FMEA

FAILURE MODES AND EFFECTS ANALYSIS

mode Kegagalan dan analisis efek (FMEA) telah berkembang menjadi alat yang ampuh, yang dapat digunakan oleh engineers desain dalam semua fase pengembangan produk untuk meningkatkan keamanan produk dan reability dengan menghilangkan atau mengurangi dampak potensial kegagalan item. FMEA terdiri dari memeriksa mode dan penyebab kegagalan item dan menentukan produk respon terhadap kegagalan. Langkah ini dapat diambil untuk mengubah desain untuk menghilangkan kegagalan, mengurangi efek, atau mengembangkan kompensasi ketentuan dalam kasus kegagalan harus terjadi. pendekatan terstruktur untuk FMEA memastikan bahwa semua mode kegagalan sesuai dianalisis dan bahwa persyaratan ini benar dialokasikan. FMEA metodologi dapat dipikirkan siklus kerja desain dari desain konseptual untuk produksi dan penggunaan alat telah dikembangkan untuk mengurangi jumlah tenaga kerja yang dibutuhkan untuk analisis dan mengevaluasi perangkat keras, perangkat lunak, bahan, dan proses terkait penyebab kegagalan kemajuan yang signifikan juga sedang dibuat alat otomatis untuk memfasilitasi analisa.

Ini menjelaskan metodologi untuk melakukan FMEA. Bagian tinjauan menggambarkan cara belajar dengan contoh spesifik pemanas air panas. diskusi mengenai peran FMEA dalam proses desain. Bagian ini menjelaskan prosedur analisis dan menunjukkan bagaimana perencanaan yang tepat, bersama dengan fungsional, antarmuka, dan rinci analisis kesalahan. Membuat FMEA proses yang dapat berkontribusi pada desain seluruh siklus pengembangan produk. Bagian ketiga menjelaskan penggunaan kesalahan kesetaraan untuk mengurangi jumlah tenaga kerja yang diperlukan oleh analisis. Bagian berikutnya menunjukkan bagaimana fault trees digunakan untuk menyatukan analisis mode kegagalan yang disebabkan oleh kesalahan desain. Proses pembuatan dan pemeliharaan, bahan, dan seterusnya dan untuk mengkaji kemungkinan modus kegagalan terjadi. Bagian terakhir menggambarkan beberapa pendekatan untuk mengotomatisasi beberapa analisis 

Tinjauan/gambaran FMEA

Seperti namanya, FMEA adalah prosedur yang meneliti setiap item dalam sistem, mempertimbangkan bagaimana barang yang bisa gagal, dan kemudian menentukan bagaimana kegagalan akan mempengaruhi pengoperasian sistem. Ini adalah analisis yang terstruktur, logis, dan sistematis. Mengidentifikasi mode kegagalan mungkin komponen dan menentukan efek mereka pada sistem operasi membantu analisa untuk mengembangkan pemahaman yang lebih dalam antara hubungan komponen dan sistem akhirnya, untuk memperbaiki sistem desain dengan membuat perubahan untuk menghilangkan atau mengurangi efek yang tidak diinginkan dari kegagalan.

Meskipun desainer harus selalu khawatir dengan kemungkinan efek kegagalan item, FMEA dikembangkan sebagai sebuah metodologi yang formal selama 1950-an di Grumman pesawat Engineering Corporation, dimana itu digunakan untuk menganalisis keamanan sistem kontrol penerbangan pesawat angkatan laut (Ref 1, 2). Artikel pertama untuk menggambarkan proses FMEA secara rinci diterbitkan pada tahun 1960 oleh Lomas, yang adalah seorang engineers yang digunakan oleh Angkatan Laut AS (Ref 2), tapi ia menggambarkan prosedur ini mirip dengan salah satu yang diperlukan oleh Mil-F-18372 (Aer.) (Ref 3), sehingga beberapa pekerjaan sebelumnya yang signifikan harus dilakukan. Gambaran awal yang lain dari prosedur untuk melakukan " modus kegagalan dan efek analisis" diberi oleh Coutinho (juga di Grumman pesawat Engineering Corporation) di New York Academy of Sciences pada tahun 1964 (Ref 4). Laporan-laporan pertama ini menggambarkan pendekatan cukup modern untuk melakukan FMEA. Lomas termasuk probabilitas terjadinya modus kegagalan dalam analisis, dan dia memperkenalkan worksheet FMEA tabel, yang dimulai paradigma melakukan analisis oleh "mengisi formulir." Coutinho direkomendasikan bahwa FMEA dapat digunakan sebagai bagian dari tinjauan formal desain oleh nondesigners sistem; Ia juga diklasifikasikan kegagalan dalam hal konsekuensi. Selama 1970-an dan ' 80-an, berbagai standar masyarakat militer dan profesional ditulis untuk menentukan analisis metodologi (Ref 5, 6, 7, 8). MIL-STD 1629 (kapal), "Prosedur untuk kinerja Mode efek dan kritis analisis kegagalan" (Ref 9) diterbitkan pada tahun 1974, dan, melalui beberapa revisi, menjadi pendekatan dasar untuk menganalisis sistem.

Awalnya , fmea  digunakan sebagai jaring pengaman analisis mengenai sistem perangkat keras setelah pencanangan itu hampir lengkap .Aplikasi ini dimaksudkan bahwa setiap masalah ditemukan dengan analisis kemungkinan menjadi sangat mahal untuk memperbaiki .Baru-baru ini penyempurnaan dalam metode penelitian sudah merambah jenis kegagalan yang dapat dianalisis untuk memasukkan fungsional kelalaian mereka dalam sebuah fungsional representasi dari sistem ( ref 10 , 11 , 12 ) , kegagalan perangkat lunak komponen ( ref 11 , 13 , 14 ) , dan kelalaian mereka dalam proses melalui mana suatu produk dibangun atau dipertahankan ( ref 15 , 16 ). Dengan demikian , atas setengah abad terakhir , fmea telah menjadi “ tradisional ” reliabilitas  analisis teknik dan telah berkembang menjadi sebuah alat yang sangat efektif yang dapat digunakan di seluruh produk proses pembangunan untuk meningkatkan perancangan sistem untuk yang diterapkan. 

Istilah FMEA sering digunakan hampir secara bergantian dengan istilah FMECA mode kegagalan, efek, dan kritis analisis. Beberapa penulis (Ref 1) mengambil pandangan bahwa FMEA terbatas pada analisis efek dari mode kegagalan item, Sedangkan FMECA mencakup fungsi keandalan menilai kemungkinan terjadinya modus kegagalan bersama dengan efeknya pada sistem. Lain-lain (Ref 23, 24) mengambil pandangan bahwa FMECA meluas analisis untuk menyertakan peringkat mode kegagalan didasarkan pada kombinasi kedua modus kegagalan         probabilitas terjadinya dan tingkat keparahan efek. orang lain masih menggunakan istilah FMEA bahkan ketika peringkat termasuk (Ref 15, 16). Artikel ini mengadopsi terminologi dalam Ref 11 dan menggunakan FMEA sebagai istilah umum untuk menyertakan menilai modus kegagalan probabilitas terjadinya di bawah lingkup. Dalam kasus mode kegagalan perangkat lunak dan proses-terkait, sering tidak dimungkinkan untuk menentukan probabilitas bermakna Kejadian.

contoh FMEA: Analisis pemanas air panas domestik. Gambar 1 menunjukkan skema tentang pemanas air gas. Fungsional, pemanas air panas mengambil air dingin dan gas sebagai input dan menghasilkan air panas sebagai output; gas buang dan kebocoran panas juga diproduksi sebagai limbah output. Suhu air diatur oleh controller pembukaan dan penutupan katup gas utama (berlabel berhenti valve) ketika suhu air di dalam tangki berjalan di luar batas preset 60 82 c (140 untuk 180 F). Pilot light selalu beroperasi pada katup gas burner utama dalam penuh-penuh mematikan mode. Controller ini dioperasikan oleh suhu mengukur dan membandingkan perangkat. Katup di dalam pipa inlet air mencegah aliran terbalik karena tekanan dalam sistem air panas, dan katup Bantuan membuka jika tekanan sistem melebihi 100 psig.

Fig. 1 Schematic for a gas hot water heater (Ref 25)

Beberapa model memberikan representasi sistem berguna untuk analisis. Pertama, elemen-elemen pemanas air panas dapat mewakili hierarchical seperti yang ditampilkan dalam Fig. 2. Jenis model hierarchical mencerminkan cara di mana sistem desain mengembangkan oleh pertama mendefinisikan fungsi sistem, kemudian membagi sistem menjadi lebih kecil subsistem. Tahap-tahap model sering disebut tingkat indenture merupakan hasil dari teknik dokumentasi di mana Deskripsi subsistem fungsi yang relatif terhadap Deskripsi subsistem yang mereka adalah bagian. Penomoran Konvensi seperti 1.23.12, yang mengidentifikasi sistem (1), subsistem (23), dan seterusnya, sering digunakan untuk mengidentifikasi sistem komponen.

Fig. 2 Hierarchical representation of the hot water heater and its subsystems

Perwakilan dalam Fig. 2 menunjukkan lima subsistem, yang masing-masing dapat dibagi lebih lanjut. Sebagai contoh, pemanas subsistem dapat dibagi menjadi berhenti katup, burner, pilot light, dan gas pipa inlet. Fungsi komponen-komponen yang ditunjukkan dalam gambar 1

Hubungan fungsional antara komponen sistem berbeda yang akan ditampilkan dalam diagram blok fungsional. Gambar 3 menunjukkan model secara fungsional untuk pemanas air panas. Sistem pemanas, tangki air, dan bentuk perlindungan tekanan sistem dasar untuk menghasilkan air panas; sensor suhu, tekanan dan controller memberikan umpan balik untuk pemantauan produksi air panas dan mengatur suhu. Sistem pemanas dapat didekomposisi ke berhenti katup, pipa inlet gas, pilot light, dan kompor.

Fig. 3 Functional block diagram of hot water heater

Akhirnya , dari sudut pandang yang bisa diandalkan , pemanas air panas ini sebagai rangkaian sistem di mana semua komponen harus bekerja dengan baik untuk sistem yng beroperasi.Ini adalah apa yang digambarkan dengan diagram rangkaian logika yang bisa diandalkan dalam gambar .4 .Lagi , sistem masing-masing komponen dapat diuraikan lebih lanjut ke subcomponents penyusunnya

Fig. 4 Reliability logic diagram for hot water heater

Hierarchical dekomposisi sistem, diagram blok fungsional dan keandalan logika diagram bantuan analis untuk memahami hubungan antara komponen sistem. Langkah berikutnya adalah untuk mengidentifikasi semua cara di mana setiap item dapat gagal dan efek bahwa setiap dari kegagalan mereka akan memiliki pada sistem. Efek yang ditentukan di setiap tingkat sistem hirarchical efek pada modul yang mengandung komponen gagal (lokal), efek pada setiap subsistem yang komponen adalah bagian dan efek pada sistem. Analisis ini diilustrasikan dengan mempertimbangkan berhenti katup. Tabel 1 menggambarkan bagian dari FMEA untuk pemanas air panas yang menampilkan mode kegagalan komponen dan efeknya pada tingkat lokal dan sistem. Terdegradasi operasi (kebocoran dan parsial pembukaan atau penutupan katup berhenti), daripada langsung kegagalan, adalah salah satu jenis yang paling umum dari mode kegagalan komponen.

Table 1 FMEA analysis of the stop valve for a hot water heater

Umumnya, analisa juga mengidentifikasi kemungkinan penyebab kegagalan dan upaya untuk menghilangkan mereka dari desain atau, jika itu tidak mungkin, mengurangi efek mereka dalam beberapa cara. Sebagai contoh, katup bisa gagal untuk membuka atau menutup benar karena korosi. Ini pada gilirannya bisa disebabkan oleh elektrolisis antara logam yang berbeda atau reaksi bahan katup dengan gas. Pertimbangan cermat bahan katup akan menghilangkan mode kegagalan ini. (Setidaknya itu akan menghilangkan masalah ini dari mode kegagalan; mungkin ada penyebab lainnya.)

Peran FMEA dalam proses desain

 Gambar 5 menunjukkan siklus pengembangan produk khas, yang dimulai dengan konseptual Desain dan maju untuk penyebaran di lapangan. Seperti yang ditunjukkan pada gambar, kegiatan yang merupakan FMEA melengkapi dan menambahkan nilai pada setiap tahap dari siklus pengembangan. Selama konseptual desain dan desain awal fase, FMEA berfungsi terutama untuk memverifikasi kecukupan persyaratan sistem selama detail desain tahap itu digunakan untuk memverifikasi sesuai dengan persyaratan. Selama fase verifikasi dan validasi, ia membantu untuk mempertahankan integritas perubahan desain. Akhirnya, selama produksi, penggunaan, dan dukungan

Peran fmea dalam proses perancangan Angka 5 menunjukkan salah satu siklus pengembangan produk , dimulai dengan desain konseptual dan maju ke posisi di lapangan .Seperti yang ditunjukkan pada gambar  jenis kegiatan yang merupakan fmea melengkapi dan menambah nilai pada setiap tahapan perkembangan siklus .Pada masa awal tahapan pembuatan rancangan dan desain konseptual , terutama fmea yang berfungsi untuk memverifikasi kelengkapan persyaratan dari sistem, selama tahap desain rinci hal ini digunakan untuk memverifikasi sesuai dengan ketentuan Saat verifikasi dan validasi tahap, ini membantu untuk menjaga integritas perubahan desain .Akhirnya , selama produksi menggunakan dan dukungan tahap , ini berfungsi sebagai panduan lapangan untuk mengumpulkan data dan kegagalan untuk mengembangkan tata cara pemeliharaan dan troubleshooting .

Fig. 5 Typical product development cycle and FMEA schedule (Ref 11)

Fmea membantu untuk menjaga sang perancang , subsistem yang berfokus pada detail , mengetahui efek dari system-level keputusan desain nya .Seperti desain , fmea yang fungsional untuk berkembang dari sudut pandang yang lebih rinci (Fig. 6).

Fig. 6 FMEA tracks the design

Kelompok teknik terlibat dengan produk desain.Kelompok-kelompok semacam yang sering disiplin spesifik dan fokus pada wilayah mereka sendiri dari tanggung jawab sementara mengabaikan aspek lain dari desain.Misalnya, engineers listrik jarang alamat desain masalah terkait dengan getaran atau panas mentransfer, dan engineers mekanik kadang-kadang lupa efek seperti salib berbicara dalam kabel.Yang fmea menyediakan alat komunikasi umum untuk semua kelompok yang harus terlibat dengan desain dari produk: desainer, produk engineers, manufaktur menguji engineers dan reliabilitas maintainability engineers dukungan logistik personil, pengguna dan orang lain.Itu mengidentifikasi potensi kegagalan single-point moda komponen sistem dan terus item terlihat kritis di seluruh proses perancangan.Hal ini berguna untuk mengidentifikasi jenis tes dan pengujian lingkungan diperlukan untuk menyatakan apakah desain cocok dan sebagai dasar untuk mengevaluasi kecukupan bukti dari perubahan desain produk, proses manufactur Ini penting untuk dibahas ( kemudian 23 ref )

Rancangan sistem

Desain memiliki tanggung jawab keseluruhan untuk bidang teknik , analisis , dan detail desain produk .Karena alasan utamanya untuk melakukan fmea ialah untuk memperbaiki desain produk , perancang sistem yang paling penting pengguna  fmea .Dia menggunakan fmea untuk memastikan agar temuan- temuan “pembelajaran” di bidang produk mode kegagalan , menyebabkan kegagalan , dan efeknya telah ditanggapi dan kemudian desain produk untuk menghapus atau memberikan kompensasi untuk setiap mode kegagalan tidak dapat diterima .

            Seorang perancang fmea dengan memberikan kontribusi untuk analisis rinci uraian tentang produk .Yang berarti fmea membutuhkan kerja sama yang erat antara engineers yang bisa diandalkan , secara keseluruhan yang memiliki tanggung jawab untuk mengkoordinasikan semua data fmea , perancang sistem dan , produk yang memiliki pengetahuan yang terperinci untuk menganalisis desain dan kemampuan untuk membuat rancangan perubahan yang ditunjukkan oleh hasil analisis

Keandalan

 keandalan adalah bertanggung jawab dalam teknik analisis untuk mengkaji kemungkinan bahwa produk akan berhasil melakukan fungsi dan misi yang dituju .Organisasi ini biasanya memiliki tanggung jawab untuk mengembangkan dan memelihara bangunan  fmea database .Hal ini memerlukan koordinasi input dari rekayasa dengan desain yang bisa diandalkan dari luar ,maintainability , dan mendukung fungsi .Mode kegagalan yang dikembangkan dari produk spesifikasi desain harus dianalisis bersama-sama dengan orang-orang yang tidak langsung di bawah kendali seorang perancang  sebagai contoh ialah kegagalan itu

Hasil fmea merupakan dasar untuk masa depan desain dan biaya studi perlu saling mengorbankan .Dokumentasi mendukung perubahan dalam desain harus bandingkan antara potensi mode kegagalan dan kompensasi ketentuan dari rancangan yang baru dengan orang-orang baseline desain

Keselamatan sistem

            keselamatan Sistem engineers menganalisis seberapa produk dapat dengan aman dioperasikan dan terjaga di lingkungan kerja yang dituju .Mereka mengembangkan sistem analisis mengidentifikasi bahaya bencana dan bahaya yang ada dan komponen kegagalan parah yang dapat menyebabkan mereka .Yang merupakan sumber untuk mengidentifikasi fmea mode dan menyebabkan kegagalan yang dapat mengakibatkan bahaya ini , dan quantifying yang bahaya probabilitas dalam kegagalan kategori .

Maintainability

Maintainability bekerja sama dengan teknik desain untuk memastikan bahwa produk ini dapat dikelola oleh pelanggan dalam cara yang efisien dan hemat biaya .Tugas ini memerlukan analisis bagian dari penghapusan , penggantian , penumpukan teardown dan produk dalam rangka untuk menentukan waktu untuk melakukan operasi , tingkat keterampilan yang diperlukan , jenis peralatan yang dibutuhkan dukungan , dan dokumen yang dibutuhkan .Maintainability para engineers memanfaatkan fmea untuk mengidentifikasi potensi untuk tugas-tugas pemeliharaan yang detail analisis ini kemudian dikembangkan .Potensi tugas pemeliharaan preventif , jadwal pemeriksaan , dan jadwal part-replacement , juga dapat berasal dari daftar perkiraan jumlah kompensasi dari ketentuan dan waktu untuk kegagalan .

Dukungan logistik

Dukungan logistik yang bertanggung jawab untuk memastikan bahwa produk ini dapat didukung oleh para penggunanya secara efisien .Hal ini mencakup pengadaan suku cadang , peralatan yang mendukung , publikasi teknis , dan dalam beberapa kasus pengadaan fasilitas perawatan , pemeliharaan pendidikan dan pelatihan personil , dan kemasan , penanganan , penyimpanan , dan transportasi dari produk .Yang membantu untuk mengidentifikasi data fmea pemeliharaan tugas dan kegiatan pendukung lain , seperti pengadaan suku cadang , support-equipment kebutuhan , dan perlu publikasi .Ruang lingkup dari mode kegagalan dukungan logistik yang diperlukan oleh fungsi jauh lebih luas dari sekedar yang dihasilkan oleh bidang teknik desain . mereka termasuk mode kegagalan yang disebabkan oleh karena itu dari jalan produk ini dioperasikan atau dipertahankan .Namun ( , karena produk ini bisa sangat mempengaruhi jenis desain dari mode kegagalan , para perancang produk juga harus dibuat sadar tentang mereka . )

Manufaktur

Manufaktur engineers desain urut-urutan operasi melalui mana produk akan dihasilkan .Mereka juga berpartisipasi dalam mendefinisikan yang “ kritis” daftar item , mengingat item yang memiliki pilihan producibility kekhawatiran .Yang menyediakan manufaktur fmea engineers dengan mode kegagalan dan efek yang digunakan untuk memperbaiki proses-proses pembuatan untuk mencegah cacat manufaktur .Dalam beberapa kasus , manufaktur mungkin merekomendasikan desain perubahan untuk mengurangi potensi mode kegagalan disebabkan oleh proses manufaktur 

Sistem

Teknik yang menggunakan sistem fmea untuk memfasilitasi perlu saling mengorbankan studi yang melibatkan berbagai disiplin yang berkontribusi terhadap pengembangan produk .Pada awal tahap desain , mode kegagalan diidentifikasikan fmea system-level perubahan desain mungkin membutuhkan untuk mengendalikan atau mengurangi efek mereka .Misalnya , system-level perubahan dalam teknologi , seperti penggunaan kontrol komputer analog daripada sistem kendali elektronik atau hidrolik , mungkin menghilangkan atau mengurangi efek dari beberapa komponen sistem mode kegagalan dan kegagalan juga dapat memperkenalkan cara baru , yang harus dianalisis .Ketika sistem yang dibangun dengan” teknologi lama” FMEA adalah meningkatkan kualitas , potensi mode kegagalan dan efek mereka diidentifikasikan fmea merupakan hal penting untuk memastikan kompatibilitas antara sistem yang lama dan penggantinya .

Testability dan jaminan mutu

Para engineers fmea uji dengan memberikan informasi mengenai mode dan menyebabkan gagal diantisipasi , terhadap yang sesuai kemampuan deteksi dan isolasi kesalahan .Ini adalah yang digunakan untuk memastikan bahwa semua kegagalan dapat dideteksi , yang dikembangkan tes yang sesuai , dan tes built-in yang bisa mendeteksi dan mengisolasi semua kegagalan penting mode .Fmea yang juga dapat memberikan informasi yang diperlukan untuk mengembangkan secara off-line built-in baik dan rutin dilakukan tes diagnostik 

Manajemen proyek

Para pengelola proyek fmea menyediakan komponen yang sangat penting dan daftar dengan jaminan bahwa potensi masalah risiko keamanan dan keandalan produk yang telah diidentifikasi dan dibahas dalam desain produk .Pemeliharaan data fmea yang juga menunjukkan tugas-tugas yang harus dilakukan , dan mereka mendukung kebutuhan akan dukungan peralatan dan dukungan logistik lainnya .

The FMEA Process

Fmea metode yang didasarkan pada cara hierarchical , induktif analisis terhadap analis harus menentukan bagaimana mungkin setiap mode kegagalan dari sistem setiap komponen yang mempengaruhi sistem operasi .Prosedur: terdiri dari:

1.      Mengidentifikasi semua item mode kegagalan

2.      Menentukan efek dari kegagalan untuk setiap mode kegagalan , baik secara lokal dan pada keseluruhan sistem yang dianalisis

3.      Mengklasifikasikan kegagalan dengan dampak dari pada sistem operasi dan misi

4.      Menentukan kegagalan probabilitas dari kejadian

5.      Mengidentifikasi bagaimana mode kegagalan dapat dideteksi .( ini terutama penting untuk    kesalahan konfigurasi toleran . )

6.      Mengidentifikasi setiap kompensasi ketentuan atau perubahan desain untuk mengurangi efek kegagalan

rincian fmea analisis ini ditangkap pada analisis lembar kerja .Lembar kerja ini memberikan sebuah deskripsi mode kegagalan dan konsekuensi mereka dapat dilacak untuk dokumentasi desain diagram atau lainnya .Umumnya mereka termasuk:

·         Identifikasi dari komponen yang dianalisis

·         tujuannya atau fungsi

·          komponen mode kegagalan

·          penyebab dari kegagalan dan bagaimana kegagalan terdeteksi

·          lokal subsistem, dan system-level efek dari mode kegagalan

·          tingkat keparahan dan probabilitas klasifikasi dari terjadinya mode kegagalan

Sebuah fmea biasanya menganalisis setiap item kegagalan sebagaimana jika ia adalah satu-satunya kegagalan dalam sistem .Ketika kegagalan adalah tidak terdeteksi atau laten atau item yang berlebihan , analisis dapat diperpanjang untuk menentukan efek lain kegagalan , yang dalam kombinasi dengan yang pertama yang bisa menyebabkan kegagalan dalam sebuah kondisi yang tidak diinginkan .Semua kegagalan singlepoint diidentifikasi selama analisis yang memiliki konsekuensi yang tidak diinginkan harus dapat ditentukan berdasarkan disposisi yang fmea lembar kerja untuk yang tepat .

Perencanaan FMEA

 Perencanaan yang cermat untuk FMEA penjahit lingkup analisis kebutuhan program dan menyediakan sebuah proses yang efisien mengidentifikasi kekurangan desain jadi yang korektif tindakan atau kompensasi ketentuan dapat dilakukan secara tepat waktu. Perencanaan yang tepat mengharuskan persyaratan sistem termasuk mode operasi dan fungsi dari sistem, tingkat kinerja yang diperlukan, pertimbangan lingkungan, dan keselamatan atau persyaratan peraturan ditentukan. Selama proses perencanaan, data seperti laporan lapangan, Desain aturan, daftar periksa, dan pedoman lain yang didasarkan pada pelajaran, kemajuan teknologi dan sejarah atau analisis sistem serupa yang dikumpulkan, dan belajar. Model (sering dalam bentuk blok atau flow diagram seperti dalam Fig. 2 sampai 4) dikembangkan untuk menggambarkan hubungan fisik dan fungsional antara sistem komponen dan interface dalam sistem. Model ini terutama berguna untuk:

·         Mengidentifikasi material dan komponen yang sedang diajukan

·         Mengidentifikasi karakteristik mode kegagalan

·         Meneliti efek dari jenis- jenis kegagalan pada sistem keselamatan dan operasi

·         Mengidentifikasi potensi kompensasi ketentuan dalam desain

Hal ini juga berguna untuk menentukan Perpustakaan dengan deskripsi mode kegagalan dan konsekuensi. Perpustakaan tersebut membantu mengontrol proses analisis dan memastikan konsistensi dalam terminologi, jenis mode kegagalan yang dipertimbangkan, dan begitu di antara semua analis (termasuk masa depan analis) memberikan kontribusi untuk proyek. Mereka juga menyediakan arah sebagai untuk tingkat detail untuk analisis sambil memastikan dokumentasi lebih konsisten dan seragam. The mengikuti Perpustakaan harus dikembangkan untuk FMEA:

·         fungsional , interface , kegagalan dan detail untuk setiap item mode jenis

·          fase-fase misi dan operasi mode

·         yang dihasilkan memiliki efek bahwa setiap kegagalan pada sistem secara keseluruhan dan di sisi next-higher indenture tingkat di atas yang dirumuskan mode

·         dengan deskripsi yang gagal untuk membedakan tingkat keparahan dari setiap kegagalan mode dampak end-item

·         mengidentifikasi bagaimana deskripsi yang melakukan pengawasan terhadap kegagalan mode terdeteksi

Analisis kesalahan fungsional

 Analisis kesalahan fungsional yang dilakukan pada desain konseptual untuk memverifikasi bahwa ketentuan untuk mengkompensasi kegagalan komponen diperlukan dan memadai. Relief valve di panas pemanas air adalah contoh dari ketentuan tersebut kompensasi; Hal ini dimaksudkan untuk meringankan tekanan yang berlebihan yang bisa berpotensi pecah tangki jika air terlalu panas. FMEA fungsional pemanas air panas akan menunjukkan bahwa itu diperlukan dan bahwa ia menyediakan perlindungan yang diperlukan. Katup bantuan juga menggambarkan keprihatinan tentang kegagalan terdeteksi: bagaimana seseorang tahu bahwa katup sedang beroperasi dengan benar? Dengan demikian, selain untuk Menampilkan bahwa katup diperlukan, FMEA fungsional juga dapat mengakibatkan merupakan persyaratan untuk secara berkala inspeksi katup bantuan atau persyaratan monitor untuk mendeteksi kegagalan katup.

Maka kegagalan mode yang khas dari bentuk “ tidak melaksanakan fungsi , “ fungsi terus dilakukan , atau “ fungsi yang dilakukan pada waktu yang salah “ contoh pemanas air di tengah terik , fungsi katup berhenti adalah untuk mengontrol aliran bahan bakar gas yang dihasilkan di menampilkan full-off tahun .Mode yang tidak berfungsi dengan baik adalah kegagalan untuk mengontrol aliran gas yang saat itu ialah

·         Gas pada saat itu on ketika di off

·         Gas tidak aktif ketika itu di on

·          Gas ini tidak penuh pada on-off.

Interface fault analysis

Analisis fault interface berfokus pada menentukan karakteristik dari kegagalan dalam interkoneksi antara subsistem elemen. Kabel, pipa, serat optik link keterkaitan mekanis, dan lain interkoneksi antara modul subsistem menyediakan dasar untuk mode didalilkan kegagalan. Masing-masing jenis interkoneksi telah menetapkan sendiri modus kegagalan potensial.

Detail analisis kesalahan

Analisis rinci kesalahan yang digunakan untuk memastikan bahwa desain yang sesuai dengan sistem persyaratan untuk: (a) kegagalan yang dapat menyebabkan hilangnya fungsi sistem; (b) titik tunggal kegagalan; (c) kesalahan kemampuan deteksi; dan (d) kesalahan isolasi. Menggunakan mode kegagalan komponen mendalilkan dari individu komponen dalam desain rinci. Ini termasuk perangkat fisik dalam desain, modul perangkat lunak, dan tahap pengolahan menghasilkan item.

Mengidentifikasi konsekuensi kegagalan

 Konsekuensi dari modus kegagalan dianalisis dalam FMEA adalah efek, klasifikasi keparahan modus kegagalan didasarkan pada tingkat sistem efek, dan probabilitas terjadinya modus kegagalan. Analisis ini dilakukan untuk semua fase dan mode sistem operasi termasuk mode operasi normal, kontingensi mode dan mode ujian, dan primer dan sekunder tujuan misi. Efek kegagalan lokal, berikutnya yang lebih tinggi, dan tingkat akhir setiap mode kegagalan item harus tindakan-tindakan yang ditentukan, dan korektif atau kompensasi ketentuan harus diidentifikasi dalam masing-masing berlaku modus operasi.

Rekomendasi tindakan korektif.

Tindakan korektif yang diperlukan untuk tidak terdeteksi kesalahan dan kesalahan memiliki konsekuensi signifikan misalnya, kondisi tidak aman, misi - atau keamanan-kritis titik tunggal kegagalan, efek yang merugikan pada operasi kemampuan, atau biaya pemeliharaan yang tinggi. Tindakan korektif tidak mungkin diperlukan jika risiko untuk consequence(s) spesifik dari kegagalan diterima berdasarkan kemungkinan cukup rendah terjadinya. Tindakan korektif biasanya mengambil bentuk perubahan dalam persyaratan, Desain, proses, prosedur, atau bahan-bahan untuk menghilangkan kekurangan desain.

kondisi, titik tunggal misi - atau keamanan-kritis kegagalan, efek yang merugikan pada operasi kemampuan, atau biaya pemeliharaan yang tinggi. Tindakan korektif tidak mungkin diperlukan jika risiko untuk consequence(s) spesifik dari kegagalan diterima berdasarkan kemungkinan cukup rendah terjadinya. Tindakan korektif biasanya mengambil bentuk perubahan dalam persyaratan, Desain, proses, prosedur, atau bahan-bahan untuk menghilangkan kekurangan desain. Pengembangan tindakan korektif yang tepat biasanya membutuhkan pemahaman dan menghilangkan penyebab modus kegagalan tertentu; Sebaliknya, analisis penyebab modus kegagalan mungkin menyarankan cara untuk menghilangkan kegagalan. Beberapa contoh penyebab kegagalan adalah:

·         Spesifikasi material yang salah

·         Overstressing komponen

·          Kurangnya pelumasan

·         Tidak memadai pemeliharaan petunjuk perawatan perlindungan dari lingkungan

·          Salah algoritma (perangkat lunak)

·          Kesalahan desain perangkat lunak, termasuk perangkat lunak persyaratan kesalahan

Fault Equivalence

Secara tradisional, FMEAs telah dilakukan pada komponen-oleh-komponen dasar menggunakan tabel format banyak seperti itu awalnya dikembangkan oleh Lomas. Setiap item yang terdaftar, diikuti oleh daftar modus kegagalan potensial; kemudian konsekuensi dari setiap mode kegagalan ditentukan oleh analitis simulasi pengoperasian sistem dengan gagal item. Lembar kerja, seperti di MIL-STD-1629 (Ref 9), SAE J1739 (Ref 16), dan yang ditunjukkan dalam tabel 1, diselenggarakan untuk memfasilitasi jenis analisis. Dalam lingkungan manual, jenis analisis sistematis ini penting karena itu memastikan bahwa setiap modus kegagalan potensial Setiap komponen dianalisis.

Hal ini juga membuat prosedur analisis cukup melelahkan, mengarah ke ketidakkonsistenan dalam menggambarkan efek kegagalan identik, dan telah diberikan FMEA fokusnya mengisi formulir, daripada berfokus pada apa telah dipelajari dari analisis. Ketika sebuah database atau teknologi lain otomatis yang digunakan, banyak duplikasi pekerjaan terkait dengan FMEA dapat dieliminasi oleh pengelompokan mode kegagalan menjadi kesetaraan kelompok terdiri dari semua modus kegagalan yang menunjukkan identik konsekuensi (Ref 17). Sebuah kelompok yang digambarkan dalam gambar 7 dimana tidak ada output di A, buka di B, dan membuka masukan pada semua C memiliki efek yang sama.

Fig. 7 Fault equivalent failure modes: A, output open; B, open; C, input open

Mode kegagalan yang menunjukkan konsekuensi yang identik dipanggil mode kegagalan setara kesalahan dan dikelompokkan di bawah tunggal mengidentifikasi kesalahan (setara) pengenal nomor (FIN). Proses FMEA dimulai dengan analisis kesalahan fungsional, kemajuan analisis antarmuka, dan diakhiri dengan Analisis rinci. Analisis masing-masing mewakili iterasi yang lebih rinci dari analisis sebelumnya. Unsur Umum antara jenis analisis adalah subsistem kesalahan, yang (bersama dengan deskripsi yang terkait effect(s) lokal, nextlevel Effect(s), akhir-effect(s), keparahan, kompensasi ketentuan, dan mendeteksi monitor(s)) diidentifikasi oleh sirip. Karena sirip yang dihasilkan secara fungsional, memungkinkan sebelumnya dihasilkan kesalahan informasi untuk ditelusuri dan digunakan dalam analisis berikutnya. Misalnya, kesalahan yang dihasilkan untuk analisis kesalahan fungsional yang digunakan selama kegagalan antarmuka Analisis modus ketika konsekuensi dari mode kegagalan antarmuka identik dengan sebelumnya dianalisa mode kegagalan fungsional. Dalam kasus ini, mode kegagalan antarmuka ditugaskan sirip untuk sudah direkam kesalahan fungsional, dengan demikian mempertahankan kesinambungan. Proses ini terus untuk analisis rinci. Mode kegagalan rinci yang memiliki konsekuensi yang identik untuk sebelumnya dianalisa fungsional dan/atau mode kegagalan antarmuka ditetapkan sama kelompok kesetaraan. Mode kegagalan konsekuensi yang tidak identik kesalahan yang ada ditetapkan sirip baru.

The Failure Cause Model

Seperti disebutkan dalam contoh pemanas air panas, kesalahan mendalilkan pada tingkat tertentu model hierarchical sistem, dan mereka Efek diterapkan ke atas untuk memastikan sistem efek keseluruhan setiap item mode kegagalan. Sebuah model penyebab kegagalan digunakan untuk menilai penyebab modus kegagalan dan mengevaluasi modus kegagalan probabilitas terjadinya (Ref 18, 27). The model penyebab kegagalan sering mengambil bentuk pohon kesalahan acara unggulan yang adalah modus kegagalan menarik. Pohon kesalahan untuk modus kegagalan pada tingkat tertentu yang dibangun dari kombinasi subsistem kegagalan pada tingkat yang lebih rendah daripada di mana modus kegagalan mendalilkan. Jika modus kegagalan dapat hasil dari salah satu beberapa acara tingkat rendah, ia diwakili secara logis sebagai OR peristiwa-peristiwa; Jika hal itu dapat menyebabkan hanya jika semua tingkat rendah beberapa peristiwa yang terjadi, itu adalah dan peristiwa-peristiwa. The pohon kesalahan paling sering digambarkan secara grafis menggunakan Gerbang logika seperti yang ditunjukkan dalam tabel 2.

Table 2 Symbols used in the construction of a fault tree

Dari analisa tabel 1 probabilitas berhenti katup tidak bekerja adalah logika atau mode kegagalan nya. Ini adalah diilustrasikan pada gambar 8, di mana salah satu harus mengamati bahwa pohon kesalahan untuk setiap mode kegagalan dikembangkan secara terpisah. The kesalahan pohon untuk modus kegagalan, katup tidak menanggapi controller tetap terbuka dikembangkan dalam gambar 9. Kesalahan serupa pohon dapat dikembangkan untuk setiap mode kegagalan lainnya. Mengamati bahwa pohon kesalahan ini termasuk operasional penyebab kegagalan seperti puing-puing yang masuk actuator, manufaktur proses kegagalan koneksi dingin solder dan desain kesalahan seperti menggunakan terlalu rapuh kawat untuk konektor. Dengan demikian, kegagalan menyebabkan model untuk menyatukan modus kegagalan berbagai jenis FMEA untuk produk, proses, perangkat lunak, dan sebagainya.

Fig. 8 Fault tree representation of the “stop valve fails” (Ref 27)

Fig. 8 Fault tree representation of the “stop valve fails” (Ref 27)

Probabilitas kegagalan untuk setiap mode kegagalan terminal dapat dinilai dan kemudian disebarkan atas pohon kesalahan menentukan mode kegagalan probabilitas terjadinya. Peristiwa-peristiwa kegagalan dalam pohon kesalahan umumnya diasumsikan saling eksklusif dan probabilitas dari peristiwa di gerbang OR yang ditambahkan untuk memperoleh kemungkinan kegagalan yang dihasilkan. Jika bersama eksklusivitas asumsi salah, jumlah harus baik dikurangi dengan probabilitas bersama atau, lebih umum, karena kegagalan bersama probabilitas sering sulit untuk menghitung, diterima sebagai terikat atas pada probabilitas. Karena masing-masing kegiatan probabilitas biasanya cukup kecil, hal ini biasanya cukup. Jika pohon kesalahan termasuk peristiwa-peristiwa yang berulang, analisis yang lebih rumit menggunakan penguraian diperlukan untuk memastikan probabilitas modus kegagalan (Ref 28). Penugasan modus kegagalan probabilitas terjadinya, berdasarkan probabilitas penyebab kegagalan, ditampilkan dalam Fig. 8 dan 9. (Nilai-nilai numerikal probabilitas yang ditampilkan sewenang-wenang dan ilustrasi saja.) Gambar 9 acara unggulan probabilitas kegagalan adalah jumlah dari probabilitas acara terminal. Dari gambar 9, kemungkinan penyebab kegagalan modus Katup tidak menanggapi controller tetap terbuka adalah dingin solder koneksi. Dengan demikian, proses manufaktur harus dapat diperiksa, dan sesuai kontrol untuk mencegah hal ini dari terjadi harus dibentuk.

Automation

Ketika dilakukan secara manual, FMEAs cenderung tugas-tugas yang membosankan dan memakan waktu. Mereka cenderung rawan terhadap kesalahan, dan sering banyak disukai desainer produk yang umumnya berfokus pada tugas-tugas yang sistem yang harus dilakukan dan bagaimana desain sistem untuk melakukan tugas-tugas. Menganalisis apa yang akan terjadi ketika sesuatu gagal memerlukan melihat sistem di cara yang berbeda, dan menyebarkan mode kegagalan dari tingkat komponen untuk tingkat sistem sering sulit.

Sejumlah alat berbasis-komputer dan disesuaikan database telah dikembangkan untuk membantu proses analisis. Sederhana, kadang-kadang didasarkan pada perangkat lunak spreadsheet komersial, lebih sedikit menyediakan konsisten format untuk analisis. Lain memiliki fitur yang membantu untuk meningkatkan kualitas analisis. Beberapa berguna Fitur dari alat bantu otomatis adalah:

·         Menyediakan daftar modus kegagalan dan deskripsi efek kegagalan dari mana Analis dapat memilih. Ini Fitur mendorong penggunaan terminologi yang umum dan standar Deskripsi dalam laporan FMEA serta menghilangkan kebosanan menulis seperti deskripsi.

·          Menyediakan daftar mode kegagalan sesuai dan apportionments mereka untuk setiap jenis komponen. Ini membantu untuk memastikan bahwa semua mode kegagalan dianalisis.

·         Membuat kelengkapan dan konsistensi cek seperti: () memeriksa bahwa semua sesuai mode kegagalan untuk komponen telah dianalisis dan bahwa jumlah dari semua kegagalan modus apportionments 1.0; (b) memverifikasi bahwa kegagalan efek pada setiap tingkat telah diberikan untuk setiap mode kegagalan; dan (c) memeriksa terminologi, tata bahasa, ejaan, dan perhitungan matematis dalam laporan.

·         Menyesuaikan laporan FMEA untuk kebutuhan spesifik setiap pengguna dengan menyortir, menyaring, dan reformatting data dalam laporan. Data yang dapat diurutkan berdasarkan item, modus kegagalan, kegagalan efek, tingkat keparahan kelas, probabilitas Kejadian, dan sebagainya. Fitur berguna lainnya mencakup penyediaan sub-laporan seperti kritis item daftar dan reformatting FMEA sehingga data dapat secara otomatis input ke database lain.

Daftar modus kegagalan, kegagalan efek Deskripsi dan daftar mode kegagalan dan apportionments mereka untuk setiap jenis item sering dipertahankan di Perpustakaan analisis dibahas sebelumnya, atau dalam database mana mereka dapat mudah diakses oleh analis FMEA. Jenis lain dari program komputer telah dikembangkan untuk membantu engineers dengan aspek-aspek lain dari FMEA analisis. Pada tahap desain kemudian, ketika spesifikasi rinci program-program simulasi numerik yang tersedia memungkinkan desainer untuk mempelajari perilaku dan parameter operasional sistem atau subsistem. Simulasi memungkinkan desainer untuk meneliti efek komponen Toleransi pada sistem operasi dan, dengan mengubah komponen parameter untuk negara mereka gagal, untuk mengevaluasi bagaimana berbagai komponen mode kegagalan akan mempengaruhi sistem operasi dan output.

Conclusions

Mode kegagalan dan analisis efek telah berkembang dari teknik ad hoc, bergantung pada perancang pengalaman, untuk teknik analisis formal dan diterima. Mode kegagalan dapat digambarkan fungsional, dan fungsional sistem model dapat dianalisis pada awal tahap desain. Melalui kesalahan kesetaraan, hasil dari fungsional dan antarmuka kesalahan analisis dapat digunakan untuk mengurangi jumlah tenaga kerja yang diperlukan untuk menganalisis kegagalan mode pada tahap desain rinci. Kesalahan pohon dapat digunakan untuk mengembangkan penyebab kegagalan dan mereka terkait probabilitas terjadinya. Pohon kesalahan ini dapat menggabungkan kegagalan karena kesalahan Desain, sifat-sifat material, manufaktur kesalahan, Layanan kesalahan dan kesalahan pengguna bahkan memberikan probabilitas yang modus kegagalan terjadi. Mode kegagalan dapat dihilangkan dengan menghilangkan penyebabnya atau setidaknya punya mereka probabilitas kegagalan dikurangi ke tingkat yang dapat diterima. Peneliti membuat kemajuan dalam mengembangkan alat untuk membantu desainer dalam melakukan analisis.