TM 5-698-4 C4ISR Tesisleri için Arıza Modu, Etki ve Kritiklik Analizleri (FMECA) (29 Eylül 2006)

Özet

TM 5-698-4, tesis yöneticilerine bir C4ISR tesisinde Arıza Modu, Etki ve Kritiklik Analizi'nin (FMECA) nasıl yapılacağını gösterir. Bu tesisler çok yüksek erişilebilirlik için birden fazla yedekli sistem içerdiğinden, el kitabı yedekliliğin arıza oranları ve oluşma olasılığı üzerindeki etkisini ele alan kolay bir değerlendirme yöntemi sunar. Örnekler HVAC sistemlerinden alınmıştır ama süreç her elektrik veya mekanik sisteme uygulanabilir. FMECA iki analizden oluşur: arıza modlarını ve sistem etkilerini inceleyen FMEA ve bunları arıza oranı ile etkinin şiddetine göre önceliklendiren kritiklik analizi (CA).

FMECA'nın NASA'nın uzay donanımı için geliştirdiği bir yöntemden doğduğu, iptal edilmiş MIL-STD-785B Görev 204 ve MIL-STD-1629A'nın usulleri tanımladığı ve kavramların tüm kritik sistemlerde uygulanmasının önerildiği belirtilir. FMECA, öncül tasarım bilgisi elde edilir edilmez başlatılmalı ve sistem kullanımda iken de güncellenen yaşayan bir doküman olmalıdır. Faydaları arasında tek nokta arızalarının öne çıkarılması, test ve arıza giderme yöntemlerinin geliştirilmesi, güvenilirlik, bakım yapılabilirlik, güvenlik ve lojistik analizleri için temel sağlanması sayılır.

Üçüncü bölüm FMEA adımlarını işler: sistemi tanımlama (işlevsel veya donanım yaklaşımı), temel kurallar, blok diyagramlar, arıza modu belirleme, etki analizi, tespit yöntemleri, telafi edici hükümler ve 1'den 10'a şiddet sıralaması. Dördüncü bölüm kritikliği iki yolla hesaplar: veri varsa nicel (alfa arıza modu oranı, beta etki olasılığı, arıza oranı ve görev süresiyle), veri yoksa nitel (oluşma, şiddet ve isteğe bağlı olarak tespit sıralamalarının çarpımı olan Risk Öncelik Sayısı, RPN). Her iki yöntem için yedeklilik etkisi ayrıca hesaplanır.

Beşinci bölüm kritiklik sıralamasını ve kritiklik matrisini anlatır. Matris, aynı RPN'e sahip fakat farklı şiddet ve oluşma dağılımındaki bileşenleri ayırt edebilir; örneğin şiddet 3 ile oluşma 10 olan ve şiddet 10 ile oluşma 3 olan iki bileşen RPN olarak eşit (30) çıkar, ancak şiddeti 10 olan öncelikli ele alınmalıdır. Metin 2006 tarihlidir; ancak yöntem standart uygulama olarak kalmıştır. Ek B arıza modu dağılımı kaynaklarını verir; Army çalışma formları (DA Form 7610-7614) şekil örnekleri olarak yer alır.

Öne çıkan noktalar

1. Şiddet 1'den (etkisiz) 10'a (uyarısız ortaya çıkan güvenlik, sağlık veya çevre tehlikesi) sıralanır; 8 değeri, görevin tamamının kaybolduğu ve işlevin geri gelmesinde önemli gecikme olan durumu ifade eder.
2. Alternatif kategori şemasında Kategori I Hafif, II Sınırda ve III Kritik'tir (ağır yaralanma veya büyük sistem hasarı); nitel analizde bu kategoriler kullanılmaz çünkü şiddet ve oluşma aynı ölçekte olmalıdır.
3. Bir öğenin arıza modu oranları (alfa) toplamı 1 olmalıdır. Hava işleyici örneğinde 0,55 az hava, 0,05 çok hava ve 0,40 hava yok; arıza oranları 10^6 saatte ifade edilir.
4. Arıza modu kritikliği Cm = beta x alfa x lambda_p x t olarak hesaplanır; lambda_p öğenin arıza oranı, t görev evresinin süresidir.
5. Çalışılmış örnek: NPRD-95'ten milyon saatte 12,058 arıza oranı olan, 0,29 çıkış yok ve 0,71 bozulmuş çıkış olarak dağılan bir öğenin t = 1 saat için öğe kritikliği Cr = 12,058'dir.
6. Oluşma sıralaması 1 = 1/10.000 (uzak) ile 5 = 1/500 (orta) üzerinden 10 = 1/10 veya daha fazla (neredeyse kesin) arasına uzanır.
7. Risk Öncelik Sayısı RPN = Şiddet (1-10) x Oluşma (1-10), isteğe bağlı olarak Tespit ile çarpılır: RPN = S x O x D.
8. Yedeklilik nitel olarak oluşma sıralamasını O' = O x M/(N-1) ile düzeltir (N kurulu bileşenden M tanesi gerekli); tek yedekte O değişmez, bu yüzden oluşmayı düşürmek için en az iki ek bileşen gerekir. Örnek: RPN 9 x 8 = 72'den 6 x 5 = 30'a düşer.
9. Bileşen düzeyinde FMEA yedeklilik olmadığından yüksek şiddet verir; sistem düzeyinde yedek devredeyse şiddet düşebilir.
10. Kritiklik matrisi aynı RPN'li öğeleri ayırır; sağ üst köşedeki yüksek oluşma ve yüksek şiddetli arızalar önce yeniden tasarım (örneğin yedeklilik ekleme) için değerlendirilir.

Tasarımda kullanımı

• Tasarım aşamasında her kritik sistem (güç, jeneratör, soğutma) için işlevsel FMEA yapın; şematikler, malzeme listesi, blok diyagram ve görev gereksinimi elinizde olmadan analize başlamayın.
• Veriniz yoksa nitel RPN yöntemini kullanın ama şiddet ve oluşma ölçeklerini eşit tutun; verisi olan bileşenlerde alfa, beta, arıza oranı ve görev süresiyle nicel kritikliği hesaplayın.
• Yedekliliğin etkisini O' = O x M/(N-1) formülüyle düzeltin ve tek yedeğin oluşma sıralamasını değiştirmediğini hesaba katın; yedekliliğin RPN'e etkisini (72'den 30'a gibi) tasarım gerekçesine yazın.
• Sonuçları kritiklik matrisine yerleştirerek aynı RPN'e sahip fakat farklı şiddetli arızaları ayırın ve şiddeti 10 olanlara öncelik verin.
• FMECA'yı ömür boyu güncelleyin ve çıktısını RCM, bakım planı ve arıza tespit tasarımı için başlangıç noktası yapın.
• Tek nokta arızalarını listeleyip yeniden tasarım (yedeklilik, izleme) için aday olarak işaretleyin; FMECA yalnızca tek arızaları inceler, çoklu arızalar için hata ağacı analizi gerekir.

Kimler okumalı

Kritik altyapının tasarım aşamasında risk analizi yapan güvenilirlik, elektrik ve mekanik mühendisleri.

Belgenin bölümleri

1. Bölüm 1 FMECA'ya giriş: tanım, tarih, faydalar, ekip çalışması, özellikler
2. Bölüm 2 Gerekli ön hazırlıklar: gereksinimler, hedefler
3. Bölüm 3 FMEA metodolojisi adımları
4. 3-2 Analiz edilecek sistemin tanımı (işlevsel ve donanım yaklaşımı)
5. 3-4 Blok diyagramlar
6. 3-5 Arıza modu belirleme
7. 3-6 Arıza etki analizi
8. 3-7 Arıza tespit yöntemleri / 3-8 Telafi edici hükümler
9. 3-9 Şiddet sıralaması
10. Bölüm 4 FMECA metodolojisi
11. 4-4 Nicel kritiklik analizi
12. 4-5 Yedekliliğin etkisi: nicel
13. 4-6 Nitel kritiklik analizi
14. 4-7 Yedekliliğin etkisi: nitel
15. Bölüm 5 Kritiklik sıralaması: nicel ve nitel; kritiklik matrisi
16. Bölüm 6 FMECA sonuçları / Bölüm 7 Sonuçlar

Belgeyi okuyun

Yayın bilgileri

Yazarlar

Headquarters, Department of the Army

Yayıncı

U.S. Army Corps of Engineers (Headquarters, Department of the Army)

Yıl

2006

Belge dili

İngilizce

Kaynak türü

Kamu kurumu

Erişim

Açık lisans — indirilebilir

Lisans

ABD kamu malı — ABD kamu kurumu yayını; serbestçe kullanılabilir

Lisans kanıtı

www.copyright.gov

Künye