Analiza FMECA jest procesem złożonym, jednak może zoptymalizować procesy związane z utrzymaniem ruchu w zakładach przemysłowych.
Analiza FMECA[1] to inżynierska technika projektowania w celu zwiększenia niezawodności[2]. Polega na analizowaniu potencjalnych awarii dowolnego produktu oraz stopnia dotkliwości ich wpływu na działanie systemu.
Analiza FMECA jest rozszerzeniem analizy FMEA[3] poprzez dodanie do niej analizy krytyczności. Analiza krytyczności obejmuje klasyfikowanie oraz ranking trybów awaryjnych na podstawie prawdopodobieństwa ich wystąpienia i dotkliwości wpływu na ogólne działanie systemu.
Analiza FMECA, dokładnie tak samo jak FMEA, jest podejściem oddolnym. Jest ona wykonywana w fazie projektowania produktu, a jej celem jest nie tylko opracowanie działań korygujących, ale także uszeregowanie ich według priorytetów. Priorytetyzacja działań korygujących jest niezbędna w sytuacjach, gdy w zakładzie duża liczba zasobów wymaga interwencji, a dostępny kapitał nie może spełnić potrzeb wszystkich zasobów.
W związku z powyższym analiza FMECA w miarę upływu czasu zyskała na znaczeniu w różnych gałęziach przemysłu, szczególnie w firmach kapitałochłonnych. Firmy takie są zwykle poddane ściślejszym wymaganiom dotyczącym optymalizacji procesów, operacji i utrzymania ruchu, a jednocześnie zawsze posiadają niewystarczające środki do realizacji wszystkich wymaganych działań korygujących.
Artykuł opisuje kilka pozycji, które należy wziąć pod uwagę, wykonując każdą analizę FMECA.
1. Zdefiniowanie stopnia krytyczności w analizie FMECA
Głównym celem analizy krytyczności jest opanowanie ryzyka stwarzanego przez każdą awarię dla funkcjonowania systemu. Przed wykonaniem analizy FEMCA ważne jest, aby zdefiniować te ryzyka, które muszą być ograniczone.
Definicja ryzyka może być inna w różnych gałęziach przemysłu. Zdarzenie, które w jednej firmie będzie uważane za normalne, w innej może być traktowane jako stwarzające ryzyko.
Na przykład wyspecjalizowane obudowy przeciwwybuchowe (Ex) są wymagane przepisami dla zespołów pomp tłoczących ciecze łatwopalne (benzynę) w rafineriach ropy naftowej. Z drugiej zaś strony pompa o podobnej wydajności, pracująca w miejskiej sieci wodociągowej, może posiadać standardową obudowę, gdyż wycieki wody pitnej nie stwarzają żadnego ryzyka dla bezpieczeństwa. A zatem zespół wykonujący analizę FMECA musi mieć rozległą wiedzę specjalistyczną na temat danej gałęzi przemysłu i sformułować takie cele analizy, które będą dopasowane do potrzeb tej branży przemysłowej.
2. Jakość danych wykorzystywanych do analizy
Dostępność i dokładność danych odgrywają kluczową rolę w uzyskaniu dobrego wyniku analizy FMECA. Nieobiektywna interpretacja danych zawsze stanowiła wyzwanie dla inżynierów ds. niezawodności. Często brak danych na temat stanu technicznego oraz pracy sprzętu prowadzi do spekulacji i stanowi przyczynę podejmowania decyzji na podstawie doświadczeń ludzi, w przeciwieństwie do pewnego modelu podejmowania decyzji na podstawie kryteriów ilościowych.
Najlepszy plan działania polega na usprawnieniu wszystkich punktów danych, które są wymagane dla zadania FMECA. Typowe punkty danych mogą zawierać dane z działu operacyjnego oraz utrzymania ruchu, historię prac konserwacyjnych pobraną ze skomputeryzowanego systemu zarządzania utrzymaniem ruchu (CMMS) lub zapisy dokonane przez pracowników działu oraz raporty na temat wad jakościowych podobnego sprzętu i instrukcji, a także gwarancji sprzętu, wydanych przez producentów wyposażenia oryginalnego (OEM).
3. Zdefiniowanie metod analizy krytyczności
Jak wspomniano, analiza krytyczności obejmuje uszeregowanie trybów awaryjnych na podstawie ich stopnia zagrożenia dla działania systemu. Analiza krytyczności może być wykonana w sposób jakościowy lub ilościowy. Dostępność i dokładność sprzętu odgrywają znaczną rolę w wyborze metody analizy krytyczności. Generalną regułą praktyczną jest tu zastosowanie ilościowej analizy krytyczności w sytuacji, gdy dostępne są dane dotyczące awarii sprzętu na poziomie jego komponentów. Jeśli jednak dane dotyczące tego zasobu są trudne do liczbowego sklasyfikowania, to analiza jakościowa może także przynieść całkiem dobre wyniki.
Jak sama nazwa wskazuje, analiza ilościowa bierze pod uwagę dane sprzętu, które mogą być określone ilościowo, takie jak współczynnik awaryjności[4], prawdopodobieństwo warunkowe oraz liczba godzin pracy. Jeśli została podjęta decyzja o wykonaniu analizy ilościowej, to zawsze użyteczne jest wykorzystanie kompilacji danych z testów wykonanych na zainstalowanym w zakładzie sprzęcie, ponieważ informacje te mogą pomóc w obliczeniu wymaganych współczynników awaryjności. W przypadku niektórych aplikacji mogą istnieć jakieś źródła zewnętrzne czy publikacje, które można wykorzystać do otrzymania rozkładu prawdopodobieństwa awarii dla konkretnych zasobów.
Natomiast analizę jakościową lepiej wykonują eksperci dziedzinowi[5]. Jest ona wykorzystywana w przypadkach, gdy nie są dostępne szczegółowe dane na temat awaryjności sprzętu na poziomie jego komponentów. W analizie jakościowej liczba priorytetu ryzyka[6] jest często obliczana w jakościowej analizie numerycznej ryzyka projektowego.
Składniki ryzyka, takie jak prawdopodobieństwo oraz skutki, są klasyfikowane w systemie skali wielopunktowej. Każdemu punktowi na tej skali przydzielana jest definicja na podstawie dyskusji pomiędzy stronami zainteresowanymi danym sprzętem, czyli ekspertami dziedzinowymi, inżynierami ds. niezawodności, pracownikami działów operacyjnych zakładów, przedstawicielami producenta OEM etc.
4. Integrowanie wyników analizy FMECA z systemem CMMS
Aby zapewnić integralność procesu FMECA, ważne jest, aby posiadać system zautomatyzowany, który zapisuje wyniki analizy FMECA, w tym analizy priorytetów, w celu dokonywania ciągłych ulepszeń. Jest tak, ponieważ stopień krytyczności sprzętu zależy od różnych parametrów, takich jak stan techniczny, współczynnik awaryjności oraz warunki operacyjne, które to parametry zmieniają się w ciągu całego okresu eksploatacji tego zasobu.
Aby zapisać zmienność wydajności zasobu w ciągu jego cyklu życia, dane dotyczące krytyczności tego zasobu powinny być rejestrowane i stale aktualizowane w skomputeryzowanym systemie zarządzania utrzymaniem ruchu CMMS lub porównywalnym systemie informatycznym.
CMMS jest platformą, która przynosi każdej organizacji przemysłowej całą gamę korzyści, powiązanych z utrzymywaniem procesu analizy FMECA. Niektóre z tych korzyści to: śledzenie awarii zasobów, automatyzacja zadań związanych z utrzymaniem ruchu, generowanie porządków wykonywania prac, tworzenie interaktywnych raportów graficznych typu dashboard oraz monitorowanie kosztów i nadmiernej eksploatacji zasobów. Oprogramowanie to działa też jako baza danych historycznych dotyczących pracy zasobów. Dane te mogą być wykorzystane przez inżynierów ds. niezawodności do przewidywania awarii i opracowywania proaktywnych procedur zapobiegania awariom i konserwacji zasobów.
Wnioski końcowe
Analiza FMECA jest procesem złożonym, jednak tak samo złożone są inne techniki utrzymania ruchu oraz niezawodności, które mają znaczny wpływ na pracę i niezawodność maszyn. Aby uzyskać największą wartość z tego procesu, analiza FMECA powinna być kierowana przez przeszkolonych specjalistów lub konsultantów, którzy znają różne powszechne pułapki i wiedzą, jak ich unikać.
Bryan Christiansen jest założycielem i dyrektorem generalnym (CEO) firmy Limble CMMS. Firma ta jest producentem nowoczesnego, łatwego w obsłudze o mobilnego oprogramowania klasy CMMS, które wspiera kierownictwo działów utrzymania ruchu zakładów przemysłowych. Limble CMMS eliminuje stres i chaos, ponieważ pomaga w organizowaniu, automatyzowaniu i usprawnianiu operacji związanych z utrzymaniem ruchu.
[1] ang. Failure Mode Effect and Criticality Analysis; pol. analiza przyczyn i skutków oraz krytyczności wad; analiza rodzajów błędów oraz krytyczności ich skutków.
[2] ang. Design for Reliability, DfR.
[3] Failure Mode Effect Analysis; analiza przyczyn i skutków wad.
[4] ang. failure rate
[5] subject matter experts, SME
[6] risk priority number, RPN
