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MISURE E FIDATEZZA
Rubrica a cura di L. Cristaldi, (loredana.cristaldi@polimi.it), M. Catelani, M. Lazzaroni, L. Ciani Articolo di L. Ciani, G. Guidi, G. Patrizi, M. Catelani
Introduzione alla logica fuzzy nell’analisi FMECA Per mitigare e risolvere problemi e supportare il calcolo del RPN AN INTRODUCTION TO FUZZY LOGIC IN FMECA ANALYSIS FMECA (Failure Modes, Effects and Criticality Analysis) allows to identify and mitigate potential critical problems. The risk evaluation is carried out by means of the Risk Priority Number (RPN). The RPN formula is very simple and intuitive, but its use for the criticality analysis of the system/process failure modes has highlighted many drawbacks. The introduction of Fuzzy logic will allow to solve many of the typical concerns.
RIASSUNTO L’utilizzo della tecnica FMECA (acronimo da Failure Modes, Effects and Criticality Analysis) consente d’identificare e mitigare modi di guasto i cui effetti possono essere potenzialmente critici. Questa valutazione viene effettuata mediante l’utilizzo dell’indice di priorità di rischio (RPN, Risk Priority Number) la cui determinazione non è immediata. L’introduzione della logica Fuzzy può mitigare e/o risolvere alcuni di problemi ed essere di ausilio nel calcolo di RPN. INTRODUZIONE L’analisi FMEA è una tecnica consolidata e ampiamente utilizzata in molti settori dell’ingegneria per definire, identificare ed eliminare i problemi, gli errori e i guasti noti e/o potenziali dal sistema, dalla progettazione, dal processo e/o dal servizio prima che raggiungano il cliente. Essa consiste quindi in una procedura sistematica atta a identificare i potenziali modi di guasto, le loro cause e gli effetti sulle prestazioni del sistema. La FMEA è un’analisi di tipo qualitativo e risulta efficace se svolta nelle prime fasi di sviluppo, quando si ha la disponibilità dello schema a blocchi funzionale del sistema dove sono ben evidenziate le caratteristiche e le performances di ogni singolo elemento. Così facendo si riducono i costi per la rimozione e/o la mitigazione dei modi di guasto e si massimizza l’efficacia dell’analisi stessa [1]. Un’estensione della FMEA è l’analisi FMECA (Failure Modes, Effects And Criticality Analysis); una tecnica semiT_M
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qualitativa che introduce un’analisi delle criticità dei guasti per dare una priorità alle varie contromisure. Tuttavia, questa tecnica presenta anche diversi svantaggi, che verranno discussi più avanti, rendendo necessaria l’introduzione di approcci matematici basati sulla logica fuzzy in grado di mitigare gli effetti di tali problemi. FMECA E I SUOI PROBLEMI
bassa probabilità che si verifichi un determinato evento, mentre O=10 indica un’elevata probabilità che si verifichi il medesimo evento. Per ridurre questo fattore è necessario migliorare l’affidabilità, mediante ridondanza, derating, utilizzo di componenti migliori e attraverso la manutenzione. – Gravità dell’evento (indicata con S, Severity): quantifica gli effetti del guasto sul sistema, sugli operatori e sull’ambiente. Anche questo fattore assume generalmente valori interi compresi nell’intervallo [1,10], dove S=1 indica che il verificarsi di quell’evento non ha nessun impatto sulla sicurezza, mentre S=10 indica che il verificarsi di quell’evento può compromettere il funzionamento del sistema e/o la vita dell’operatore. – Diagnosticabilità (indicata con D, Detection): indica la capacità di diagnosticare il modo di guasto prima che i suoi effetti si manifestino sul sistema. Assume generalmente valori interi compresi nell’intervallo [1,10], dove D=10 indica che non è stato predisposto un sistema di diagnosi o, se è stato predisposto, esso non è in grado di rilevare il malfunzionamento, mentre D=1 indica la certezza di diagnosticare il modo di guasto. Questi tre parametri vengono combinati insieme per definire il cosiddetto indice di priorità di rischio (RPN, Risk Priority Number): RPN = O S D che può quindi assumere valori interi compresi nell’intervallo [1, 1.000]. Valori elevati di RPN indicano la necessità d’intervenire sul modo di guasto con la massima priorità. Dal complesso dell’analisi FMECA sull’oggetto d’indagine, appare evi-
Un sistema, un progetto, un processo o un servizio possono solitamente avere più modi di guasto che devono essere analizzati indipendentemente al fine di assegnare la priorità più alta a quelli più critici. Questo viene effettuato fornendo informazioni riguardo tre indicatori, che sono [2-3]: – Probabilità di accadimento del modo di guasto (indicata con O, Occurrence): è fortemente legata al tasso di guasto del componente. Assume general- Dip. Ingegneria dell’Informazione, mente valori interi compresi nell’inter- Università di Firenze vallo [1,10], dove O=1 indica una lorenzo.ciani@unifi.it
