FMEA, FMECA e FMEDA: quali sono le differenze?

FMEA, FMECA e FMEDA: quali sono le differenze?

Ultima modifica 05/07/2022

FMEA, FMECA e FMEDA: quali sono le differenze?

IL DUBBIO:

I termini FMEA e FMECA possono essere comuni tra i costruttori di componenti, ma il termine FMEDA è conosciuto solo nel caso in cui il costruttore abbia componenti di sicurezza nel suo catalogo. Cosa significano i diversi acronimi e quali sono le differenze?

 

CONSIDERAZIONI:

L'analisi dei modi di guasto e degli effetti (FMEA) è una procedura sistematica per l'analisi di un sistema o di un componente al fine di identificare i potenziali modi di guasto, le loro cause e gli effetti sulle prestazioni del sistema (prestazioni del gruppo immediato e dell'intero sistema o processo).

La FMEA è considerata un metodo per identificare la gravità dei potenziali modi di guasto e per fornire un input alle misure di mitigazione per ridurre il rischio. In alcune applicazioni, tuttavia, la FMEA include anche una stima della probabilità di accadimento dei modi di guasto. Questo migliora l'analisi fornendo una misura della probabilità del modo di guasto. In questo senso, la FMEA è molto simile alla FMEDA.

L'applicazione della FMEA è preceduta da una scomposizione del sistema in elementi di base. È utile realizzare semplici diagrammi a blocchi per illustrare questa scomposizione.

L'analisi inizia quindi con gli elementi di livello più basso. L'effetto di un modo di guasto a un livello inferiore può diventare una causa di guasto di un elemento del livello superiore.

L'analisi procede dal basso verso l'alto fino all'identificazione dell'effetto finale sul sistema.

La FMECA (Failure Modes, Effects and Criticality Analysis), invece, è un'estensione della FMEA che include un mezzo per classificare la gravità dei modi di guasto per consentire la scelta di contromisure prioritarie.

Ciò avviene combinando la misura della gravità e la frequenza di accadimento per produrre una metrica detta "criticità".

La Failure Modes, Effects, and Diagnostic Analysis (FMEDA) viene utilizzata per calcolare i guasti casuali di un componente: si tratta di un'estensione della procedura FMEA classica. La tecnica è stata sviluppata inizialmente per i dispositivi elettronici, ma ora viene utilizzata anche per i dispositivi meccanici ed elettromeccanici. I risultati del FMEDA sono i diversi tassi di guasto utilizzati nella sicurezza funzionale:

  • λSD: Tasso di guasto sicuro rilevabile
  • λSU: Tasso di guasto sicuro non rilevabile
  • λDD: Tasso di guasto pericoloso rilevabile
  • λDU: Tasso di guasto pericoloso non rilevabile
  • λNE: Tasso di guasto senza effetto

Una FMEDA viene eseguita esaminando ogni componente di un dispositivo e, per ognuno di essi, viene analizzato l'effetto di un guasto casuale sul dispositivo. Le domande da porsi sono: un malfunzionamento di un determinato resistore causerà un guasto sicuro, un guasto pericoloso o una perdita di calibrazione del prodotto? Se la linea di comunicazione seriale dall'A/D al microprocessore va in cortocircuito, come reagirà il prodotto? Se questa molla si rompe, si verifica un guasto pericoloso o sicuro? In questo modo, si analizza il tasso di guasto di ciascun componente e si sommano i vari gruppi.

Il risultato finale è quindi un insieme di dati sui guasti specifici per il prodotto che comprende i tassi di guasto per ogni modalità di malfunzionamento, i tassi di guasto rilevati e non rilevati dalla diagnostica, i calcoli della Safe Failure Fraction e, spesso, una spiegazione su come utilizzare i numeri per i calcoli di verifica della sicurezza.  

Una FMEDA a volte è realizzata dal costruttore del prodotto ma, in genere, è eseguita da terze parti.

Va sottolineato che una FMEDA fornisce i tassi di guasto, le modalità di guasto e l'efficacia della copertura diagnostica per i guasti hardware casuali. Non include i tassi di guasto dovuti a cause "sistematiche", tra cui l'installazione errata, il danneggiamento involontario, la calibrazione errata o qualsiasi altro errore umano.

 

CONCLUSIONI:

Dei tre metodi analizzati in questo articolo, FMEDA è quello utilizzato per calcolare i diversi tassi di guasto dei componenti utilizzati nei sistemi di sicurezza in low demand. Questi tassi di guasto sono necessari se si utilizza la Route 1H, secondo la norma IEC 61508-2, per valutare il livello di affidabilità di un SIF.

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