Характеристика методов

Метод анализа риска «Анализ видов и последствий отказов» (АВПО, в западной теории и практике риск-менеджмента FMEA - Failure Mode, Effects Analysis) является качественным методом экспертного анализа опасностей отказов, повреждений или аварийных ситуаций контролируемой технологической системы опасного производственного объекта (ОПО).

Важная особенность метода АВПО (FMEA) - последовательное рассмотрение отказов каждого технического устройства (установки, блока, узла, изделия, аппарата) с учетом его специфики в составе рассматриваемой технологической системы. Такая методология анализа необходима для выработки рекомендаций по приоритетам внедрения на ОПО мер промышленной безопасности.

Метод анализа видов и последствий отказов (АВПО) помогает эксперту провести подробный анализ:
- всех возможных видов отказов, повреждений, которые могут приводить к аварийным ситуациям и нарушению работоспособности системы в целом и отдельных ее компонентов;
- причин и механизмов отказа;
- последствий результирующих воздействия отказа на технологическую систему ОПО окружающую среду (ОС), население, персонал и имущество предприятия;
- способов достижения безотказной работы и/или смягчения негативных последствий для системы и ОС.

Расширенной версией метода АВПО (FMEA) является количественный метод анализа вида, последствий и критичности отказа (АВПКО – FMECA - Failure Mode, Effects and Critical Analysis), который позволяет ранжировать каждый идентифицированный вид отказа (или иного опасного события) по двум параметрам критичности: вероятности (или частоты) и тяжести последствий отказа (или аварийной ситуации).

Критичность отказа определяется в риск-менеджменте как совокупность параметров, которые характеризуют последствия отказа. Используется также формула: (Критичность отказа) = (вероятность последствий отказа) * (интенсивность вида отказа) * (время функционирования технологической системы). Для получения качественной оценки и ранжирования отказов по показателю критичности методы могут включать в себя матрицы «вероятность – тяжесть последствий» (карты рисков).

Понятие критичности отказа приближается к понятию риска и может применяться при детальном количественном анализе с использованием показателя фактического процента отказов по каждому техническому устройству, типу оборудования, технологическому процессу.

Результаты анализа АВПО/АВПКО представляются в формате таблиц с перечнем оборудования, видов и причин возможных отказов, частотой, последствиями, критичностью, способами обнаружения повреждений, неисправностей и рекомендациями по уменьшению опасности.

Использование методов

В зависимости от объекта исследования применяются разные варианты анализа в рамках единого метода АВПО (FMEA):
• FMEA объекта (ОПО);
• FMEA производственных (технологических) процессов;
• FMEA продукции,
• FMEA технологической системы,
• FMEA услуги;
• FMEA программного обеспечения.

Методы АВПО FMEA и FMECA также могут быть применены к процессам и процедурам, например, для постановки контроля и выявления дефектов технического обслуживания систем и оборудования.

Процесс выполнения методов

Методы АВПО (FMEA), АВПКО (FMECA), как правило, выполняются одновременно командой специалистов различного профиля (например, инженер-технолог, химик, специалист КИПиА и т.п.), компетенции которых дополняют друг друга.

Для реализации анализа риска по методам АВПО (FMEA) и АВПКО (FMECA) требуются подробные данные для анализа способов и путей возможного развития отказа каждого элемента, которая может включать в себя:
- информацию о каждом компоненте системы, каждого этапа технологического процесса (включая чертежи и блок-схемы);
- подробное описание внешних и внутренних параметров, которые могут влиять на функционирование системы;
- статистика по результатам отказов, их хронологии, интенсивности.

Для получения вероятностной составляющей (частота) критичности отказа данного вида, помимо информации о частоте происходящих отказов (других подобных событий, дополнительно проводят оценку реальных условий функционирования каждого элемента, в том числе механические или электрические нагрузки, условия окружающей среды и т.д.

Реальная возможность отказов и, следовательно, частота рассматриваемого вида отказа зависит от конкретных воздействующих нагрузок, в том числе тех, которые являются внешними для системы.

В целом частоту возникновения видов отказов для системы можно оценивать с использованием:
- данных ресурсных испытаний;
- доступных баз данных об интенсивности отказов;
- ретроспективных данных эксплуатационных отказов исследуемой системы;
- данных об отказах аналогичных объектов или их элементов.

Оценка частоты возникновения отказов в рамках анализа привязывается к определенному известному интервалу времени эксплуатации опасного объекта: гарантийный период, расчетный срок службы объекта или оборудования.

Интегральные показатели критичности отказов, полученных методами АВПО/АВПКО, должны иметь следующие качественные обозначения:
А – неприемлемый риск, обязателен количественный анализ критичности или количественный анализ риска либо принятие особых дополнительных мер безопасности;
В – приемлемый риск, требующий снижения, желателен более детальный количественный и качественный анализ риска либо принятие определенных мер безопасности;
С – приемлемый риск, который желательно снизить, рекомендуется принятие некоторых (дополнительных) мер безопасности;
D – приемлемый риск, анализ и принятие дополнительных мер безопасности не требуется.

Нормативно-техническая документация

Классификация отказов по критичности производится в соответствии приоритетами, установленными предприятиями и обязательными требованиями нижеследующей нормативно-технической документации:

- Приказ №144 от 11.04.2016 Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору «Об утверждении руководства по безопасности «Методические основы по проведению анализа опасностей и оценки риска аварий на опасных производственных объектах»;

- Приказ № 387 от 03.11.2022 Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору «Об утверждении руководства по безопасности «Методические основы
анализа опасностей и оценки риска аварий на опасных производственных объектах»;

- ГОСТ Р 51901.12 -2007 (МЭК 60812:2006) «Менеджмент риска. Метод анализа видов и последствий отказов»;

- ГОСТ 27.310-95. «Надежность в технике. Анализ видов, последствий и критичности отказов. Основные положения».

Преимущества и ограничения методов

Преимущества (достоинства) методов АВПО (FMEA) / АВПКО (FMECA):
• позволяет идентифицировать виды отказов компонентов, причины этих отказов и их последствия для технологической системы опасного производственного объекта и представить их в удобной для пользователя форме;
• применим как для идентификации опасностей, так и для оценки вероятности рисков (при минимальном уровне избыточности в системе);
• применим к видам отказов, которые связаны с ошибками и нарушениями регламента персоналом, со снижением работоспособности оборудования, а также программного обеспечения и процессов.

Ограничения методов АВПО / АВПКО:
• используются только для идентификации отдельных отказов, а не их сочетания.
• могут быть трудоемкими, длительными и дорогостоящими (особенно для сложных многоуровневых систем) без адекватной постановки задач, специальной направленности исследования и надлежащего контроля.

Методы в практике «СМИС Эксперт»

Компания «СМИС Эксперт» широко использует в своей практике на этапе разработки проектов методы анализа риска «Анализ вида и последствий отказов» и «Анализ вида, последствий и критичности отказа», которые позволяют получить для разработки программ мониторинга подробные структурированные данные обо всех необходимых аспектах объектов мониторинга и их особенностях.
В наших проектах по внедрению систем контроля за техническим состоянием и качеством эксплуатации объектов использование данных методов анализа рисков помогает избежать дорогостоящих модификаций систем и оборудования за счет идентификации проблем технического обслуживания.