Классификация отказов по тяжести последствий предполагает отнесение каждого вида отказа к одной из категорий тяжести последствий отказа (КТПО). Система классификации может разрабатываться для изделия индивидуально, в соответствии с требованиями контракта, или может существовать единая классификация для целого класса изделий. При классификации видов отказов по тяжести последствий (назначении КТПО) учитывают следующие факторы:
· опасность отказа для жизни и здоровья людей (в том числе, не связанных непосредственно с эксплуатацией объекта), для окружающей среды, для целостности и сохранности самого объекта, другого имущества и материальных объектов;
· влияние отказа на качество функционирования объекта и полноту выполнения им назначенных функций, возможный ущерб любого вида (материальный, моральный, политический и др.), обусловленный снижением качества функционирования объекта или невыполнением объектом миссии;
· скорость развития неблагоприятных последствий отказа, определяющая возможность принятия соответствующих мер защиты от них.
Пример возможной классификации отказов с учетом перечисленных факторов приведен в таблице 4.
Таблица 4 - Классификация отказов
КТПО | Описание |
I | Катастрофический отказ – может вызвать гибель людей или повлечь за собой разрушение (потерю) конечного изделия |
II | Критический отказ – может вызвать серьезное ранение, значительный материальный ущерб или серьёзное повреждение конечного изделия, которое приведет к срыву выполнения миссии. |
III | Граничный отказ – может вызвать легкое ранение, незначительный материальный ущерб или незначительное повреждение конечного изделия, которое приведет к задержке или к снижению эффективности выполнения миссии. |
IV | Незначительный отказ – не вызывающий ранения, не причиняющий материального ущерба и не влияющий на выполнение миссии, но приводящий к необходимости непланового обслуживания или мелкого ремонта конечного изделия. |
|
Таблица 5 - Категории тяжести последствий отказа для шасси слитковоза
ЛКН | КТПО |
2. Шасси | |
2.1Опорная ось | |
2.1.1 Шлицевой конец | |
2.1.2 Ребордная ось | |
2.2 Колесо | |
2.2.1 Обод | |
2.2.2 Реборд колеса |
Анализ видов, последствий и критичности отказов
Процедура АВПО, дополненная оценками показателей критичности анализируемых отказов, получила название АВПКО – анализ видов, последствий и критичности отказов. АВПКО является неотъемлемой частью АЛП изделия и служит основным источником исходных данных для большинства задач АЛП.
АВПКО = АВПО +АК
Для более детального анализа отказов проводят анализ критичности отказов. В зависимости от имеющихся данных проводят качественный и/или количественный анализ.
Качественный АК
Качественный АК выполняется, как правило, на ранних стадиях разработки, когда конструкция изделий еще не определена и нет количественных данных о надежности комплектующих изделий. Для выполнения этого вида анализа каждому виду отказа необходимо назначить качественный параметр, характеризующий вероятность его возникновения, – Таблица 6 приведены возможные значения этого параметра.
Таблица 6 - Уровень вероятности возникновения отказа
Уровень вероятности возникновения отказа | Описание |
A | Частый отказ. Вероятность возникновения отказа за заданное время работы превышает 0.2. |
B | Вероятный отказ. Вероятность возникновения отказа за заданное время составляет от 0.1 до 0.2. |
C | Возможный отказ. Вероятность возникновения отказа за заданное время составляет от 0.01 до 0.1. |
D | Редкий отказ. Вероятность возникновения отказа за заданное время составляет от 0.001 до 0.01. |
E | Маловероятный отказ. Вероятность возникновения отказа за заданное время ниже 0.001. |
Процедура качественного анализа критичности заключается в назначении приоритетов корректирующих действий видам функциональных отказов в зависимости от КТПО и уровня вероятности возникновения вида отказа.
|
Для этого виды отказов распределяются по матрице критичности, на горизонтальной оси которой отложены значения КТПО, а на вертикальной – уровни вероятности возникновения отказа (рисунок 2).
Рисунок 2 – Матрица критичности для качественного анализа
На матрице специалистами – аналитиками для каждого проекта индивидуально выделяются области равных приоритетов (в рассматриваемом примере это три области):
1 – высокого,
2 – среднего,
3 – низкого приоритета.
В зависимости от того, в какую область матрицы критичности попадает вид отказа, ему назначается соответствующий приоритет корректирующих действий. Рекомендуется следующая классификация элементов по приоритетам корректирующих и компенсирующих действий (таблица 7).
Таблица 7 – Классификация элементов по приоритетам корректирующих и компенсирующих действий.
|
Приоритет | Рекомендации |
Функция/элемент, хотя бы один отказ которого требует особого внимания при разработке конструкции. Для таких функций/элементов необходимо предусмотреть системы контроля, сигнализации и компенсации отказа. Эти элементы должны рассматриваться как первоочередные кандидаты на изменение конструкции (замену) с целью повышения надежности всего изделия. Функция/элемент нуждается в полномасштабном АВПКО. | |
Функция/элемент, отказы которого требуют внимания при разработке. Требуется оценка необходимости разработки систем контроля, сигнализации и компенсации отказа. Может потребоваться изменение конструкции (замена) с целью повышения надежности всего изделия. Для функции/элемента рекомендуется провести полномасштабный АВПКО. | |
Функция/элемент, которая требует минимального АВПКО для подтверждения значения приоритета. Не рассматривается как кандидат на доработку/замену. Не требует ввода систем контроля, сигнализации и компенсации отказа. |
В таблице 8 приведен качественный АК для шасси.
Таблица 8 – Качественный АК для шасси слитковоза
ЛКН | Уровень вероятности возникновения отказа | Приоритет |
2. Шасси | ||
2.1Опорная ось | ||
2.1.1 Шлицевой конец | D | |
2.1.2 Ребордная ось | D | |
2.2 Колесо | ||
2.2.1 Обод | D | |
E | ||
2.2.2 Реборд колеса | E |
Количественный АК
Процедура количественного анализа заключается в назначении видам отказов элементов ЛСИ приоритетов корректирующих действий в зависимости от КТПО и рассчитанного числа критичности, а также в упорядочении элементов ЛСИ по значениям этих чисел.
Как и при анализе функциональных отказов, видам отказов элементов ЛСИ назначается КТПО, в зависимости от тяжести последствий, к которым приводит рассматриваемый отказ (функциональный или конструктивный).
Чтобы назначить приоритеты видам отказов, они распределяются по матрице критичности, на горизонтальной оси которой отложены значения КТПО, а на вертикальной – числа критичности видов отказов. (см. табл. 8)
= λi* αij * *(Tработы)i
λi- интенсивность отказов i-го элемента, 1/ е.и.3 наработки
αij– доля j-го вида отказа i-го элемента
– вероятность возникновения последствия K-й категории тяжести для j-го вида отказа i-го элемента
(Tработы)i – наработка i-го элемента ЛСИ за время миссии
– число критичности j-го вида отказа i-го элемента ЛСИ K-й (наихудшей) категории тяжести последствии
Pij=
λФИ – интенсивность отказов ФИ, 1/е.и. наработки
Tмиссии – наработка ФИ за время миссии, е.и. наработки
Рисунок 3 – Матрица критичности для количественного анализа
Таблица 9 – Количественный АК для шасси слитковоза