ГОСТ Р 51901.12-2007 (МЭК 60812:2006) Менеджмент риска. Метод анализа видов и последствий отказов

5.3 Анализ видов, последствий и критичности отказов (FMECA)
     

    5.3.1 Цель анализа

Буква С, включенная в аббревиатуру FMEA, означает, что анализ вида отказов приводит также к анализу критичности. Определение критичности подразумевает использование качественной меры последствий видов отказа. Критичность имеет множество определений и способов измерения, большинству из которых присущ близкий смысл: воздействие или значимость вида отказа, который необходимо устранить или смягчить его последствия. Некоторые из этих способов измерения объяснены в 5.3.2 и 5.3.4. Цель анализа критичности состоит в качественном определении относительной величины каждого последствия отказа. Значения этой величины используют для установления приоритетности действий по устранению отказов или снижению их последствий на основе комбинаций критичности отказов и тяжести их последствий.

5.3.2 Риск и значение приоритетности риска ()

Одним из методов количественной оценки критичности является определение значения приоритетности риска [Risk Priority Number (*)]. Риск в этом случае оценивают субъективной мерой тяжести последствий и вероятностью возникновения отказа в течение заданного периода времени (используемого для анализа). В некоторых случаях, когда этот способ неприменим, необходимо обратиться к более простой форме неколичественного FMEA.

________________

* Величина, характеризующая тяжесть последствий.

В качестве общей меры потенциального риска в некоторых типах FMECA используют величину

,

где - значение тяжести последствий, т.е. степени влияния отказа на систему или пользователя (безразмерная величина);

- вероятность появления отказа (безразмерная величина). Если она меньше 0,2, ее можно заменить значением критичности , которое используют в некоторых количественных методах FMEA, описанных в 5.3.4 (оценка вероятности появления последствий отказа).

В некоторых применениях FMEA или FMECA дополнительно выделяют уровень обнаружения отказа для системы в целом. В этих случаях используют дополнительно значение обнаружения отказа (также безразмерная величина) для формирования значения приоритетности риска

,

где - вероятность появления отказа для заданного или установленного периода времени (эта величина может быть определена как ранг, а не фактическое значение вероятности появления отказа);

- характеризует обнаружение отказа и представляет собой оценку шанса идентифицировать и устранить отказ до появления последствий для системы или заказчика. Значения обычно ранжированы в обратном порядке по отношению к вероятности появления отказа или тяжести отказа. Чем выше значение , тем менее вероятно обнаружение отказа. Более низкая вероятность обнаружения соответствует более высокому значению и более высокой приоритетности вида отказа.

Значение приоритетности риска можно использовать для установления приоритетов при сокращении видов отказа. Кроме значения приоритетности риска, для принятия решения о сокращении видов отказов учитывают, прежде всего, значение тяжести видов отказа, подразумевая, что при равных или близких значениях в первую очередь это решение следует применять к видам отказов с более высокими значениями тяжести отказов.

Эти значения могут быть оценены в числовом виде с применением непрерывной или дискретной шкалы (конечное число заданных значений).

Затем виды отказов ранжируют в соответствии с их . Высокий приоритет назначают для высоких значений . В некоторых случаях последствия для видов отказов с , превышающим установленный предел, являются неприемлемыми, в то время как в других случаях высокие значения тяжести отказа устанавливают независимо от значений .

Различные типы FMECA используют различные шкалы значений для , и , например от 1 до 4 или 5. Некоторые типы FMECA, например используемые в автомобильной промышленности для анализа конструкции и процесса производства, называемые DFMEA и PFMEA, назначают шкалу от 1 до 10.

5.3.3 Связь FMECA с анализом риска

Сочетание критичности и тяжести последствий характеризует риск, который отличается от обычно применяемых показателей риска меньшей строгостью и требует меньше усилий для оценки. Различия заключаются не только в способе прогноза тяжести последствий отказа, но также и в описании взаимодействий между вносящими вклад факторами с помощью обычной восходящей процедуры FMECA. Кроме того, FMECA обычно позволяет провести относительное ранжирование вкладов в совокупный риск, в то время как анализ риска для систем с высоким риском обычно ориентирован на приемлемый риск. Однако для систем с низким риском и низкой сложностью FMECA может быть экономически более эффективным и подходящим методом. Всякий раз, когда при выполнении FMECA обнаруживается вероятность последствий с высоким риском, более предпочтительным является использование вероятностного анализа риска [Probabilistic Risk Analysis (PRA)] вместо FMECA.

По этой причине FMECA не должен быть использован как единственный метод принятия решения о приемлемости риска конкретных последствий для системы с высоким риском или высокой сложностью, даже если оценка частоты и тяжести последствий основана на заслуживающих доверие данных. Это должно быть задачей вероятностного анализа риска, где больше влияющих параметров (и их взаимодействий) может быть принято во внимание (например, время выдержки, вероятность предотвращения последствий, скрытые отказы механизмов обнаружения отказов).

В соответствии с FMEA каждое идентифицированное последствие отказа относят к соответствующему классу тяжести. Частоту появления событий вычисляют на основе данных об отказах или оценивают для исследуемой составной части. Частота появления событий, умноженная на заданную наработку, дает значение критичности, которое затем применяют к шкале непосредственно, или, если шкала представляет собой вероятность появления события, определяют эту вероятность появления в соответствии со шкалой. Класс тяжести последствий и класс критичности (или вероятность появления события) для каждого последствия вместе составляют величину последствия. Можно выделить два основных метода оценки критичности: матрицу критичности и концепцию приоритетности риска .

5.3.4 Определение интенсивности отказов

Если известны интенсивности отказов для видов отказов аналогичных объектов, определенные для внешних и эксплуатационных условий, аналогичных принятым для исследуемой системы, эти частоты событий могут быть непосредственно использованы в FMECA. Если имеются интенсивности отказов (а не видов отказов) для отличных от необходимых внешних и эксплуатационных условий, интенсивности видов отказов должны быть рассчитаны. При этом обычно используют следующее соотношение:

,

где - оценка интенсивности отказов -го вида отказов (интенсивность отказов предполагается постоянной);