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