе интенсивностей отказов частей с соответствующими нагрузками для работы транспортного средства и затем приведены к масштабу О для FMEA автомобиля. Значение ранга обнаружения D является очень низким, поскольку замыкание любой из частей сразу обнаруживается при тестировании объекта на работоспособность.

Отказ любой из вышеупомянутых частей не приводит к повреждению объекта, однако для диода нет защиты от изменения полярности. При отказе конденсатора, не фильтрующего электромагнитные помехи, возможны помехи для оборудования в транспортном средстве.

Если в катушке L1, расположенной между батареей и электрической цепью и предназначенной для фильтрации, имеется обрыв, объект неработоспособен, поскольку батарея отсоединена, и предупреждение не высветится. Катушки имеют очень низкую интенсивность отказов, поэтому ранг появления равен 2.

Резистор R91 передает напряжение батареи на коммутирующие транзисторы. При отказе R91 объект становится неработоспособным с рангом тяжести 9. Так как резисторы имеют очень низкую интенсивность отказов, ранг появления равен 2. Ранг обнаружения равен 1, так как объект не является работоспособным.

В.2 Пример 2 - FMEA для системы двигатель - генератор

Пример иллюстрирует применение метода FMEA к системе двигатель-генератор. Цель исследования ограничена только системой и касается последствий отказов элементов, связанных с электропитанием двигателя-генератора или любых других последствий отказов. Это определяет границы анализа. Приведенный пример частично иллюстрирует представление системы в виде блок-схемы. Первоначально выделено пять подсистем (см. рисунок В.2) и одна из них - система подогрева, вентиляции и охлаждения - представлена на более низких уровнях структуры по отношению к уровню, на котором было решено начать FMEA (см. рисунок В.З). Блок-схемы также показывают систему нумерации, используемую для ссылок в рабочих таблицах FMEA.

Для одной из подсистем двигателя-генератора показан пример рабочей таблицы (см. рисунок В.4), соответствующей рекомендациям настоящего стандарта.

Важной частью FMEA являются определение и классификация тяжести последствий отказов для системы в целом. Для системы двигатель-генератор они представлены в таблице В.1.

Таблица В.1 - Определение и классификация тяжести последствий отказов для системы двигатель-генератор в целом

Уровень	Характеристика тяжести отказа	Описание
5	Катастрофический	Отсутствие напряжения. Невозможность выполнения задачи
4	Критический	Снижение напряжения в системе. Невозможность выполнения задачи
3	Значительный	Отсутствие напряжения из-за принудительного отключения на период восстановления работоспособности
2	Минимальный	Временное снижение напряжения до восстановления работоспособности
1	Незначительный	Отсутствие потери или снижения напряжения

					Двигатель - генераторный агрегат
10	20			30			40			50
Корпус			Система подогрева, вентиляции, охлаждения			Машина постоянного тока (управляемая с помощью частотного привода)			Машина переменного тока (управляемая с помощью частотного привода)			Измерительная аппаратура

Рисунок В.2 - Диаграмма подсистем двигателя-генератора

                                          20

                                         /------------\

                                         |  Система   |

                                         | подогрева, |

                                         |вентиляции, |

                                         | охлаждения |

                                         \------------/

                                                |

         /------------------------------------------------------------------------------\

     20.1|                         20.2 |                   20.3 |                 20.4 |

   /-----------\                 /------------\           /------------\          /-----------\

   |  Система  |                 |  Система   |           | Аварийное  |          |  Система  |

   | подогрева |                 |вентиляции и|           | охлаждение |          |конденсации|

   |           |                 | охлаждения |           | (входные/  |          |охлаждающей|

   |           |                 |            |           |  выходные  |          | жидкости  |

   |           |                 |            |           | отверстия) |          |           |

   |           |                 |            |           |   дверей   |          |           |

   \-----------/                 \------------/           \------------/          \-----------/

         |                              |                                               |

         |                        /-------------------\                          /------+----------\

         |                 20.2.1 |         |  20.2.2 |                   20.4.1 |      |   20.4.2 |

         |                /--------------\  | /-----------\              /----------\   |  /-------------\

         |                |Вентиляторы и |  | | Воздушно- |              |Дренажные |   |  | Конденсат/  |

         |                |вентиляторные |  | |  водный   |              |трубки для|   |  |  утечка из  |

         |                |    втулки    |  | |теплообмен-|              |конденсата|   |  |  дренажных  |

         |                |              |  | |    ник    |              |  (малый  |   |  |   трубок    |

         |                |              |  | |           |              | диаметр) |   |  |             |

         |                |              |  | |           |              \----------/   |  \-------------/

 /--------------------\   \--------------/  | \-----------/                             |

 | 20.1.1      20.1.2 |                     |                                           |

/--------\  /-----------\                   |                                           |

|Обогре- |  |  Корпус   |                   |                                           |

| ватель |  |обогреваю- |                   |                                           |

|        |  |    щих    |             20.2.3|                                           |

|        |  |терминалов,|            /-----------\                                      |

|        |  |терминалы /|            | Воздушные |            /-------------------------+-----------------\

|        |  |  провода  |            |пенопласто-|      20.4.3|         20.4.4 |        |20.4.5    20.4.6 |

\--------/  \-----------/            |вые фильтры|     /--------------\/---------\  /-----------\ /---------\

                                     |           |     |Течь дренажной||Отстойник|  |  Камера   | | Сборник |

                                     \-----------/     |  трубки из   ||         |  |обнаружения| | утечки  |

                                                       |    камеры    ||         |  |  утечки   | |         |

                                                       | обнаружения  ||         |  |           | |         |

                                                       \--------------/\---------/  \-----------/ \---------/

Рисунок В.3 - Диаграмма системы нагревания, вентиляции, охлаждения

Система 20 - Система подогрева, вентиляции и охлаждения

Объект

Компонент

Функция

Вид отказа (неисправности)

Последствия отказа

Метод или признак обнаружения отказа

Резервирование

Интенсивность вида отказа по категориям качества

Замечания

1

2

3

4

5

20.1

Система подогрева (от 12 до 6 выключателей на каждом конце) только при неработающем механизме

Все

Примечание - Механизм может перегреться, если обогреватели не выключаются автоматически

20.1.1

Обогреватели

Нагрев

а) Перегорание обогревателя

Пониженное нагревание

а) Температура менее чем на 5°С выше температуры окружающей среды

Одно короткое замыкание на землю не должно приводить к отказу системы

1,2

b) Короткое замыкание на землю из-за дефекта изоляции

Отсутствие нагревания - возможна конденсация

b) Применение плавкого предохранителя или проверенного выключателя

0,3

Одно короткое замыкание на землю не должно приводить к отказу системы

20.1.2

Корпус обогревающих терминалов, кабель

Соединение с обогревателями

а) Перегревание терминала или кабеля одного/шести или всех обогревателей

Отсутствие или уменьшение нагревания, конденсация

Температура менее чем на 5°С выше температуры окружающей среды

0,5

b) Короткое замыкание на землю терминалов (прослеживание)

Отсутствие всего нагревания- конденсация

Проверенная поставка

Итого

2,0

Рисунок В.4 - FMEA для системы 20

В.3 Пример 3 - FMECA для производственного процесса

FMECA процесса исследует каждый процесс изготовления рассматриваемого объекта. FMECA исследует то, что может произойти не так, как предусмотрено, и существующие меры защиты (в случае отказа), а также как часто это может происходить и как можно устранить подобные ситуации, модернизируя объект или процесс. Цель состоит в концентрации внимания на возможных (или известных) проблемах поддержки или достижения необходимого качества готовой продукции. Предприятия, собирающие сложные объекты, такие как легковые автомобили, хорошо знают о необходимости требовать от поставщиков компонентов выполнения такого анализа. При этом основные выгоды получают поставщики компонентов. Осуществление анализа заставляет выполнять повторную проверку нарушения технологии изготовления, а иногда и отказов, что приводит к затратам на улучшение.

Форма рабочей таблицы для FMECA процесса аналогична форме рабочей таблицы для FMECA продукции, но есть некоторые отличия (см. рисунок В.5). Мерой критичности является значение приоритетности действий (APN), очень близкое по смыслу к значению приоритетности риска (RPN), рассматриваемому выше. FMECA процесса исследует способы появления дефектов и несоответствий и варианты поставки заказчику в соответствии с процедурами управления качеством. FMECA не рассматривает отказы продукции при обслуживании, связанные с износом или ненадлежащим использованием.

Объект

Процесс

Вид отказа

Объект воздействия отказа

Потенциальное последствие

V

Потенциальная причина

Существующие средства управления

Существующие значения

Рекомендованное действие

Предпринятое действие

Пересмотренные значения

Осс

Sev

Det

RPN

Осс

Sev

Det

APN

01-01-01

Вставки

Неправильные размеры или углы изгиба плеча

1) в

Вставки без нагрузки на штамп. Снижение производительности

Недостатки производства или управления качеством

Изготовитель и планы статистического приемочного контроля

1

9

9

81

Анализ планов выборочного контроля. Изоляция дефектных комплектующих от годных поставок.

02

i) b

Разрегулированная вставка

Обучение сборщиков

03

i) a

Неправильная толщина юбки, окружающей вставку

04

iv) b

Снижение работоспособности

05

iv) с

Сокращение ресурса

01-02-01

Вставки

Недостаточный блеск никелевого покрытая

i) a

Коррозия. Отклонения на завершающей стадии

Визуальный контроль в соответствии с планом статистического приемочного контроля

5

6

1

30

Включить выборочный контроль для выполнения визуальной проверки на правильный блеск

01-03-01

Вставки

Неадекватная оценка внешнего вида

i) a

Недостаточная металлическая выпрессовка. Неправильная толщина стенки. Отходы

Недостатки производства или управления качеством

Визуальный контроль в планах статистического приемочного контроля

2

8

6

96

Включить выборочный контроль для выполнения визуальной проверки на правильный блеск

02

ii) a

При механической обработке обнаружены тонкие стенки. Отходы

iv) a

Сокращение ресурса

Вид последствия:

Вид критичности:

последствия для промежуточного процесса;

Осс = вероятность появления х10;

последствия для конечного процесса;

Sev = тяжесть последствий по шкале 1-10;

последствия для сборки;

Det = вероятность необнаружения до поставки заказчику

последствия для пользователя.

APN = значение приоритетного действия = .

Рисунок В.5 - Часть процесса FMECA для подвергнутого машинной обработке алюминиевого бруска