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FMECA = Failure Mode, Effects and Criticality Analysis

FMECA steht für Failure Mode, Effects and Criticality Analysis und damit für eine Erweiterung der FMEA


Die "Criticality", also die Kritikalitätsanalyse, nimmt dabei eine auf der FMEA basierende, quantitavive Beschreibung des Zusammenspiels von Härtegrad und Eintrittswahrscheinlichkeit der in der FMEA festgestellten Ausfallarten und deren Auswirkungen ein. Einfacher gesagt, wird bei der FMECA festgestellt, ob das System bzw. der Prozess trotz bestehender Wahrscheinlichkeit und Schweregrads nachgewiesener Fehlermodi trotzdem funktionieren.

Je höher die in der FMECA festgestellte Kritikalität, also die Ausfallwahrscheinlichkeit und der Härtegrad anzunehmender Fehlerarten, desto mehr Eile ist geboten, entsprechende Gegenmaßnahmen zu treffen. Schließlich geht es darum, dass dieses Tool zur vorbeugenden Qualitätssicherung eingesetzt und Ausfälle bzw. Fehler in Produktionsprozessen und Systemen frühzeitig erkannt und behoben werden. Mit einer niedrigen Kritikalität werden Folgekosten im Sinne von Nacharbeit, Störungsbehebungen und Produktionsstillstand reduziert und die Effizienz aller Prozesse merklich erhöht.

Ziel FMEA / FMECA

Das Ziel der FMEA ist die Ermittlung des Verhaltens eines Systems im Fall von möglichen Fehlern (Failure Modes) die während des Betriebes auftreten können. Das Verhalten (wie verhält sich das System im Fehlerfall an der Schnittstelle) wird als Fehlerfolge (Effect) beschrieben. In der FMECA werden zusätzlich bereits implementierte Diagnoseinformationen berücksichtigt.
 
Auf dieser Basis wird untersucht, ob unerwünschte Effekte auftreten (z.B. sicherheitskritische) oder ob eine ausreichende Diagnoseabdeckung bereits vorhanden ist. Somit wird eine Analysengrundlage geschaffen zur Bestimmung des Ist-Zustandes im Vergleich zu spezifizierten Anforderungen. Die Analysegrundlage dient:

  • als Daten- und Informationsbasis für
  • Sicherheit: Fehlerraten und Basic Events für  Fehlerbaumanalysen (FTA)
  • Verfügbarkeitsanalysen
  • Logistische Analysen (Wartung, Instandhaltung, Ersatzteile, usw.)
  • der Ermittlung der Detection Coverage

"Welcher Prozentsatz aller im Betrieb auftretenden Fehler wird durch Monitore und / oder Tests erkannt?“ für beispielsweise Power-On Test oder Acceptance Test

  • der Ermittlung der Isolation Coverage ( Diagnoseunterstützung)

"Welcher Prozentsatz aller im Betrieb auftretenden Fehler wird durch den Monitor und / oder Test dem tatsächlich defekten Bauteil zugeordnet?“

  • der Ermittlung kritischer Einzelfehler

Ablauf:

  • Festlegung der Systemgrenzen, Ziele und Randbedingungen
  • Festlegung des Detaillierungsgrades und Identifikation der zu analysierenden Komponenten, Signale und / oder Funktionen
  • Bestimmung der Fehlerarten
  • Aufbruch der Fehlerraten aus einer  Reliability Prediction (oder anderen Datenquellen) auf die Fehlerarten
  • Bestimmung der Fehlereffekte
  • Bestimmung der Kritikalität der Fehlereffekte (nur FMECA)
  • Bestimmung der Fehlerraten auf den Fehlereffektebenen (= FMES)
  • Bestimmung von Detection und Isolation Coverage basierend auf den eingetragenen Tests zur Fehlerentdeckung
  • Vergleich der FMECA/FMES Ergebnisse mit den Anforderungen und Identifikation von Schwachstellen (non-compliances)
  • Identifikation von notwendigen Überwachungsfunktionen (Monitore) und Tests und den entsprechenden sicheren Fehlerreaktionen (Requirements Specification)

 Kundennutzen / Vorteile FMECA:

  • Zielgenaue Identifikation von notwendigen Überwachungsfunktionen (Monitoren) und Tests einschließlich Festlegung der Fehlerreaktionen / -strategien
  • Reduktion der Reparaturkosten durch Optimierung der Detection und Isolation Coverage
  • Funktionale Aufbereitung der Fehlerraten aus der  Reliability Prediction für die Fehlerbaumanalyse (FTA)
  • Nachweisdokumentation zur Erfüllung der Anforderungen der Spezifikation bzw. zum Erreichen der Zertifizierung

 Normen:

  • FMEA/FMES (zivile Luftfahrt): SAE ARP-4761, ABD0100.1.3
  • FMECA (militärische Luftfahrt): MIL-STD 1629
  • ECSS-Q-30-02A (Richtlinie)

 

Stichworte zu FMECA

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