ГОСТ Р 51901.12-2007
(МЭК 60812:2006)

Группа Т58

     

НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Менеджмент риска

МЕТОД АНАЛИЗА ВИДОВ И ПОСЛЕДСТВИЙ ОТКАЗОВ

Risk management. Procedure for failure mode and effects analysis

ОКС 13.110

Дата введения 2008-09-01

Предисловие

Цели и принципы стандартизации в Российской Федерации установлены Федеральным законом от 27 декабря 2002 г. N 184-ФЗ "О техническом регулировании", а правила применения национальных стандартов Российской Федерации - ГОСТ Р 1.0-2004 "Стандартизация в Российской Федерации. Основные положения"

Сведения о стандарте

1 ПОДГОТОВЛЕН Открытым акционерным обществом "Научно-исследовательский центр контроля и диагностики технических систем" (ОАО "НИЦ КД") и Техническим комитетом по стандартизации ТК 10 "Перспективные производственные технологии, менеджмент и оценка рисков" на основе собственного аутентичного перевода стандарта, указанного в пункте 4

2 ВНЕСЕН Управлением развития, информационного обеспечения и аккредитации Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии

3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 27 декабря 2007 г. N 572-ст

4 Настоящий стандарт является модифицированным по отношению к международному стандарту МЭК 60812:2006 "Методы анализа надежности систем. Метод анализа видов и последствий отказов (FMEA)" (IEC 60812:2006 "Analysis techniques for system reliability - Procedure for failure mode and effects analysis (FMEA)") путем внесения технических отклонений, объяснение которых приведено во введении к настоящему стандарту.

Наименование настоящего стандарта изменено относительно наименования указанного международного стандарта для приведения в соответствие с ГОСТ Р 1.5-2004 (подраздел 3.5)

5 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодно издаваемом информационном указателе "Национальные стандарты", а текст изменений и поправок - в ежемесячно издаваемых информационных указателях "Национальные стандарты". В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ежемесячно издаваемом информационном указателе "Национальные стандарты". Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет

Введение

В отличие от применяемого международного стандарта в настоящий стандарт не включены ссылки на МЭК 60050-191:1990 "Международный электротехнический словарь. Глава 191. Надежность и качество услуг", которые нецелесообразно приводить в национальном стандарте из-за отсутствия принятого гармонизированного национального стандарта. В соответствии с этим изменено содержание раздела 3. Кроме того, в стандарт включено дополнительное приложение С, содержащее перечень используемых сокращений на английском языке. Ссылки на национальные стандарты и дополнительное приложение С выделены курсивом.

     1 Область применения

Настоящий стандарт устанавливает методы анализа видов и последствий отказов (Failure Mode and Effects Analysis - FMEA), видов, последствий и критичности отказов (Failure Mode, Effects and Criticality Analysis - FMECA) и дает рекомендации по их применению для достижения поставленных целей путем:

- выполнения необходимых этапов анализа;

- идентификации соответствующих терминов, предположений, показателей критичности, видов отказов;

- определения основных принципов анализа;

- использования примеров необходимых технологических карт или других табличных форм.

Все приведенные в настоящем стандарте общие требования FMEA относятся и к FMECA, так как последний является расширением FMEA.

     2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ Р 51901.3-2007 (МЭК 60300-2:2004) Менеджмент риска. Руководство по менеджменту надежности (МЭК 60300-2:2004 "Менеджмент надежности. Руководство по менеджменту надежности", MOD)
     
     ГОСТ Р 51901.5-2005 (МЭК 60300-3-1:2003) Менеджмент риска. Руководство по применению методов анализа надежности (МЭК 60300-3-1:2003 "Управление надежностью. Часть 3-1. Руководство по применению. Методы анализа надежности. Руководство по методологии", MOD)
     
     ГОСТ Р 51901.13-2005 (МЭК 61025:1990) Менеджмент риска. Анализ дерева неисправностей (МЭК 61025:1990 "Анализ дерева неисправности (FNA)", MOD)
     
     ГОСТ Р 51901.14-2005 (МЭК 61078:1991) Менеджмент риска. Метод структурной схемы надежности (МЭК 61078:2006 "Методы анализа надежности. Структурная схема надежности и Булевы методы", MOD)
     
     ГОСТ Р 51901.15-2005 (МЭК 61165:1995) Менеджмент риска. Применение марковских методов (МЭК 61165:1995 "Применение марковских методов", MOD)

Примечание - При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет или по ежегодно издаваемому информационному указателю "Национальные стандарты", который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по соответствующим ежемесячно издаваемым информационным указателям, опубликованным в текущем году. Если ссылочный стандарт заменен (изменен), то при пользовании настоящим стандартом следует руководствоваться заменяющим (измененным) стандартом. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, применяется в части, не затрагивающей эту ссылку.

     3 Термины и определения

В настоящем стандарте применены следующие термины с соответствующими определениями:

3.1 объект (item): Любая часть, элемент, устройство, подсистема, функциональная единица, аппаратура или система, которую можно рассматривать самостоятельно.

Примечания

1 Объект может состоять из технических средств, программных средств или их сочетания и может также, в частных случаях, включать в себя технический персонал.

2 Ряд объектов, например их совокупность или выборка, может быть рассмотрен как объект.

3 Процесс также может быть рассмотрен как объект, который выполняет заданную функцию и для которого проводят FMEA или FMECA. Обычно FMEA аппаратных средств не распространяется на людей и их взаимодействие с аппаратными средствами или программным обеспечением, в то время как FMEA процесса обычно включает в себя анализ действий людей.

3.2 отказ (failure): Утрата объектом способности выполнять требуемую функцию*.

_______________

* Более детально см. [1].

3.3 неисправность (fault): Состояние объекта, при котором он не способен выполнять требуемую функцию, за исключением такой неспособности при техническом обслуживании или других плановых мероприятиях или вследствие нехватки внешних ресурсов.

Примечания

1 Неисправность часто является следствием отказа объекта, но может иметь место и без него.

2 В настоящем стандарте термин "неисправность" используется наряду с термином "отказ" по историческим причинам.

3.4 последствие отказа (failure effect): Следствие вида отказа для эксплуатации, функционирования или статуса объекта.

3.5 вид отказа (failure mode): Способ и характер возникновения отказа объекта.

3.6 критичность отказа (failure criticality): Сочетание тяжести последствий и частоты появления или других свойств отказа как характеристика необходимости идентификации источников, причин и сокращения частоты или количества появлений данного отказа и уменьшения тяжести его последствий.

3.7 система (system): Совокупность взаимосвязанных или взаимодействующих элементов.

Примечания

1 Применительно к надежности система должна иметь:

a) определенные цели, представленные в виде требований к ее функциям;

b) установленные условия функционирования;

c) определенные границы.

2 Структура системы является иерархической.

3.8 тяжесть отказа (failure severity): Значимость или серьезность последствий вида отказа для обеспечения функционирования объекта, окружающей среды и оператора, связанная с установленными границами исследуемого объекта.

     4 Основные положения

4.1 Введение

Анализ видов и последствий отказов (FMEA) является методом систематического анализа системы для идентификации видов потенциальных отказов, их причин и последствий, а также влияния отказов на функционирование системы (системы в целом или ее компонентов и процессов). Термин "система" использован для описания аппаратных средств, программного обеспечения (с их взаимодействием) или процесса. Рекомендуется проводить анализ на ранних стадиях разработки, когда устранение или сокращение последствий и количества видов отказов является экономически наиболее эффективным. Анализ может быть начат, как только система может быть представлена в виде функциональной блок-схемы с указанием ее элементов.

Выбор времени проведения FMEA очень важен. Если анализ был выполнен на достаточно ранних этапах разработки системы, то введение изменений при проектировании для исключения недостатков, обнаруженных при проведении FMEA, является экономически более эффективным. Поэтому важно, чтобы цели и задачи FMEA были описаны в плане и графике процесса разработки. Таким образом, FMEA является итеративным процессом, выполняемым одновременно с процессом проектирования.

FMEA применим на различных уровнях декомпозиции системы - от самого высокого уровня системы (системы в целом) до функций отдельных компонентов или команд программного обеспечения. FMEA постоянно повторяют и обновляют, поскольку при разработке совершенствуется и изменяется конструкция системы. Изменения конструкции требуют внесения изменений в соответствующие части FMEA.

В целом FМЕА является результатом работы команды, состоящей из квалифицированных специалистов, способных признать и оценить значимость и последствия различных типов потенциальных несоответствий конструкции и процессов, которые могут привести к отказам продукции. Работа в команде стимулирует процесс мышления и гарантирует необходимое качество экспертизы.

FMEA представляет собой метод, позволяющий идентифицировать тяжесть последствий видов потенциальных отказов и обеспечить меры по снижению риска. В некоторых случаях FMEA также включает в себя оценку вероятности возникновения видов отказов. Это расширяет анализ.

До применения FMEA необходимо провести иерархическую декомпозицию системы (аппаратных средств с программным обеспечением или процесса) на основные элементы. Полезно использовать простые блок-схемы, иллюстрирующие декомпозицию (см. ГОСТ Р 51901.14). Анализ при этом начинают с элементов самого нижнего уровня системы. Последствие отказа на нижнем уровне может стать причиной отказа объекта на более высоком уровне. Анализ проводят снизу вверх по восходящей схеме, пока не будут определены конечные последствия для системы в целом. Такой процесс показан на рисунке 1.

Рисунок 1 - Взаимосвязь видов и последствий отказов в иерархической структуре системы

FMECA (анализ видов, последствий и критичности отказов) расширяет FMEA и включает в себя методы ранжирования тяжести видов отказов, позволяет установить приоритетность контрмер. Сочетание тяжести последствий и частоты возникновения отказов является мерой, называемой критичностью.

Принципы FMEA могут быть применены вне разработки проекта на всех стадиях жизненного цикла продукции. Метод FMEA может быть применен к производству или другому процессу, например в больницах, медицинских лабораториях, системах образования и др. При применении FMEA к производственному процессу эту процедуру называют FMEA процесса [Process Failure Mode and Effects Analysis (PFMEA)]. Для эффективного применения FMEA важным условием работы является обеспечение адекватными ресурсами. Полное понимание системы для предварительного FMEA необязательно, однако по мере разработки проекта для детального анализа видов и последствий отказов необходимо полное знание характеристик и требований, предъявляемых к проектируемой системе. Сложные технические системы обычно требуют применения анализа к большому числу факторов проекта (механика, электротехника, системное проектирование, разработка программного обеспечения, средства технического обслуживания и т.д.).

В общем случае FMEA применяют к отдельным видам отказов и их последствиям для системы в целом. Каждый вид отказа рассматривают как независимый. Таким образом, эта процедура не подходит для рассмотрения зависимых отказов или отказов, являющихся следствием последовательности нескольких событий. Для анализа таких ситуаций необходимо применять другие методы, такие как марковский анализ (см. ГОСТ Р 51901.15) или анализ дерева неисправностей (см. ГОСТ Р 51901.13).

При определении последствий отказа необходимо рассмотреть отказы более высокого уровня и отказы того же уровня, возникшие в результате произошедшего отказа. Анализ должен выявить все возможные комбинации видов отказов и их последовательностей, которые могут быть причиной последствий видов отказа на более высоком уровне. В этом случае необходимо дополнительное моделирование для оценки тяжести или вероятности возникновения таких последствий.

FMEA является гибким инструментом, который можно адаптировать к особенностям требований конкретного производства. В некоторых случаях требуется разработка специализированных форм и правил ведения записей. Уровни тяжести видов отказов (в случаях их применения) для различных систем или различных уровней системы могут быть определены по-разному.

4.2 Цели и задачи анализа

Основания для применения анализа видов и последствий отказов (FMEA) или анализа видов, последствий и критичности отказов (FMECA) могут быть следующие:

a) идентификация отказов, которые имеют нежелательные последствия для функционирования системы, например прекращение или значительное ухудшение работы или влияние на безопасность пользователя;

b) выполнение требований заказчика, установленных в контракте;

c) повышение надежности или безопасности системы (например, путем изменения проекта или проведения действий по обеспечению качества);

d) повышение ремонтопригодности системы путем выявления областей риска или несоответствий применительно к ремонтопригодности.