روش FMEA (حالت شکست و تحلیل اثرات)

روش حالت شکست و تجزیه و تحلیل اثرات (FMEA) یک روش نظام‌مند، پیشرو و کاربردی برای شناسایی و ارزیابی ریسک است. از روش FMEA برای مدیریت ریسک براساس شاخص‌هایی مانند شدت اثر، اندازه اثر و قابلیت شناسایی استفاده می‌شود.

روش سیستماتیک تحلیل شکست ابتدا در اواخر دهه ۱۹۴۰ ابداع شد تا مسائلی که ممکن است در اثر عملکرد اشتباه سیستم‌های نظامی ایجاد شوند را مطالعه نماید. این تکنیک معمولاً نخستین مرحله در یک مطالعه سیستمیک پایایی است و در واقع در ابتدا نیز توسط مهدسان پایایی ابداع شد. تکنیک FMEA شامل بررسی تمامی اجزاء، ساختارها و زیرسیستم‌ها برای شناسایی حالات شکست و اثرات علت معلولی آنها است.

اگر در این تکنیک از تحلیل بحران نیز استفاده شود در اینصورت FMECA نامیده می‌شود. تکنیک FMEA بخشی اساسی در مهندسی پایایی، مهندسی ایمنی و مهندسی کیفیت است. مهندسی کیفیت اختصاصاً با FMEA فرایندی همراه است. یک FMEA موفقیت آمیز به مدیران پروژه کمک می‌کند تا شکست‌های بالقوه را بر اساس تجربه حاصل از محصولات و فرایندهای مشابه و یا بر اساس قواعد مرسوم فیزیکی یا منطق شکست، شناسایی نمایند. تکنیک FMEA به شکل گسترده‌ای در صنایع تولیدی و توسعه‌ای و در مراحل مختلف سیکل زندگی محصولات مورد استفاده قرار می‌گیرد. تحلیل اثرات به معنی مطالعه پیامدهای شکست در سطوح مختلف سیستم است.

تعاریف و واژه‌ها در تکنیک FMEA

حالت شکست و تحلیل اثرات برگردان  پارسی Failure mode and effects analysis است که با فرم کوتاه روش FMEA شناخته می‌شود.

شکست (Failure)

• انحراف یک جزء یا بخش از سیستم از کارکرد، رفتار یا عملیات مورد نیاز یا طراحی شده ؛ مسائلی که کارور با ان روبه رو می‌شود.
• ناتوانی یک سیستم، زیر سیستم یا بخشی از آن برای اجرای عملکرد مورد انتظار.
• ناتوانی بخشی از یک سیستم برای کار در محدوده ی از پیش تعریف شده ی خود.

حالت شکست (Failure mode)

• روش خرابی یک جزء
• حالت یا وضعیتی که یک جزء بعد از خرابی به خود می‌گیرد.

علت شکست (Failure Cause)

• فرآیند یا مکانیزم دخیل در شروع یک حالت شکست
• فرآیند‌های احتمالی که میتوانند سبب خرابی یا شکست یک جزء شوند مانند شکست‌های فیزیکی، نقص‌های طراحی، نقص‌های ساخت و تولید، نیروهای محیطی و مانند اینها .

اثر شکست (Failure effect)

• پیامد یا پیامدهای که حالت شکست بر روی عملکرد بخشی از سیستم یا کل آن دارد.

نمره اولویت ریسک (“Risk Priority Number “PRN)

• شاخص اولویت بندی ریسک برای قابلیت اعتماد
• PRN= Probability * Severity * Detection

تکنیک FMEA اساساً یک تحلیل کیفی است و اغلب به یکی از سه حالت زیر اجرا می‌شود:

• عملکردی
• طراحی
• فرایندی

قوانین زمینه‌ای (پیش نیازها) FMEA

قوانین زمینه‌ای (پیش نیازها) FMEA عبارتند از مجموعه‌ای از فرایندهای انتخابی پروژه، فرضیاتی که تحلیل بر مبنای آنها انجام می‌شوند، سخت افزاری که در تحلیل مورد استفاده قرار گرفته یا از تحلیل کنار گذاشته می‌شود، و منطق کنار گذاشتن سخت افزارها. همچنین همین قوانین زمینه‌ای هستند که سطح تحلیل، وضعیت پایه سخت افزارها و معیارهای موفقیت سیستم را تعیین می‌کنند. پیش از شروع FMEA هر کاری باید انجام شود تا قواعد زمینه‌ای تعریف شوند. یک مجموعه تیپیک از قواعد زمینه‌ای (فرضیات) عبارتند از:

• در هر زمان، تنها یک حالت شکست وجود دارد.
• تمامی ورودی‌ها (اعم از دستورالعمل‌های نرم‌افزاری) به شکل عددی وجود دارند.
• تمامی مواد مصرفی به مقدار کافی وجود دارند.
• قدرت عددی وجود دارد.

مراحل انجام تکنیک FMEA

مزایای FMEA

با بکار بردن درست FMEA مزایای زیادی حاصل می‌شود که تعدادی از مهم‌ترین آنها عبارتند از:

۱- با استفاده از این روش نوعی طراحی انتخاب می‌شود که در آن، احتمال موفقیت عملیات و حصول ایمنی بسیار بالا است.

۲- FMEA یک روش یکنواخت متشکل از ارزیابی مکانیسم‌های بالقوه شکست، حالات شکست و تاثیر آن بر عملیات سیستم است که به وسیله آن، فهرستی از حالات شکست بدست می‌‌اید که در آن، حالات مختلف شکست بر اساس احتمال وقوع و شدت تاثیر آن بر سیستم، رتبه بندی شده اند.

۳- معیارهایی برای برنامه‌ریزی اولیه آزمایش‌ها فراهم می‌شود.

۴- مبنایی برای فرایندهای رفع اشکال و تعیین محل‌های نظارت و وسایل تشخیص دهنده خطا ایجاد می‌نماید.

کاربردهای تکنیک FMEA

تکنیک FMEA به صورت مشخص در ارزیابی ریسک کاربرد زیاد دارد بنابراین در دو حوزه مطالعاتی زر از این تکنیک زیاد استفاده شده است:

ارزیابی ریسک توسعه محصول جدید

ارزیابی ریسک زیست محیطی در زمینه HSE

روش انجام حالت شکست و تحلیل اثرات آن

تشکیل تیم FMEA

نخستین گام در تحلیل حالت شکست و اثرات آن، تشکیل تیم ارزیابی می‌باشد. در این مطالعه پنل خبرگان شامل مدیران و متخصصین شرکت سهامی سیمان اصفهان است. برای انتخاب نمونه از روش غیراحتمالی استفاده می‌شود (برای مطالعه بیشتر روش نمونه‌گیری احتمالی و غیراحتمالی را مطالعه کنید) و افراد موردنظر به صورت هدفمند و براساس تخصص و شرایط تعریف شده از متخصص (خبره) انتخاب می‌شوند. براساس پیشنهادهای موجود بین ۴ تا ۶ نفر برای این منظور کافی است. ملاک اصلی انتخاب خبره معمولاً سابقه‌کاری و آشنایی با مفاهیم مربوط به تحلیل حالت شکست و اثرات آن می‌باشد.

محاسبه میزان RPN

اساس تحلیل در تکنیک FMEA محاسبه «نمره اولویت ریسک» یا RPN است. برای تعیین وزن ریسک‌های مدنظر با رویکرد FMEA به ارزیابی اثر شدت (S)، نرخ وقوع (O) و قابلیت کشف خطا (D) پرداخته می‌شود. تیم مدیریت ریسک براساس هر شاخص به هریک از ریسک‌های شناسایی شده نمره‌ای بین ۱ تا ۱۰ تخصیص می‌دهد.

نمره اولویت ریسک (RPN)

نمره اولویت ریسک (RPN) به صورت زیر محاسبه می‌شود:

RPN = S×O×D

روشن است نمره نهایی بین ۱ تا ۱۰۰۰ در نوسان خواهد بود.

• کمتر از ۱۲۵ : کم اهمیت
• بین ۱۲۵ تا ۵۱۲: متوسط به بالا
• بیش از ۵۱۲ : خطرناک

در برخی پژوهش‌ها از پرسشنامه نیز استفاده می‌شود. خبرگان شدت اثر، نرخ وقوع و درجه تشخیص هر یک از ریسک‌ها را با خیلی کم تا زیاد با یک طیف ۴ درجه مشخص می‌کنند. پرواضح است عدد حاصل برای هر ریسک در بدترین حال ۶۴ خواهد بود. معمولاً اگر RPN یک ریسک کمتر از ۳۲ باشد یک ریسک ضعیف در نظر گرفته می‌شود. همچنین بین دو بازه ۳۲ تا ۴۸ نیز یک مقدار متوسط است و اگر بزرگتر از ۴۸ باشد آن ریسک بشدت باید مدیریت شود.

خلاصه و جمع‌بندی

روش FMEA (حالات شکست و تجزیه و تحلیل آثار آن) یک فرآیند سیستماتیک برای شناسایی خطاهای بالقوه است. این روش در طراحی و اجرای فرآیند قبل از روی دادن آنها استفاده می‌شود. هدف آن حذف و یا کاهش خطر بالقوه با آنها. تکنیک در اصل یک تکنیک ارزیابی قابل اعتماد است. برای شناسایی حالات شکستی که می‌تواند قابلیت اعتماد کلی سیستم را کاهش دهد، به کار می‌رود.

تحلیل‌های عملکردی بعنوان یک ورودی برای تعیین حالات صحیح شکست و در تمامی سطوح سیستم مورد استفاده قرار می‌گیرند. FMEA برای کاهش تولید ریسک ( از طریق کاهش شدت اثرات شکست) یا برای کاهش احتمال شکست و یا برای هر دو منظور مورد استفاده قرار می‌گیرد. تکنیک FMEA اصولاً نوعی تحلیل استقرایی است؛ با اینحال احتمال شکست را تنها می‌توان از طریق درک مکانیسم وقوع شکست تعیین نمود یا کاهش داد. حالت ایده‌آل این است که با حذف عوامل (ریشه‌های) شکست بتوان احتمال وقوع شکست را آنقدر کاهش داد که به حد “غیر ممکن” برسد. لذا لازم است که در FMEA، اطلاعات زیادی راجع به دلایل شکست (تحلیل قیاسی) تهیه شود.

دانلود پاورپوینت آموزش FMEA