Преимущества и недостатки 5 методов надежности для анализа отказоустойчивости

Важные производственные системы нуждаются в надежности больше, чем когда-либо. Когда системы выходят из строя, последствия могут быть катастрофическими — от финансовых потерь и травм до гибели людей.

Вот почему так важны методы надежности для анализа отказоустойчивости. Имея так много доступных методов обеспечения надежности, может быть трудно определить, какой из них лучше всего подходит для ваших нужд.

В этой статье мы рассмотрим пять различных методов обеспечения надежности, каждый из которых имеет свои преимущества и недостатки. Давайте рассмотрим эти методы, чтобы улучшить ваше понимание Отказоустойчивость анализ.

FMEA (вид отказа и анализ последствий)

Анализ видов и последствий отказов (FMEA) — это метод изучения причин отказа систем и их влияния на процессы или другие системы. Методология использует прошлые данные процесса и условия работы производственных систем для выявления недостатков или условий, которые вызывают сбои. Компании используют FMEA, чтобы свести к минимуму и исключить вероятность системных сбоев.

В зависимости от целей компании FMEA может принимать разные формы. Компания может принять:

• дизайн FMEA – определяет, как различные конструкции продуктов терпят неудачу на протяжении их жизненного цикла.

• процесс FMEA — исследует вероятность отказов и их последствия на каждом этапе производства.

• функциональный FMEA — оценивает все потенциальные сбои процессов в производственной системе и определяет пути их предотвращения.

FMEA является важным методом для:

• максимальное повышение надежности производственных систем, повышение качества продукции и безопасности процессов

• предотвращение сбоев и ошибок в работе — это снижает влияние рисков, связанных с системными сбоями

• повышение удовлетворенности клиентов за счет высококачественной продукции

• снижение эксплуатационных расходов, поскольку сбои случаются редко.

Есть несколько проблем, связанных с методом FMEA. Это ресурсоемкий и затратный по времени процесс. В зависимости от опыта и навыков аналитической группы процесс может быть необъективным. Предположения, игнорирование сбоев и опора на устаревшие данные процесса могут негативно сказаться на точности процесса.

Блок-схема надежности

Блок-схемы надежности (RBD) используют графические элементы и математические модели для расчета надежности производственных систем. Анализ разбивает сложные системы на подсистемы или компоненты, чтобы упростить анализ. Каждая блок-схема представляет компонент или подсистему производственного процесса.

Блок-схемы надежности подчеркивают отношения между системами (в виде блоков) и их вклад в общую надежность системы. RBD полезен для анализа параллельных и последовательных систем.

Компании могут использовать результаты RBD для прогнозирования производительности производственных систем. Они также могут идентифицировать производственные активы с высоким уровнем риска и их расположение в процессах. Преимущества РБД:

• лучшее понимание надежности системы — компании могут определять возможности для улучшения процессов, выявляя слабые места из-за зависимостей между компонентами или подсистемами.

• улучшен принятие решений – качественный анализ предоставляет лицам, принимающим решения, достаточную информацию для реорганизации производственных цехов, инвестирования в дублирующие производственные системы и рационализации программ технического обслуживания.

• лучшее общение — производители могут легко объяснить надежность системы и влияние различных компонентов сотрудникам, заинтересованным сторонам и сторонним поставщикам услуг. Улучшенная связь обеспечивает бесперебойное производство.

Есть несколько недостатков, связанных с анализом RBD. Техника надежности сильно зависит от данных процесса. Компании должны гарантировать точность данных процесса, иначе анализ не будет окончательным. RBD редко исследует влияние внешних факторов, таких как человеческий фактор или факторы окружающей среды, на надежность системы. Этот метод анализа отказов также не учитывает виды отказов различных компонентов и их влияние на надежность системы.

Анализ дерева отказов

Анализ дерева отказов (FTA) — еще один математический и графический метод надежности, широко используемый производителями. Это нисходящий аналитический процесс, оценивающий, как отказы перемещаются по системе.

Техника FTA направлена ​​​​на выявление отказов отдельных компонентов для улучшения конструкции системы и предотвращения их эскалации, вызывающей сбои в масштабах всей системы. Инженеры по надежности анализируют первопричины системных сбоев, чтобы оценить вероятность отказа производственного оборудования. В анализе дерева отказов используются логические элементы и символы событий, чтобы указать взаимосвязь между отказами компонентов и их причинами.

Символы FTA для мероприятий

Преимущества ЗСТ:

• улучшенный дизайн отказоустойчивых производственных систем — FTA помогает инженерам определить и выбрать наиболее подходящие резервные системы для предотвращения сбоев производства, которые обходится производителям более чем в $1,5 трлн. ежегодно

• усиленная разработка и совершенствование мер по снижению рисков в производственных системах

• более систематический и структурированный подход к выявлению основных причин системных сбоев.

FTA требует навыков опытных аналитиков. Это отнимает много времени, особенно при работе с большими и сложными системами. Это означает, что производители должны привлекать опытных аналитиков, чтобы гарантировать, что анализ охватывает все потенциальные причины сбоев системы. FTA исследует конкретное главное событие и может не учитывать влияние внешних факторов на надежность системы.

Анализ дерева событий

Анализ дерева событий (ETA) использует ту же логику, математические и графические представления, что и FTA. Разница между этими методами заключается в том, что ETA анализирует влияние сбоев на надежность системы. ETA является жизненно важным инструментом для управления рисками и повышения безопасности на производственных объектах.

Этот метод определяет потенциальные опасности или события, которые могут вызвать сбои в производственных системах. Затем графическая модель выделяет несколько результатов, сопровождающих эти опасности. Каждому потенциальному результату присваивается коэффициент серьезности для упрощения реализации соответствующих мер по снижению риска. ETA использует логическую логику для присвоения вероятностей и оценок серьезности последствиям после запуска определенного события или опасности.

К преимуществам ЭТА относятся:

• не ограничивается событиями, связанными с оборудованием — это делает его полезным для оценки влияния внешних факторов на надежность производственных систем

• логические средства для оценки опасностей, возникающих в результате последовательных отказов системы или компонентов

• позволяет компаниям оценить эффективность и недостатки существующих систем защиты и снижения рисков.

ETA может быть неэффективным для систем, в которых одновременно происходит несколько событий. Анализ таких систем дает несколько избыточных систем, которые могут быть неубедительными. ETA предполагает, что все события независимы, и игнорирует общие сбои.

Марковский анализ

Марковский анализ использует статистический подход для оценки надежности системы. Техника надежности опирается на текущие события для прогнозирования будущих результатов. Статистическая модель анализирует производительность отдельных компонентов и прогнозирует переходы системы из одного состояния в другое с течением времени. Анализ надежности с использованием метода Маркова учитывает тот факт, что системы со временем ухудшаются и выходят из строя.

Марковский анализ определяет состояние различных производственных систем и их рабочие характеристики. Он использует специальные матрицы перехода, представляющие вероятность изменения состояния системы. Расчет вероятностей устойчивого состояния каждой системы позволяет компаниям разрабатывать эффективные программы технического обслуживания для повышения надежности системы.

Преимущества метода марковского анализа:

• жизненно важен для моделирования надежности сложных систем с несколькими режимами отказа

• обеспечивает точный анализ надежности систем с течением времени

• результаты анализа имеют решающее значение для создания и улучшения программ технического обслуживания по мере старения оборудования.

Марковский анализ не лишен недостатков. Подход предполагает, что вероятность изменения состояния компонентов постоянна во времени, что не может быть верным для всех систем. Этот метод не охватывает все сложности производственных систем. Он может игнорировать такие факторы, как межкомпонентные зависимости или взаимодействия.

Как выбрать правильную технику

Прежде чем выбрать метод обеспечения надежности, компании должны определить конкретные эксплуатационные требования и связанные с ними производственные цели. Некоторые факторы, которые следует учитывать:

• Тип продукта и производственный процесс – тип производимого продукта диктует производственный процесс и желаемые стандарты надежности. Производственные процессы с большим количеством человеческого вмешательства выиграют от метода FMEA, а не от статистического подхода, такого как марковский анализ.

• Доступность данных – анализ надежности основан на данных. Каждый метод требует адекватного доступа к данным процесса. Анализ надежности оценивает исторические данные об обслуживании, предыдущие отказы и модели использования оборудования. Для некоторых методов требуется более одного типа данных процесса. Проверьте количество и качество доступных данных, прежде чем выбрать метод обеспечения надежности. Компании могут оптимизировать управление данными, используя цифровые решения, такие как компьютеризированные системы управления техническим обслуживанием (CMMS).

• Время, ресурсы и финансовые ограничения – анализ надежности должен давать действенные результаты. Некоторые методы требуют больше ресурсов, чем другие, а некоторые требуют времени. Убедитесь, что у компании есть достаточные финансовые и технические ресурсы для проведения анализа.

• Нормативные требования – на выбор метода обеспечения надежности влияют отраслевые стандарты и требования.

Выбор правильного метода анализа надежности гарантирует, что производители завершат анализ неисправностей быстрее и по конкурентным рыночным ценам. Это также устраняет сложности, которые могут увеличить количество ошибок и остановок процесса. Это дает компании достаточно времени для внедрить изменения и предотвратить системные сбои.

Заключение

Анализ надежности необходим для проектирования отказоустойчивых систем и устранения узких мест, снижающих производительность производственных систем. Производители могут выбирать из различных методов анализа надежности в зависимости от целей, которые они намереваются достичь. Правильный анализ отказоустойчивости позволяет внести оперативные изменения для оптимизации производства.

Использование цифровых решений, в том числе постоянно растущих Сегмент рынка CMMS-решений, улучшает управление данными. Доступ к соответствующим технологическим данным повышает точность и эффективность программ анализа надежности.

Привлеките опытного специалиста по анализу неисправностей для аудита производственных процессов, проведения системного анализа и рекомендаций по изменению процессов. Аналитики могут быстрее выполнять анализ устойчивости и использовать свой прошлый опыт для преодоления проблем, возникающих во время анализа отказоустойчивости.

---

Автор: Брайан Кристиансен

Брайан Кристиансен — основатель и генеральный директор Гибкая CMMS. Limble — это современная, простая в использовании мобильная CMMS, которая избавляет от стресса и хаоса при обслуживании, помогая менеджерам организовывать, автоматизировать и оптимизировать свои операции по обслуживанию.