Анализ видов и последствий отказов конструкций (DFMEA – Design Failure Mode and Effect Analysis) – это методология, которая применяется для распознавания и оценки потенциальных отказов систем, продуктов или процессов. Она позволяет определить последствия отказов и воздействий, устранить или смягчить их, а также получить письменный отчёт о выполненной работе.

Анализ видов и последствий отказов (FMEA – failure mode and effective analysis) является важной частью цикла проектирования систем, поэтому и была создана методология DFMEA

При таком широком определении может показаться, что DFMEA является универсальной методологией для решения любых задач, за которой может скрываться всё что угодно. Однако этот инструмент стоит применять для решения далеко не всех задач. Как узнать, подходит ли он для решения вашей задачи? Ответ на этот вопрос вы найдёте в данной статье.

Отрасли, в которых используется методология DFMEA

Методология DFMEA может быть успешно применена во многих отраслях

По сути, методология DFMEA позволяет определить, что именно может пойти не так, какие у этого отказа могут быть последствия, и как их предотвратить или смягчить.

Этот инструмент помогает обнаружить отказы ещё на ранних этапах проектирования, позволяя тем самым исправить их без значительных денежных затрат. Это особенно актуально для отраслей, в которых снижение риска и предотвращение отказов имеют решающее значение, таких как:

• производственные процессы;
• программное обеспечение;
• бизнес-процессы;
• здравоохранение;
• сфера услуг;
• регулируемые отрасли.

Процесс DFMEA

Распределение величин RPN методологии DFMEA

Методология DFMEA позволяет рассмотреть отказы с разных сторон, чтобы определить, почему ожидаемая (заложенная при проектировании) функция не была выполнена в заданных условиях. Методология включает в себя четыре области анализа:

• вид отказа (сценарий его протекания);
• последствия отказа: непосредственное влияние отказа на работу, функции или функциональность конструкции;
• причина отказа: основная причина отказа, а также явления, вызывающие процессы, которые приводят к отказу (например, дефект в конструкции, системе, процессе, дефект контроля качества или неверное применение);
• степень тяжести последствий отказа: наихудшие возможные последствия отказа данного вида, степень ущерба здоровью, материального ущерба или иного вреда.

Результаты затем рассматриваются более детально с вычислением приоритетного числа риска (RPN – risk priority number) на основе следующих переменных:

• степень тяжести последствий отказа (SEV): величина принимается по шкале от 1 (низкая) до 10 (высокая);
• частота повторения отказов (OCCUR): величина принимается по шкале от 1 (редко) до 10 (часто);
• сложность в обнаружении и предотвращении (DETEC): величина принимается по шкале от 1 (легко обнаружить) до 10 (невозможно обнаружить).

Величина RPN определяется как произведение величин SEV, OCCUR и DETEC. Следовательно, RPN может принимать любые значения в диапазоне от 1 (низкий уровень риска) до 1,000 (высокий уровень риска). Пользователи затем могут указать, какие величины являются приемлемыми, а какие неприемлемыми для анализируемого отказа.

Распространённые ошибки при использовании методологии DMFEA

Избегайте распространённых ошибок при использовании методологии DFMEA

Как и любой другой процесс, DFMEA в определенной степени подвержен влиянию пользователей, совершающих ошибки.
Самыми очевидными ошибками являются отсутствие ссылок или обновлений документации DMFEA или непоследовательное применение методологии. Кроме этого, могут быть допущены следующие ошибки:

• неправильное понимание сферы применения и целей DFMEA;
• невыполнение процесса контроля разработки;
• совместное рассмотрение вида, причины и последствий отказа;
• проблемы со шкалой классификации критериев:
• определение только проблем, а не решений;
• отсутствие плана контроля при наличии решения.

Некоторые из этих ошибок могут быть результатом попыток экономии времени при выполнении длительного процесса анализа по методологии DFMEA. И здесь может помочь программное обеспечение Ansys Sherlock, которое служит для автоматизированного расчёта и проектирования печатных плат и, в частности, позволяет сэкономить время DFMEA-анализа без ущерба для качества и результатов.

Программный продукт Ansys Sherlock и методология DFMEA

Ansys Sherlock – это программное обеспечение для автоматизированного расчёта и проектирования электроники, которое позволяет анализировать и прогнозировать работу продукта в процессе его разработки на гораздо более ранней стадии, чем другие методологии. Ansys Sherlock позволяет создать модель конструкции и выполнить её достоверный анализ, заменяя тем самым физические испытания.

Ansys Sherlock позволяет заполнить электронную таблицу DFMEA, используя импортированные списки соединений

Использование методологии DFMEA совместно с программным продуктом Ansys Sherlock помогает:

• автоматизировать многие трудоёмкие процессы;
• выполнить проект в соответствии требованиями нормативных документов AIAG, SAE J1739 и ISO S26262;
• заполнить электронную таблицу расчёта информацией о видах отказа и технологии компонентов на основе стандартных файлов проекта (например, спецификаций и списков соединений).

Программный продукт Ansys Sherlock позволяет автоматизировать и упростить процесс DFMEA и увеличить тем самым ценность его использования в различных отраслях.

Больше информации вы можете узнать, ознакомившись с расчётными возможностями программного продукта Ansys Sherlock на сайте Ansys или с материалами вебинара (на английском языке): Introduction to Reliability Physics Analysis.

Источник: ansys.com
Автор: Chris Montgomery